宋業(yè)政，徐 斌，馬夢(mèng)臨

（山東臨沂水利工程總公司，山東 臨沂 276000）

臨沂市第二水源項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模為20 萬t/d，建成后將與臨沂市30 萬t/d 供水管網(wǎng)完成連通對(duì)接。本項(xiàng)目全長(zhǎng)近50 km，供水范圍覆蓋整個(gè)市轄五區(qū)，本公司主要承建輸水管道長(zhǎng)近14 km。輸水管道工程采用地下埋設(shè)有壓管道重力流輸水至擬建水廠，起點(diǎn)至9+000 為三管并行布置，之后雙管布置。輸水管道主要為球墨鑄鐵管道（DN1200）。施工中存在部分管線穿路等情況，需用頂管施工，采用的是TPEP 防腐鋼管。例如在樁號(hào)0+888 附近管道線路穿越S231 省道，為減小施工影響采用頂管施工工藝，但施工中存在不同管材管徑不一致等難題，本文主要就第二水源管道項(xiàng)目中頂管及其施工難點(diǎn)簡(jiǎn)要分析。

1 頂管施工工藝

頂管施工是指利用主頂筒的推力及其管路間的繼電器，工具管、掘進(jìn)機(jī)通過工作井位置穿過土層被推入接收井隨后進(jìn)行頂進(jìn)，同一時(shí)間管道（隨工具管或掘進(jìn)機(jī)）進(jìn)入兩井中間位置并埋置的施工方法。

頂管施工工藝流程：測(cè)量放線→工作井施工→施工平臺(tái)制裝→后背安裝→導(dǎo)軌安裝→主頂千斤頂安裝→油泵安裝→頂鐵安裝→洞口密封安裝→鑿洞口→整體運(yùn)行調(diào)試→正常頂進(jìn)→下管→對(duì)口→接進(jìn)排泥管→安裝中繼間→繼續(xù)頂進(jìn)→機(jī)頭出洞→結(jié)束。

本工程中頂管施工段采用設(shè)備機(jī)械頂管機(jī)原理為泥水平衡式，頂材選用F 型鋼承口鋼筋混凝土管。依照附近巖石特性配備面板式刀盤，在易磨損處采用堆焊工藝。

頂管井根據(jù)設(shè)計(jì)優(yōu)化工作井、接收井采用拉森版施工工藝做頂管基坑，施工時(shí)由工作井向兩側(cè)接收井頂進(jìn)。

公稱直徑 外形尺寸ΦD×L/mm 重量/t 刀盤功率/（kW×set）進(jìn)排泥管直徑/mm Φ1200 1 470×4 780 12.7 18.5×3 151 3.5 475×40×4 2.2 100扭矩/（kN·m）50Hz刀盤轉(zhuǎn)速/（min-1）50Hz糾偏油缸/（kN×st×set）液壓工作站/kW

本項(xiàng)目中采用的掘進(jìn)機(jī)前端設(shè)有與施工區(qū)土質(zhì)相符的挖掘地層的刀頭和用于破碎礫石的切削滾刀。切削刀盤與機(jī)械動(dòng)力室之間有破碎室，此破碎室能充分承受破碎礫石壓力和切削的壓力。經(jīng)二次破碎后的砂礫石進(jìn)入泥水倉(cāng)，在泥水的帶動(dòng)下經(jīng)排泥泵送到地面。頂進(jìn)過程中對(duì)激光點(diǎn)的變化要做好頂進(jìn)工況記錄。

2 頂管施工優(yōu)點(diǎn)

1）穩(wěn)定土層且環(huán)保。與開挖施工相比，頂管的方法可以減少施工噪聲、振動(dòng)和對(duì)附近居民的干擾，減少施工污染，保護(hù)環(huán)境質(zhì)量。

2）減少工程施工對(duì)交通及居民生活的破壞。施工隊(duì)現(xiàn)場(chǎng)勘察發(fā)現(xiàn)，若采用開槽施工將阻斷交通，挖出的土方量較大，占地多，且周圍無放土區(qū)域，這樣就需要占用行車道，對(duì)通車影響較大，且存在安全隱患，危險(xiǎn)系數(shù)高；采取頂管施工工藝，僅取工作坑和接收坑開挖，施工土方量少，不需要切斷交通，車輛行駛危險(xiǎn)系數(shù)小是其顯著優(yōu)勢(shì)。

3）施工工期短。經(jīng)估算，采用頂管施工能提高30%的施工效率，對(duì)于穿路施工段，可縮短工期，提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

3 頂管施工難點(diǎn)及措施

本工程頂管施工位置周圍遍布泥土，施工方案最終確定為人工挖孔頂管施工。即人力開挖細(xì)部與機(jī)械大方面開挖相結(jié)合，完成頂管施工過程。其工藝簡(jiǎn)單，能夠及時(shí)了解到土層結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)，對(duì)控制施工質(zhì)量極為有效。

3.1 管道頂進(jìn)時(shí)定位偏差

擴(kuò)管糾偏是地下非開挖工程的關(guān)鍵技術(shù)。為了避免管道頂進(jìn)偏差，第二水源項(xiàng)目部研究決定在工程施工中采取以下措施：

1）采用交線法或鋼絲法根據(jù)設(shè)計(jì)軸線鋪設(shè)好角度，確定管道軸線。

2）通過千斤頂和定向感應(yīng)器安裝時(shí)的定向控制，及時(shí)糾正千斤頂管的方位偏差。操作者通過校正偏差，確保激光點(diǎn)始終位于第二光前角的中心。

3）嚴(yán)格放樣精度控制，保存原始記錄。定期復(fù)測(cè)，及時(shí)調(diào)整工作井后部的儀座位置，及時(shí)防止產(chǎn)生過大位移和變形。

4）頂進(jìn)前做好坡面平面圖，提前計(jì)算并檢查每米、每段管道的位置、高程與實(shí)際值的偏差，確保頂進(jìn)正確。

5）頂進(jìn)過程中保證管軸線與設(shè)計(jì)值偏差不大于±50 mm，高程控制在±50 mm，另外施工班組在頂管機(jī)后端設(shè)置了糾偏短節(jié)，糾偏短節(jié)長(zhǎng)1.5 m，短節(jié)與頂管機(jī)為鋼承口連接，短節(jié)與鋼管套管也為鋼承口連接。柔性口處設(shè)置絲桿，便于調(diào)節(jié)機(jī)頭隨時(shí)糾偏。

3.2 鋼管與球墨鑄鐵管接口轉(zhuǎn)換

球墨鑄鐵管承插口連接與鋼管的焊接相比，連接方式不一致，并且兩者管道參數(shù)不一致，處理不當(dāng)?shù)那闆r極易出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，為避免出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，兩種管道連接時(shí)需特別處理。

1）承插連接。首先確保球墨鑄鐵管連接位置為承口，另外對(duì)鋼管端沿其外徑焊接一層足以使鋼管與球墨鑄鐵管外徑確定一致的鋼板，最后兩管連接。

雖然這種方法不會(huì)對(duì)埋在地下的螺栓造成腐蝕，但鋼管在從井室中伸出過程中，由于大口徑鋼管道一般壁厚較薄，更易受到由于可能出現(xiàn)的井室沉降導(dǎo)致過大的徑向變形，進(jìn)而接口漏水風(fēng)險(xiǎn)加大。

2）法蘭連接。鋼管與球墨鑄鐵管道分別與對(duì)應(yīng)的鋼制法蘭連接，進(jìn)而接口間互相連接。此種方法連接方式比較通用，臨沂市第二水源輸水管道工程頂管施工就是采用的法蘭連接。法蘭是預(yù)制標(biāo)準(zhǔn)件，能夠確保連接穩(wěn)定、可靠。需要注意的是相連接的兩側(cè)法蘭公稱值和PN 值完全一致，才能進(jìn)行連接。鋼制標(biāo)準(zhǔn)管轉(zhuǎn)換方法在加快施工進(jìn)度的同時(shí)，供水的安全性和可信賴性明顯提高。

3.3 頂進(jìn)時(shí)阻力問題及出洞的坍方問題

項(xiàng)目施工隊(duì)通過研究試驗(yàn)，最終決定注入高膠質(zhì)價(jià)的減阻漿，以此控制頂進(jìn)阻力的增加速度，同時(shí)為了保證不塌陷，決定帶壓注入漿液。為防止出洞坍塌，頂管機(jī)進(jìn)出洞的端頭面進(jìn)行長(zhǎng)度為3 m 的土體加固處理。

4 結(jié) 語(yǔ)

在管道最后埋設(shè)工序施工中，對(duì)比大面積開挖土方施工方法，頂管施工對(duì)周圍建筑物的破壞和道路交通堵塞等問題解決有明顯效用，節(jié)省時(shí)間，高效安全，創(chuàng)造了一個(gè)清潔、舒適、美觀的施工環(huán)境。此外，非開挖施工占地面積明顯減少，征地拆遷成本隨之降低，累計(jì)成本低，同時(shí)該技術(shù)對(duì)大氣環(huán)境污染小，具有不可忽視的社會(huì)效益。