陳艷東

（北京新洲咨詢有限公司，北京 100193）

頂管技術(shù)實(shí)質(zhì)上是一種液壓頂進(jìn)技術(shù)，頂進(jìn)管道在工作站的作用下，由始發(fā)井頂進(jìn)至目標(biāo)井，不需要進(jìn)行面層的開挖，直接穿越河道及建筑物，這在較大程度上使管道在埋設(shè)施工過程中河道通航問題得到有效解決，并且在此基礎(chǔ)上還能夠?qū)ㄖ锲茐囊约敖煌ǘ氯葐栴}實(shí)施解決，以此有效保護(hù)土層與環(huán)境，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

1 工程概況

圖紙所示DN400 中壓A 燃?xì)夤芫€過小場(chǎng)溝頂管施工頂管豎井，管徑1550 mm，頂管施工后對(duì)小場(chǎng)溝溝底、溝坡以及綠化進(jìn)行恢復(fù)。 為配合頂管施工，對(duì)頂管過河段進(jìn)行 圍堰導(dǎo)流，導(dǎo)流渡槽73m，河道清淤77m，漿砌石護(hù)坡100 m，漿砌石護(hù)底50 m，綠化186 m2，擋土墻14m，路緣石14 m等全部?jī)?nèi)容以及為完成竣工驗(yàn)收、交付使用、質(zhì)量保修等所需的所有工作[1]。

2 頂管技術(shù)的作用原理

頂管技術(shù)施工之前不需要進(jìn)行面層的開挖，能夠有效穿過各種障礙物，比如公路、河道以及建筑物等，在施工過程中通過注定油缸推力，將工具管從工作井內(nèi)穿過土層推至接收井內(nèi)吊起，同時(shí)將緊隨工具管管道在兩井之間進(jìn)行有效的埋設(shè)，最大程度上實(shí)現(xiàn)非開挖敷設(shè)地下管道的施工方法。

3 頂進(jìn)方案比較選擇

頂管施工技術(shù)最大的特點(diǎn)就是適應(yīng)性，需要根據(jù)不同現(xiàn)場(chǎng)施工情況進(jìn)行不同施工方法的選擇，其中最為重要的就是正確選擇頂管機(jī)及輔助設(shè)備。此外，頂管機(jī)頭的選擇尤為重要，需要通過沿線工程、地質(zhì)條件以及水文地質(zhì)等因素實(shí)施有效分析，以此進(jìn)行合理選擇，這在較大程度上可有效提高工程施工質(zhì)量與效率，大大降低工程造價(jià)，從而提高工程施工過程中的安全性[2]。

3.1 氣壓平衡式

氣壓平衡式的主要優(yōu)點(diǎn)就是排泥系統(tǒng)與壓力調(diào)節(jié)兩者能夠有效分開，在運(yùn)行過程中相互獨(dú)立，互不干擾，以此能夠較為準(zhǔn)確的對(duì)平衡壓力實(shí)施有效調(diào)節(jié)，尤其是在非均勻地層中進(jìn)行施工，效果更加明顯。但是在施工過程中會(huì)在一定程度上造成地面沉降，主要是因氣壓在進(jìn)行地下水疏干的過程中，會(huì)使土體壓密沉降，同時(shí)在頂進(jìn)過程中會(huì)產(chǎn)生擾動(dòng)沉降。

3.2 泥水平衡式

泥水平衡式能夠在不同土質(zhì)中運(yùn)用，具有較小的擾動(dòng)，并且地層損失相對(duì)較小，同時(shí)地表面出現(xiàn)變形較小，在頂進(jìn)過程中頂力相對(duì)較小。但是，土質(zhì)勻速與存放相對(duì)較為困難，作業(yè)過程中所需場(chǎng)地較大，設(shè)備復(fù)雜，若出現(xiàn)頂管超淺埋土層，會(huì)使施工進(jìn)度受到較大的阻礙。

3.3 土壓平衡式

土壓平衡式能夠在較多的土質(zhì)中進(jìn)行作業(yè)，是一種全新的土質(zhì)頂管掘進(jìn)機(jī)，在運(yùn)行過程中能夠可有效穩(wěn)定挖掘面，地面有較小的變形，并且在施工過程中覆土能夠保持較淺的狀態(tài)，同時(shí)具有運(yùn)輸方便、作業(yè)環(huán)境良好的優(yōu)點(diǎn)。但是在砂礫層與黏粒含量相對(duì)較少的砂層施工過程中，需要通過添加劑對(duì)土質(zhì)實(shí)施改良。

4 頂管技術(shù)在穿越河道工程中的運(yùn)用

4.1 施工準(zhǔn)備

工程開工前經(jīng)理部組織各作業(yè)隊(duì)管理人員進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行實(shí)施性調(diào)查研究；組織技術(shù)、生產(chǎn)、材料與經(jīng)營(yíng)人員集中學(xué)習(xí)招標(biāo)文件、施工圖、技術(shù)規(guī)范以及業(yè)主、監(jiān)理下發(fā)的有關(guān)文件；測(cè)量人員進(jìn)行接樁，復(fù)核水準(zhǔn)點(diǎn)及樁位；技術(shù)人員編制施工組織設(shè)計(jì)，完成前期施工各項(xiàng)目的現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)交底，提出各種預(yù)制構(gòu)件的加工計(jì)劃。

配齊各種試驗(yàn)設(shè)備，提前進(jìn)行調(diào)試。經(jīng)檢測(cè)合格后及時(shí)按要求的項(xiàng)目作好各種試驗(yàn)，指導(dǎo)工程的正常進(jìn)行。組織人員進(jìn)行詳細(xì)的勘察，確定現(xiàn)況各專業(yè)管線的位置、埋深及與擬建工程的關(guān)系，約請(qǐng)業(yè)主和有關(guān)單位商討處理方案，并積極推動(dòng)實(shí)施，及時(shí)作出管線保護(hù)的申請(qǐng)，向有關(guān)單位報(bào)批。同時(shí)做好交通導(dǎo)流措施，報(bào)交管部分審批。建立測(cè)量控制系統(tǒng)。在工程開工前，對(duì)設(shè)計(jì)定線，測(cè)量定線進(jìn)行復(fù)測(cè)校正，并按施工需要測(cè)設(shè)滿足精度要求的測(cè)量控制網(wǎng)，將定樁位置加以妥善保護(hù)。建立工地試驗(yàn)室。在施工現(xiàn)場(chǎng)建立符合監(jiān)理工程要求，并具備標(biāo)養(yǎng)條件現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)室，能完成如下試驗(yàn)：混凝土工程：混凝土坍落度試驗(yàn)由試驗(yàn)室出具試驗(yàn)報(bào)告單，由現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)員、資料員對(duì)資料分別進(jìn)行保存。選擇一家對(duì)外具有做“有見證取樣試驗(yàn)”資質(zhì)的試驗(yàn)室，報(bào)監(jiān)理工程師審批，批準(zhǔn)后，作為本段工程的有見證取樣試驗(yàn)室。

4.2 施工控制

施工控制主要包括保持土塞、注漿量控制以及頂進(jìn)速度控制等，頂管在滲透系數(shù)較大的土層頂進(jìn)過程中，需要對(duì)頂進(jìn)速度進(jìn)行有效把握，并充分考慮與出土量之間的關(guān)系，這在較大程度上能夠有效預(yù)防河底出現(xiàn)塌陷情況。與此同時(shí)，還需要對(duì)地面沉降數(shù)據(jù)實(shí)施有效分析，以此進(jìn)行頂進(jìn)速度與出泥量的有效設(shè)定。

4.2.1 過大堤段頂進(jìn)

過大堤段頂進(jìn)主要包括以下兩個(gè)方面：（1） 頂進(jìn)速度。在頂進(jìn)的過程中，需要對(duì)初始頂進(jìn)速度進(jìn)行有效的控制，一般情況下將其控制在10mm/min 左右；（2） 出土量。對(duì)出土量進(jìn)行有效控制能夠提高頂進(jìn)作業(yè)效率與質(zhì)量，其中加固區(qū)出土量控制在100%，非加固區(qū)控制在95%。

4.2.2 正常頂進(jìn)

正常頂進(jìn)過程中，應(yīng)注意以下幾個(gè)方面： （1） 壓力設(shè)定。在進(jìn)行土壓力設(shè)定時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際施工情況，其中設(shè)定值應(yīng)介于水土壓力的上限值與下限值之間； （2）頂進(jìn)速度。將頂進(jìn)速度保持在25mm/min，如果遇到障礙物，需要控制在10mm/min。在頂進(jìn)時(shí)，還需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行補(bǔ)漿，其中泥漿應(yīng)當(dāng)具備較高的穩(wěn)定性與潤(rùn)滑性； （3） 出土量。對(duì)出土量進(jìn)行有效的控制，將其控制在89~100%。

4.3 施工措施

施工措施主要包含以下幾個(gè)方面：（1） 在大堤段的穿越過程中，需要對(duì)注漿壓力實(shí)施有效控制，還需要進(jìn)行補(bǔ)漿量的有效在增加，最大程度上防止管頂土體沉降情況的發(fā)生；（2） 頂管在大堤段穿越時(shí)，需要將頭部進(jìn)行實(shí)時(shí)性抬高，使正面土體向管外擠出；（3） 在大堤穿越過程中，對(duì)大堤進(jìn)行沉降觀測(cè)； （4） 還需要收集運(yùn)河大堤監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并對(duì)此進(jìn)行有效的整理與分析，這在較大程度上能夠?qū)敼苓M(jìn)行有效的施工。

4.4 檢測(cè)方案

在施工過程中，因地質(zhì)條件、施工條件以及外界環(huán)境等因素具有較高的不確定性，在一定程度上無(wú)法對(duì)工程的情況實(shí)施有效的預(yù)測(cè)，為了確保大堤的安全性，需要全面了解頂管施工過程對(duì)大堤造成的影響程度，需要對(duì)運(yùn)河大堤實(shí)施有效的沉降監(jiān)測(cè)，以此對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理與收集，使頂管施工順利實(shí)施，其中主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： （1） 監(jiān)測(cè)內(nèi)容。嚴(yán)格監(jiān)測(cè)頂管挖掘與大堤軸線；（2） 測(cè)試方法。采用水準(zhǔn)儀進(jìn)行地表測(cè)點(diǎn)高程的測(cè)量，以此對(duì)地表測(cè)點(diǎn)位置實(shí)施有效的測(cè)量，通過與測(cè)點(diǎn)的初始高程與初始位置進(jìn)行有效的比較，以此有效得到測(cè)點(diǎn)的沉降與位移變化；（3） 測(cè)點(diǎn)布頻率。在進(jìn)行頂管掘進(jìn)過程中，需要對(duì)其定期測(cè)量，若頂管掘進(jìn)與大堤保持10m 時(shí)，將檢測(cè)點(diǎn)檢測(cè)次數(shù)進(jìn)行增加，穿越大壩后10d 測(cè)量一次，逐漸減少測(cè)量次數(shù)，以此達(dá)到有效的監(jiān)測(cè)的目的。

4.5 防洪、渡汛施工

該工程施工主要是河底8m 以下頂進(jìn)，工作井與大堤之間保持了一段距離，但是在防洪、渡汛過程中需要采取以下幾個(gè)方法：（1） 頂管在施工過程中，需要保證汛期后進(jìn)行有效施工；（2） 在完成頂管施工后，需要在最短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行泥漿置換，主要是因能夠有效避免河水滲透到管道位置，并煙管道外側(cè)向大地外滲透；（3） 頂管在施工過程中，會(huì)對(duì)堤防土體產(chǎn)生一定的影響，為此，需要采取有效的方法來(lái)降低此種干擾，頂管施工完成后，進(jìn)行大堤的注漿加固工作，此工作有一定的工作期限，一般是完成在汛期之前；（4） 在進(jìn)行頂管過程中，需要對(duì)大堤沉降實(shí)施全面監(jiān)測(cè)，主要是因頂管會(huì)對(duì)大堤的穩(wěn)定性產(chǎn)生一定的影響，對(duì)大堤加固完成后才能結(jié)束監(jiān)測(cè)，這在較大程度上能夠有效提高大堤的穩(wěn)定性。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在穿越河道工程施工過程中，采用頂管技術(shù)能夠有效提高工程施工質(zhì)量。由于該技術(shù)是一種現(xiàn)代化埋設(shè)地下管線的施工方法，河道穿越工程中有較高的運(yùn)用價(jià)值，這在較大程度上具有較高的安全性，并且對(duì)河道度汛有較小的影響，同時(shí)還能夠縮短時(shí)間所用時(shí)間，在施工過程中不需要斷航，可大大減少對(duì)周圍環(huán)境造成的影響，有較大的應(yīng)用前景，對(duì)我國(guó)工程建設(shè)質(zhì)量的提升具有較大的促進(jìn)作用。