韋華軍

（廣西綠城水務(wù)股份有限公司 廣西南寧 530021）

頂管施工即非開挖施工法，在管道埋設(shè)中不開挖或少開挖。工作坑中采用特定設(shè)備產(chǎn)生一定頂力，用于克服土壤和管道之間的摩擦力，按照設(shè)計要求將管道頂入到土中，然后將土方及時運走。當(dāng)一節(jié)管道進(jìn)入到土層以后，對第二節(jié)進(jìn)行持續(xù)頂進(jìn)。原理為充分借助油缸和管道之間的推理，將掘進(jìn)機或者是工具管等從坑中穿過土層直到接收坑。目前，隨著市政設(shè)施的不斷完善，作為一種能最大限度降低影響、干擾和破壞的施工技術(shù)，頂管施工逐漸得到廣泛應(yīng)用。

1 工程概況

施工區(qū)域目前存在很多地下管線，相互交叉，污水管道難以開挖施工；同時，范圍內(nèi)還設(shè)有大型購物廣場和交叉路口，日常交通十分繁忙，車流與行人都巨大。綜合考慮以上實際情況，經(jīng)多方研究與討論，一致同意采取頂管施工技術(shù)，機械頂管，人工頂管管徑D2800，機械頂管管徑D2600～2000。采取頂管施工技術(shù)的起迄樁號為k9+500～k12+500，總長為3000m。

2 頂管施工工藝

2.1 工作井設(shè)置

在設(shè)置工作井的過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照以下基本原則：①充分利用管線上已有工藝井；②保證排水、出土與日常運輸?shù)谋憷?；③盡可能遠(yuǎn)離高壓線與居民區(qū)；④盡量避免與管線、樹木及構(gòu)筑物產(chǎn)生接觸；⑤設(shè)置工作井?dāng)?shù)量不能太多，用于降低成本，盡可能縮短工期[1]。

2.2 工作井施工

（1）工藝流程

工作井施工工藝流程如圖1所示。

圖1 工作井施工工藝流程圖

（2）施工測放與基坑開挖

現(xiàn)場使用全站儀準(zhǔn)確放出工作井具體位置和沉井壁具體位置。使用反鏟挖機對基坑進(jìn)行開挖，由人工進(jìn)行挖探管線予以配合。

（3）墊層鋪設(shè)

在刃腳部位進(jìn)行墊層的鋪設(shè)，鋪設(shè)材料為中粗砂，厚度按500mm控制，分層鋪設(shè)，每層鋪好后都要將其夯實，最后用水準(zhǔn)儀進(jìn)行找平。

（4）制作井壁

①井壁支模

在井壁支設(shè)的模板采用組合鋼模，腳手架需要和模板分離，各自形成一個系統(tǒng)，避免因下沉產(chǎn)生破壞。采用對拉螺栓對模板進(jìn)行加固，并加焊止水片。在施工縫處進(jìn)行鋼板的埋設(shè)，形成止水帶，支模時注意收口，不得出現(xiàn)上大下小。在沉井壁上設(shè)置預(yù)留洞，于制作過程中在洞口處埋設(shè)穿墻管，在管中埋好夯實以后的粘土。

②鋼筋綁扎

沉井段的水平鋼筋使用幫條進(jìn)行焊接，而豎向鋼筋則應(yīng)使用壓力焊進(jìn)行焊接，所有接頭都按照設(shè)計要求錯開，設(shè)置支撐，按照1.5m的間距進(jìn)行。在井壁中設(shè)置的插筋都要采取有效的加固措施。

③井壁澆筑

刃腳和筒身的澆筑必須分段進(jìn)行，保證對稱性、均勻性與連續(xù)性，防止地基不均勻沉降使沉井產(chǎn)生裂縫與傾斜。筒身完成澆筑后應(yīng)達(dá)到密實，表面光滑且平整。如果存在防水要求，則應(yīng)在穿螺栓孔的中間進(jìn)行止水環(huán)的加焊；水平施工縫部位的筒身需要設(shè)置鋼板止水帶，從筒壁上突出的部分，需要在拆模以后將其鏟平。

（5）沉井施工

①開工前檢查結(jié)構(gòu)的外觀，確定混凝土強度與抗?jié)B等級，以勘測報告為依據(jù)對極限承載力等參數(shù)進(jìn)行計算，將計算結(jié)果作為判斷不同階段是否產(chǎn)生突然沉降等現(xiàn)象的依據(jù)。

②施工前應(yīng)在分區(qū)分組的基礎(chǔ)上依次拆除磚墊座與承墊木，抽出墊木以后，用砂礫、砂石及卵石等材料進(jìn)行充填。

③施工采用排水下沉的方法，在機械開挖的基礎(chǔ)上輔以人工配合，采用卷揚機進(jìn)行吊運施工，開挖產(chǎn)生的土用載運汽車將其運輸?shù)皆O(shè)計指定的地點[2]。

④對于小型沉井，開挖時采用人工，也可采用風(fēng)動工具；對于大型沉井，在井中采用反鏟機進(jìn)行開挖。開挖應(yīng)分層且對稱，從沉井的中間不斷向四周進(jìn)行，層高按0.4～0.5m控制，在刃腳的周圍應(yīng)留設(shè)一定寬度的土堤，再沿刃腳的方向進(jìn)行土層切削，一次切削5～10cm，如果土層在切削后產(chǎn)生破裂，則應(yīng)在自重下進(jìn)行擠土，避免發(fā)生傾斜。

⑤施工采用排水的方法進(jìn)行。管壁不斷下沉?xí)r，處在外側(cè)的土?xí)a(chǎn)生下陷，和筒壁之間產(chǎn)生空襲和，通常在筒壁的外側(cè)進(jìn)行填砂，高度要達(dá)到30cm以上，用于降低摩阻力，同時減輕清淤壓力。

（6）沉井封底

①下沉到要求的標(biāo)高，且2～3d不再發(fā)生下沉后，開始封底。

②封底之前，對接觸表面進(jìn)行清洗與打毛，將井底修整成鍋底的形狀，從刃腳不斷向中心進(jìn)行開挖，用卵石進(jìn)行充填。

③澆筑需要在沉井上分層連續(xù)進(jìn)行，從四周開始不斷向中央澆筑，并在澆筑的同時使用振搗器進(jìn)行振搗，如果井中存在隔墻，則應(yīng)在對稱的基礎(chǔ)上進(jìn)行逐孔澆筑。

④澆筑完成后立即養(yǎng)生，待實際強度達(dá)到要求后，開始封堵。

2.3 頂管施工

（1）施工準(zhǔn)備與施工方法

開工前仔細(xì)掌握圖紙，再對頂管軸線實施定位，進(jìn)行工作坑放樣與高程的準(zhǔn)確測量。以已經(jīng)完成施放的軸線和平面位置為依據(jù)，進(jìn)行導(dǎo)軌的預(yù)埋，兩條導(dǎo)軌之間的距離按0.7m控制。完成對軌道的安裝之后，對設(shè)備進(jìn)行安裝調(diào)試，并于沉井上進(jìn)行各類設(shè)備的安裝施工。在混凝土底板實際強度滿足要求后，正式開始頂管。

（2）管道頂進(jìn)

開挖采用人工完成，而頂管則主要采用機械進(jìn)行，對第一節(jié)頂管進(jìn)行安放時，需要對管道的軸線及高程進(jìn)行認(rèn)真復(fù)核，確認(rèn)無誤后，開始頂管。在不容易產(chǎn)生擾動，且視線清晰的位置設(shè)置控制點，同時予以有效保護(hù)。

①頂管的工藝流程為：圍擋施工→人工開挖→平臺搭設(shè)、起重設(shè)備就位、支架搭設(shè)→人工開挖→頂管機械就位→頂管施工→井身砌筑→支撐拆除→管道清理和打口。

②施工測量：施工開始前對管線情況進(jìn)行調(diào)查，確定并檢查管線所在位置和高程?，F(xiàn)場的測量人員必須持證上崗，所設(shè)水準(zhǔn)點必須在閉合以后才可以使用。

③后背安裝：和墻壁緊貼，澆筑混凝土，澆筑完成后貼鋼板，平面和管道的中心線必須保持垂直。頂力設(shè)備采用油壓千斤頂，其行程應(yīng)達(dá)到700mm以上。以頂力為依據(jù)進(jìn)行計算，設(shè)置兩臺千斤頂，和管道的中心線呈對稱形式布置。施工過程中，頂力要控制在5000kN以內(nèi)。

④導(dǎo)軌安裝：導(dǎo)軌為140槽鋼，寬度根據(jù)頂管直徑確定，高程采用水準(zhǔn)點進(jìn)行測設(shè)。導(dǎo)軌的底部與兩側(cè)均使用槽鋼進(jìn)行焊接加固。

⑤管前開挖和頂進(jìn)施工

頂管偏差高程不能超過+1cm與-2cm，開挖長度通常為30cm，要控制在50cm以內(nèi)。頂管的上部可以超挖3cm，但管壁和土基面必須保持吻合。在工作坑中設(shè)置兩個可以校準(zhǔn)的中心點及水準(zhǔn)點，施工過程中要對其進(jìn)行妥善保護(hù)，避免發(fā)生碰撞。頂進(jìn)過程中應(yīng)連續(xù)施工，避免由于中途停止而增大摩擦力，導(dǎo)致頂進(jìn)無法進(jìn)行。如果遇到以下情況，必須停止頂進(jìn)，立即采取有效措施進(jìn)行處理，管道前方產(chǎn)生塌方；后背發(fā)生傾斜或產(chǎn)生嚴(yán)重的變形；頂鐵變形，出現(xiàn)很大的錯位，而且無法進(jìn)行校正；頂力超過預(yù)計等[3]。

⑥清理收尾

在完成頂管之后，積極組織相關(guān)里相對管道進(jìn)行清理。將臨時設(shè)置的磚擋墻拆除，進(jìn)行流槽的澆筑與二次混凝土安裝蓋板，進(jìn)行土方回填，使地面恢復(fù)到自然的標(biāo)高。

⑦質(zhì)量要求

頂管時允許偏差按表1要求控制。頂管位置準(zhǔn)確，不偏移，管節(jié)沒有錯口，底部設(shè)有一定坡度，沒有倒落水。接口環(huán)和灌縫正對，并和管外周緊貼，端部墊板設(shè)置牢固，無脫落。各段管節(jié)上沒有裂縫和滲水，且管道中沒有泥土與建筑垃圾。

表1 頂管允許偏差

3 結(jié)束語

截至目前，本工程頂管施工已順利完成，經(jīng)檢查，頂管施工質(zhì)量達(dá)到預(yù)期，說明以上所用頂管施工技術(shù)合理可行，既能保證施工質(zhì)量，還能縮短工期，減少或避免對周圍其它管線及建筑造成的影響，符合在復(fù)雜市政環(huán)境下進(jìn)行污水管道施工的要求，具有良好的推廣與應(yīng)用價值。