李子臣 朱啟玉

摘要：目前在市政工程建設(shè)中大規(guī)模的管網(wǎng)施工比較普遍，為了能夠達(dá)到對(duì)環(huán)境影響效果達(dá)到最小的破壞情況，在施工過(guò)程中采用頂管施工技術(shù)應(yīng)用勢(shì)在必行。為此本文就排污混凝土管長(zhǎng)距離頂管施工技術(shù)做了相關(guān)分析，還提出了頂管施工中值得注意的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：市政排污；混凝土管；頂管施工；技術(shù)分析

一、地區(qū)管網(wǎng)特點(diǎn)

在市政建設(shè)中區(qū)管網(wǎng)有如下特點(diǎn)：第一，在老城區(qū)各種管網(wǎng)相互交錯(cuò)，很多管線地下位置不明。第二，最近幾年建設(shè)的管網(wǎng)由于未能充分考慮地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的容造，使得鋪設(shè)的管線不能滿足發(fā)展的要求，所以造成在相同位置不同深度不斷埋設(shè)相同功能的管道的現(xiàn)象從而引發(fā)各種施工問(wèn)題。第三，在進(jìn)行道路擴(kuò)建、改建、新建的同時(shí)需要埋設(shè)大量雨水管線、通訊管線，按照規(guī)劃原則各種管線的位置基本在機(jī)動(dòng)車道下面。第

四、為滿足城市發(fā)展的需要，城市供水管道、排污管道的鋪設(shè)量非常大，故需要穿越道路、河流、各種建筑物。先進(jìn)的頂管設(shè)備與頂管施工工藝可以比較好的解決市政管線鋪設(shè)所遇到的困難。

二、頂管工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（一）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

第一，鋼筒：鋼筒采用1.5mm厚冷扎鋼板制成，兩端由鋼制承口環(huán)和插口環(huán)形成頂管的接口，接口采用雙膠圈的接口形式，便于管道安裝和接口密封性的檢驗(yàn)。整個(gè)鋼筒隔斷了輸送水外滲的通道，形成了一個(gè)抗?jié)B帶；第二，鋼筋骨架網(wǎng)：鋼筒內(nèi)側(cè)焊接單層鋼筋網(wǎng)，使鋼筒內(nèi)側(cè)混凝土更好地與鋼筒內(nèi)壁結(jié)合。鋼筒外側(cè)焊接雙層鋼筋籠，鋼筋規(guī)格根據(jù)管道使用工況設(shè)計(jì)確定。這樣鋼筒內(nèi)外鋼筋籠與鋼筒形成一個(gè)整體，共同承擔(dān)管道所承受的內(nèi)水壓和外部荷載及施工荷載。第三，管體部分：鋼筒內(nèi)外澆注混凝土形成管體，鋼筒和鋼筋骨架籠埋置于混凝土中，達(dá)到混凝土對(duì)鋼材的良好防腐效果。

（二）土壓平衡頂管機(jī)的工作原理

頂進(jìn)時(shí)由工作井中的主頂進(jìn)油缸推動(dòng)頂管機(jī)前進(jìn)，同時(shí)大刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)切削土體，切削下的土體進(jìn)入密封土倉(cāng)與螺旋輸送機(jī)中，并被擠壓形成具有一定土壓的壓縮土體；經(jīng)過(guò)螺旋輸送機(jī)的旋轉(zhuǎn)，輸送出切削的土體。密封土倉(cāng)內(nèi)的土壓力值可通過(guò)螺旋輸送機(jī)的出土量或頂管機(jī)的前進(jìn)速度來(lái)控制，使此土壓力與切削面前方的靜止土壓力和地下水壓力保持平衡，從而保證開(kāi)挖面的穩(wěn)定，防止地面的沉降或隆起。由于大刀盤(pán)無(wú)面板，其開(kāi)口率接近100%，所以設(shè)在隔倉(cāng)板上的土壓計(jì)所測(cè)得的土壓力值近似于掘削面的土壓力。根據(jù)頂管機(jī)開(kāi)挖面不同地層的特性，通過(guò)向刀盤(pán)正面和土倉(cāng)內(nèi)加入清水、粘土漿、各種配比與濃度的泥漿或發(fā)泡劑等添加材料，使一般難以施工的硬黏土、砂土、含水砂土和砂礫土改變成具有塑性、流動(dòng)性和止水性的泥狀土，不僅能被螺旋輸送機(jī)順利排出，還能頂住開(kāi)挖面前的土壓力和地下水壓力，保持刀盤(pán)前面的土體穩(wěn)定。

（三）工作坑

工作坑的施工以保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、安全性以及平面設(shè)計(jì)滿足各種設(shè)備安裝要求為依據(jù)，形式采用全封閉現(xiàn)澆鋼筋混凝土矩形井，施工采用逆筑法分層施工。工作井四角加設(shè)鋼粱斜撐，千斤頂后背鋼板作用面加設(shè)60cm厚鋼筋混凝土后備墻，滿足千斤頂最大作用力需要。

（四）觸變泥漿

泥漿池設(shè)在工作井旁，根據(jù)施工頂進(jìn)速度平均每日10～12m，日平均注漿量15～18m3，確定泥漿池尺寸為4m×2.5m×2m。觸變泥漿選用嘭潤(rùn)土、堿、水按1比0.5比5的比例混合拌制，拌制完成后，在泥漿池中靜制、發(fā)酵10h后，待形成一定的粘度和稠度后投入使用。

觸變泥漿的性能要穩(wěn)定，施工期間要求泥漿不失水不沉淀不固結(jié)，既要有良好的流動(dòng)性，又要有一定的稠度。注漿頂進(jìn)時(shí)，通過(guò)混凝土管節(jié)預(yù)留的注漿孔，向管道外壁壓入一定量的減阻泥漿，在管道外圍形成一個(gè)泥漿壁環(huán)，減小管節(jié)外壁和土層間的摩阻力，從而減小頂進(jìn)時(shí)的頂力。泥漿壁環(huán)形成的好壞，直接關(guān)系到減阻的效果。

三、頂管施工技術(shù)及注意問(wèn)題

（一）施工技術(shù)

頂進(jìn)用管分多管節(jié)和單管節(jié)兩大類。多管節(jié)頂進(jìn)管大多為鋼筋混凝土管，管節(jié)長(zhǎng)度在2到3米之間。這類管都必須采用可靠的管接口，該接口必須在施工時(shí)和施工完成以后的使用過(guò)程中都不會(huì)滲漏。

工作井、接受井施工結(jié)束后，按工作井穿墻孔與接受井收孔的實(shí)際坐標(biāo)測(cè)量放線，定出管道頂進(jìn)軸線并將軸線投放到工作井測(cè)量平臺(tái)上和井壁上。在工作井四周建立測(cè)量控制網(wǎng)，并定期進(jìn)行復(fù)核各控制點(diǎn)。另外，用高精度水準(zhǔn)儀將甲方所提供水準(zhǔn)點(diǎn)引進(jìn)工作井接受井內(nèi)，并在沉降區(qū)外設(shè)置水準(zhǔn)后視點(diǎn)，以便校核井內(nèi)水準(zhǔn)點(diǎn)。測(cè)量采用T2經(jīng)緯儀將頂管軸線放人工作井內(nèi)，井內(nèi)安放儀器的測(cè)量點(diǎn)設(shè)置在預(yù)先設(shè)置的預(yù)埋鐵件上。穿墻孔的后視標(biāo)記與儀器測(cè)點(diǎn)之間所造成的頂管后視線與頂管實(shí)際軸線的偏差應(yīng)在0.2mm之內(nèi)。所引入井內(nèi)的水準(zhǔn)后視點(diǎn)的偏差小于0.5mm。頂管施工中，若混凝土管運(yùn)行軌跡符合設(shè)計(jì)要求，即進(jìn)入曲線段后，每節(jié)混凝土管曲線側(cè)應(yīng)有符合曲線半徑的數(shù)值正確的開(kāi)縫。此時(shí)應(yīng)及時(shí)利用混凝土管預(yù)埋件，用鋼板進(jìn)行固定，以防止利用中繼環(huán)頂進(jìn)形成的曲線變形。或因中繼環(huán)有效行程縮短后，無(wú)法向前推進(jìn)。必要時(shí)，可將中繼環(huán)頂力中心偏向內(nèi)側(cè)，以防止中繼環(huán)折角過(guò)大而損壞。如果曲線段混凝土管運(yùn)行大干設(shè)計(jì)半徑，混凝土管開(kāi)縫過(guò)小，則應(yīng)在管壁處設(shè)置千斤頂將開(kāi)縫擴(kuò)大至設(shè)計(jì)要求，并及時(shí)在縫內(nèi)填塞木墊板，并用鋼板固定，這樣逐一調(diào)整，直到符合曲率要求再頂進(jìn)。

（二）頂管施工應(yīng)注意的問(wèn)題

沿管線土層變化頻繁，所以在頂管施工前必須了解土層的變化情況：此外對(duì)于要經(jīng)過(guò)回填土地段，需要提前加固處理，以防頂管施工后地表有過(guò)大的下沉。有毒氣體的檢測(cè)與防護(hù)，頂管施工的地層一般會(huì)通過(guò)淤泥層，腐爛動(dòng)、植物體會(huì)在地下形成有毒氣體聚集體，危害施工人員的健康和生命，所以有人員在頂管內(nèi)操作的情況下，需要定時(shí)監(jiān)測(cè)管內(nèi)有毒氣體含量，采用通風(fēng)裝置予以解決。

超前探查地下管線，盡管先進(jìn)的頂管設(shè)備具有在施工時(shí)探查前進(jìn)路線不遠(yuǎn)距離管線的能力，但是采用在地面提前查明地下管線仍是值得開(kāi)展的，這對(duì)于保證通訊、電力、上水、排水、煤氣等其它管線安全運(yùn)營(yíng)，確保公眾正常生活仍有必要。穿越建筑時(shí)對(duì)基礎(chǔ)的探查，頂管在建筑物基礎(chǔ)下施工時(shí)，需要明確施工路線上所遇到的基礎(chǔ)類型，對(duì)于部分基礎(chǔ)頂管頂進(jìn)前可采取托換、加固措施。頂進(jìn)計(jì)算其一包括準(zhǔn)確計(jì)算頂進(jìn)推力，根據(jù)計(jì)算結(jié)果選定相應(yīng)的油缸類型和確定中繼間的分布；其二是工作井設(shè)計(jì)，根據(jù)計(jì)算得到的最大頂力，提出工作井的加固方案。

四、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)施工中逐步分析、探索，混凝土管頂管施工技術(shù)將能更快地發(fā)展，將先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)同施工實(shí)際相結(jié)合，以滿足城市市政排污工程發(fā)展的需要。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊兵.淺談市政排污混凝土管頂管施工技術(shù)[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2016，（12）.