陳國彬　韓麗仙

摘要：文章首先對市政工程頂管施工技術(shù)的基本原理和主要工序進行了介紹，著重闡述了施工過程中頂管井的結(jié)構(gòu)形式和頂管井洞口止水設(shè)施的選擇方法，并提出在頂管施工過程中測量與控制頂進誤差的幾個要點，以此希望為我國市政基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展做出貢獻。

關(guān)鍵詞：市政工程；頂管施工技術(shù)；頂管井；止水設(shè)施；頂進誤差 文獻標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TU992 文章編號：1009-2374（2015）11-0129-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.11.064

城市的發(fā)展離不開市政基礎(chǔ)的建設(shè)，而傳統(tǒng)的市政工程施工所采用的挖槽埋管地下管線技術(shù)，需要對地面進行大面積開挖，對城市交通影響較大，給市民的出行和生活也帶來很多不便。為解決這一影響，頂管施工技術(shù)被應(yīng)用到市政工程的基礎(chǔ)設(shè)施施工中。在市政管網(wǎng)的建設(shè)過程中，采用頂管施工技術(shù)可有效地減少由于施工給附近的道路、構(gòu)筑物等所帶來的影響，在安全、經(jīng)濟、環(huán)保和效率等方面都有顯著的提升。

1 頂管施工技術(shù)的基本原理和工序

1.1 基本原理

頂管施工技術(shù)就是從頂進井開始將頂管掘進機或工具管，通過主干頂油缸和中繼間頂進力的作用，穿過土層至接收井內(nèi)吊起，最后再將工作井間的管道埋沒的過程。機械式的施工多采用封閉式頂進方法，其壓力平衡的方法有：泥水式平衡、土壓式平衡、氣壓式平衡。

1.2 主要工序過程

1.2.1 頂進的方法。在選擇管道的頂進方法時，要充分考慮現(xiàn)場的施工條件，包括地下水位、地質(zhì)、地下建筑物、管徑等因素，還要滿足以下條件：（1）砂性土或黏性土層的地質(zhì)條件，且沒有地下水的影響時，多選擇機械挖掘式或手掘式頂管法施工；（2）軟土層的厚度較大，且沒有其他障礙物時，可采用網(wǎng)格式或擠壓式頂管法施工；（3）在黏性土層的環(huán)境下施工時，如果要對地面的平整度進行控制，可采用土壓式平衡頂管法施工；（4）在粉砂土層的環(huán)境下施工時，如果要對地面的平整度進行控制，可采用泥水式平衡法或加泥式平衡法施工；（5）當(dāng)頂進的金屬管管徑小或長度較短時，可采用擠密式土層法施工。

1.2.2 頂管井的布設(shè)。頂管井的布設(shè)通常要采用鋼筋砼或碎石作為地基基礎(chǔ)，土質(zhì)較硬的頂管井可采用方木作為基礎(chǔ)，土質(zhì)不穩(wěn)定的工作井，其周圍要架設(shè)支撐。頂管井的地基修建要按照設(shè)計的管線位置和坡度施工，要求不得出現(xiàn)沉降，在其內(nèi)部固定的導(dǎo)軌及頂管位置要準(zhǔn)確。排水管頂進的頂管井，要設(shè)置于檢查井的

位置。

1.2.3 管道的頂進。頂管井的布設(shè)完成后，要進行管道的頂進。在管道頂進前，要在管的前端開挖一個與所頂管道形狀相似的坑道，其深度約為30～50cm，再將管道用千斤頂頂進，并重復(fù)此步驟循環(huán)頂進。

1.2.4 頂管的接口。頂管的接口多采用電弧焊接方法，即在將管段頂入前，將該管段與已頂入的管段在內(nèi)部進行焊接?；炷凉艿慕涌谔幰捎寐榻z油氈、橡膠圈或橡膠墊等材料嵌縫，管口的內(nèi)側(cè)要預(yù)留1～2cm的縫隙，兩管間的孔隙在頂緊后要控制在1～1.5cm。

1.2.5 管道的壓漿。在完成管道的頂進和檢查井的施工后，要進行管線的壓漿作業(yè)。管道的壓漿施工要通過每節(jié)管道所預(yù)設(shè)的壓漿孔進行壓漿，同時要防止地面發(fā)生沉降現(xiàn)象。

2 頂管井的施工

2.1 頂管井的結(jié)構(gòu)形式

頂管井包括工作井和接收井，頂管井的結(jié)構(gòu)通常為鋼筋混凝土形式。工作井通常為單孔井或單排孔井，單孔井的形狀可以是矩形、圓形或正方形等，單排孔井多為矩形。工作井在建造過程中，要按照雙向頂進的結(jié)構(gòu)施工，其間距要與檢查井的間距相同，并且要與接收井呈間隔形式布置。同時，要在井內(nèi)設(shè)立支撐，從而改善井內(nèi)結(jié)構(gòu)的受力情況。在工作井和接收井施工完成后，要在其附近做檢查井。

2.2 頂管井洞口止水設(shè)施的選擇

在很多市政工程的頂管施工過程中，井內(nèi)出現(xiàn)水土淤積的現(xiàn)象，導(dǎo)致管道和機頭叩頭或機頭被淹等事故，嚴(yán)重影響頂管的順利出洞，給工程建設(shè)帶來很大麻煩。這類事故的產(chǎn)生，較多是因為頂管工作井預(yù)留口的止水設(shè)施，其密封不嚴(yán)或其他原因所造成的，所以在對頂管進行施工作業(yè)時，要嚴(yán)格按照設(shè)計要求對洞口的止水設(shè)施進行檢查和控制。工作坑的洞口止水設(shè)施有很多種形式，包括齒形橡膠式、盾尾鋼緣刷密封且壓注盾尾油脂等，選擇哪種結(jié)構(gòu)形式則要結(jié)合工作坑的具體施工等條件來確定。但是無論采用哪種形式進行密封，都要首先確保其具有合格的安全止水功能，再考慮其經(jīng)濟因素等影響。

在一般的市政排水工程中，其管道的敷設(shè)深度都小于10m，受地下水壓力的影響較小，所以在很多市政頂管井工程中，洞口止水設(shè)施選擇了結(jié)構(gòu)相對簡單、造價低廉、安裝方便的橡膠法蘭式結(jié)構(gòu)，但卻忽略了對洞口止水設(shè)施的剛度、強度以及密封材料性能的要求，導(dǎo)致了頂管井的水土淤積事故發(fā)生。因此選擇洞口止水設(shè)施時，要首先結(jié)合管道的不同埋設(shè)深度、洞口的結(jié)構(gòu)形式、對止水設(shè)施的剛度和強度要求等特點，確定其結(jié)構(gòu)形式；在安裝過程中，要保證預(yù)埋件的錨固強度、焊縫的焊接質(zhì)量，并確保管中心與洞口止水設(shè)施的同軸度等。只有在徹底滿足頂管工作井的所有質(zhì)量要求后，才可以最終確定洞口止水設(shè)施的結(jié)構(gòu)，保證頂管施工的順利完成。

由于工具管在進洞后，其姿態(tài)很難確定，所以通常情況下，頂管接受井的洞口止水不采用止水裝置，僅在洞口進行地基加固，并采用扇形板將接收井的預(yù)埋鋼法蘭和首節(jié)特殊管焊接。當(dāng)工作管進入接收井后，接受坑內(nèi)要算好標(biāo)高并安放導(dǎo)軌，同時要確?？觾?nèi)不得出現(xiàn)水土淤積、管道或機頭叩頭等事故的發(fā)生。

3 頂管的測量與控制

在頂管的施工過程中，由于頂管的方向很容易發(fā)生偏移，所以在頂管頂進階段，要及時進行頂管的三維動態(tài)測量工作。在施工前，要在井的周圍設(shè)置一高精度的控制測量網(wǎng)，對井區(qū)、井下的測量點，如軸線點、井下測量起始點和后視點等進行檢查和修正。

為了確保管道入土位置的精確性，在頂進第一節(jié)管時，其測量的間距要小于30cm，入土層后的測量間距要小于100cm。當(dāng)頂管每次頂進的長度小于50cm時，頂管中心偏差可采用垂球拉線法測量。此時要盡可能地拉大兩垂球的間距，并用水平尺對頭一節(jié)管的前端中心進行測量。當(dāng)頂管的每次頂進長度大于50cm時，其中心偏差則要采用經(jīng)緯儀進行測量；頂管的高程測量，要根據(jù)工作坑內(nèi)設(shè)置的高程點標(biāo)高，用特制高程尺和水準(zhǔn)儀對第一節(jié)管的前端和后端的管內(nèi)高程進行測量；當(dāng)頂管的中心和高程偏差量快超過設(shè)定誤差值時，要及時進行

糾正。

4 結(jié)語

市政基礎(chǔ)設(shè)施是城市快速發(fā)展的前提條件，是城市交通樞紐暢通、居民安居樂業(yè)的基本保障。在市政工程的施工過程中，頂管施工技術(shù)作為一種現(xiàn)代化的施工方法，可以有效地解決傳統(tǒng)的市政工程施工所帶來的交通堵塞等諸多不便，將影響范圍降至最低。而作為市政工作者，要熟練掌握這一施工技術(shù)，牢記頂管施工的重要工序和技術(shù)要點，強化施工過程中的質(zhì)量控制，保證市政地下管道的施工質(zhì)量，為市政工程的整體建設(shè)質(zhì)量把關(guān)，為城市的快速發(fā)展保駕護航。

參考文獻

[1] 給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范（GB50268-2008）[S].

[2] 建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程（JGJ120-2012）[S].

作者簡介：陳國彬（1981-），男，中國中鐵四局集團有限公司市政工程分公司工程師，研究方向：建筑工程技術(shù)；韓麗仙（1985-），女，中國中鐵四局集團有限公司市政工程分公司助理工程師，研究方向：建筑工程技術(shù)。

（責(zé)任編輯：陳 倩）