承 君

江蘇恒源建設(shè)有限公司

頂管施工技術(shù)在市政道路建設(shè)中的應(yīng)用

承 君

江蘇恒源建設(shè)有限公司

隨著城市基礎(chǔ)市政工程建設(shè)的不斷發(fā)展，地下空間的開發(fā)項(xiàng)目越來越多，地下工程建設(shè)實(shí)施的難度不斷加大。同時，政府與社會對地下工程建設(shè)的各種要求越來越嚴(yán)格，貫徹執(zhí)行快速施工、文明施工。頂管技術(shù)是一種非開挖技術(shù)，其在國外已廣泛使用，在國內(nèi)也已逐漸普及。頂管施工技術(shù)，能夠有效地降低對附近城市構(gòu)筑物和道路、管網(wǎng)的影響，取得安全、環(huán)保、高效、經(jīng)濟(jì)的效果。本文對頂管技術(shù)在市政工程的應(yīng)用進(jìn)行探索和分析。

頂管施工；市政道路；應(yīng)用

1 、頂管施工技術(shù)的基本原理

頂管法施工是借助主頂油缸及管道間中繼間等的推力，將工具管或掘進(jìn)機(jī)從工作坑內(nèi)穿過土層一直推到接收坑內(nèi)吊起。與此同時，也就把緊隨工具管或掘進(jìn)機(jī)后的管道埋設(shè)在兩坑之間。對于長距離頂管，由于主油缸的頂力不足以克服管壁四周的土體摩阻力和迎面阻力，常將管道分段，在每段之間設(shè)置由一些中繼油缸組成的移動式頂推站即中繼間，且在管壁四周加注減摩劑以利于長距離管道的頂推。

1.1 頂管施工與開挖施工法相比的優(yōu)點(diǎn)

開挖部分僅僅只有工作坑和接收坑，而且安全、對交通影響小；在管道頂進(jìn)過程中，只挖去管道斷面部分的土，挖土量少；建設(shè)公害少、文明施工程度高；在覆土深度大的情況下，施工成本低。

1.2 與開挖施工法相比較存在的不足

曲率半徑小而且多種曲線組合在一起時，施工就非常困難；在軟土層中容易發(fā)生偏差，而且糾正這種偏差又比較困難，管道容易產(chǎn)生不均勻下沉。

2 、頂管施工技術(shù)在市政道路建設(shè)中的應(yīng)用

2.1 施工順序

首先要安置基坑底基礎(chǔ)及后靠背，然后進(jìn)行導(dǎo)軌安裝，接著進(jìn)行承壓壁的設(shè)置，隨后機(jī)械能主頂設(shè)備的安裝，然后對頂管機(jī)頭進(jìn)行安裝，再進(jìn)行土方運(yùn)輸設(shè)備的安置，最后安放管節(jié)進(jìn)行頂進(jìn)。

2.2 頂進(jìn)工藝流程

在進(jìn)行頂進(jìn)施工時，第一步是對沉井中心線進(jìn)行測量放樣，然后將頂機(jī)架和主頂設(shè)備安裝到位，再使用頂進(jìn)管機(jī)進(jìn)行頂進(jìn)；第二步是將下一節(jié)管節(jié)吊下，通過頂進(jìn)機(jī)頂進(jìn)管節(jié)，將第一節(jié)管頂完為止；第三步是將第三節(jié)管節(jié)吊下，然后拼裝管節(jié)，頂力接近許用力，將中繼環(huán)吊放下來，然后按照上述方法繼續(xù)頂進(jìn)，最后出洞，頂管機(jī)與管節(jié)分離。

2.3 頂力估算

按照管壁外側(cè)同步注入觸變泥漿進(jìn)行施工，R2=F2為手掘式頂管產(chǎn)生的阻力。按照軟土地層頂進(jìn)的施工經(jīng)驗(yàn)，通常為8~12kN/m2，按照50m的頂進(jìn)長度和0.52的管道外徑進(jìn)行計算，P=F2лDL=1130kN≈113t為最大頂進(jìn)阻力。一般情況下，要完全滿足頂力需要，配備150t液壓千斤頂即可。控制活塞行程為700mm，供電量為10L/min，主油泵最大供電壓49MPa。

2.4 頂進(jìn)施工

2.4.1 頂進(jìn)方法。在進(jìn)行頂進(jìn)施工以前，需要全面檢查施工設(shè)備，并進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)；另外要確保頂管在導(dǎo)軌的中心線、坡度和高程與設(shè)計要求相符合。同時要避免工作井內(nèi)進(jìn)入流動性土或地下水，而且要保證具備所有條件以后才能夠?qū)嵤╉斶M(jìn)作業(yè)。

2.4.2 頂進(jìn)作業(yè)。在工具管切入土地以后，需要對其水平偏差嚴(yán)格控制，確保偏差在5mm以下，設(shè)定標(biāo)高加以拋高數(shù)為其高程。在工具管連接第一節(jié)鋼管時，尾部至少有20~30cm擱在導(dǎo)軌上，同時需要立即連接砼管。在進(jìn)行人工挖土以前，要在周邊土體中切入刃口部分，分層開挖程序按自上而下進(jìn)行，避免正面坍方。在挖土過程中如果有地下障礙物出現(xiàn)，在確保安全的前提下先清除障礙物，然后進(jìn)行頂進(jìn)施工。如果有特殊情況，需要及時通過應(yīng)變技術(shù)措施解決?？梢酝ㄟ^機(jī)頂設(shè)備對頂管道內(nèi)土進(jìn)行再次頂進(jìn)，將管內(nèi)泥土頂出管道外面。

2.4.3 施工測量。在進(jìn)行頂管施工時，要經(jīng)常進(jìn)行測量，在視線清楚、不易擾動、易于保護(hù)、方便校核的地方設(shè)置控制點(diǎn)。特別要重點(diǎn)測量地面控制點(diǎn)至工作坑內(nèi)的控制點(diǎn)，在測量時嚴(yán)格按照施工要求進(jìn)行，避免軌道、管道底標(biāo)高與設(shè)計標(biāo)高存在較大的差距，從而對管道底坡度造成嚴(yán)重影響，阻礙了對頂?shù)捻樌M(jìn)行。在頂進(jìn)頂管時，需要不間斷的測量高程、轉(zhuǎn)角和方向，正常情況下控制在80~100cm進(jìn)行一次測量。

2.4.4 檢查井施工。在施工過程中，要對施工進(jìn)度進(jìn)行嚴(yán)格控制，對質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，杜絕檢查井內(nèi)出現(xiàn)透水事故。施工時要確保此環(huán)節(jié)不會出現(xiàn)偷工減料的情況，檢查井施工作為極其關(guān)鍵的施工環(huán)境，需要加強(qiáng)重視。

2.4.5 糾偏測量及控制。一般情況下，施工單位在對地面進(jìn)行簡單有效的控制測量時通過經(jīng)緯儀進(jìn)行的，要確保地面控制測量中低于1cm的誤差，水準(zhǔn)點(diǎn)控制網(wǎng)可以通過現(xiàn)有道路已設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行布設(shè)，可以把水準(zhǔn)網(wǎng)直接引入工作井內(nèi)。在將測量儀基座布設(shè)在工作井后方時，要防止儀器座因頂進(jìn)內(nèi)沉井受力而出現(xiàn)移動或變形。如果儀座出現(xiàn)輕微位移，需及時調(diào)整對軸線和標(biāo)高。一般傾斜儀傳感器都安裝在機(jī)頭內(nèi)，施工人員能夠按要求進(jìn)行及時糾偏。在頂進(jìn)糾偏過程中，要進(jìn)行大量的測量和頻繁的微調(diào)，并保證糾偏角度在1°以內(nèi)，最大不能超過1.5°。

2.4.6 閉水試驗(yàn)。在完成頂管對接以后，需要進(jìn)行閉水試驗(yàn)，試驗(yàn)按照國家驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。如果有漏水和滲水情況出現(xiàn)，需要及時查找問題原因并進(jìn)行有效處理。

2.4.7 事故應(yīng)急措施。在進(jìn)行頂管施工時，如果有異常偏差出現(xiàn)，需要立即停止施工，對其原因進(jìn)行分析，通過有效措施解決以后才能夠繼續(xù)頂進(jìn)。不管任何情況下，一旦發(fā)現(xiàn)頂進(jìn)出現(xiàn)異常，需要立即停止施工，并將實(shí)際情況匯報至技術(shù)負(fù)責(zé)人，從而對其原因進(jìn)行分析，制定對策。另外施工單位還要建立意外情況報告制度。一旦出現(xiàn)意外情況，施工人員需要通過有效通訊方式及時聯(lián)系地面指揮中心，防止事故擴(kuò)大化。

總之，頂管施工技術(shù)具有對公路、河流、建筑物擾動很小的特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于地下管道、過街隧道等市政工程中，為城市的建設(shè)取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

[1]馮建偉.頂管施工技術(shù)在市政道路建設(shè)中的應(yīng)用[J].技術(shù)與市場，2017，02：58-59.

[2]肖鵬.頂管施工技術(shù)在市政工程中的應(yīng)用[J].中國城市經(jīng)濟(jì)，2011，17：308-309.

[3]徐秀梅.頂管施工技術(shù)在市政排水工程中的應(yīng)用[J].石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2013，04：8-13.