曾清河 （泉州市排水管理中心，福建 泉州 362000）

1 引言

泥水平衡頂管施工技術(shù)能夠在不開挖或減少開挖次數(shù)的基礎(chǔ)上，完成管道埋設(shè)。其主要指利用施工設(shè)備的頂力，減少管道與土壤之間的摩擦，從而實(shí)現(xiàn)將管道依次頂入土中。具體施工原理：通過主頂油缸、中繼間等，將工具管等工具推進(jìn)至接收坑內(nèi)。管道則緊隨在工具管等設(shè)備的后方，并埋設(shè)在兩井之間。

2 工程概述

本工程頂管從泉秀路與云鹿路交叉口處的污水管道起，沿云鹿路東側(cè)車行道下，至寶洲路與豐海路交叉口。銜接豐海路污水管道，沿寶洲路南側(cè)車行道下，至寶洲路與坪山路路口頂管工作井止，全長約1489m。施工現(xiàn)場處于繁華地段，如果采用開挖施工法，不僅將對城市地貌產(chǎn)生嚴(yán)重影響，延長工期，而且還會造成交通堵塞，給周圍群眾帶來不便。因此，為避免對城市環(huán)境、群眾以及交通產(chǎn)生影響，本工程決定大部分環(huán)節(jié)采取非開挖泥水平衡頂管施工方法，小部分環(huán)節(jié)采取開挖施工方法。

實(shí)際施工中，管材將選取鋼筋混凝土鋼承口管、橡膠圈接口、DN800 管徑，其施工段長度為1489m；開槽埋管將采用HDPE 塑料排水管、電熱熔或熱熔帶接口、DN400 管徑，施工段長度為49m；沉井支護(hù)采用高壓旋噴柱。

3 泥水平衡法頂管頂進(jìn)設(shè)備布置

3.1 頂進(jìn)系統(tǒng)

在工作井的主頂裝置中，共存有兩只千斤頂。主頂千斤頂為單沖程千斤頂，總行程為2.5m，每只頂力為4000kN，總頂力為8000kN，如下圖所示。在實(shí)際施工中，施工人員需注意控制油壓。不同油缸分別具有與其匹配的獨(dú)立油路控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠根據(jù)施工需求，對主頂裝置進(jìn)行調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)輔助糾偏。

頂進(jìn)設(shè)備布置圖

3.2 通風(fēng)系統(tǒng)

在長距離、較深的頂管施工中，通風(fēng)具有重要地位，其可對施工人員健康產(chǎn)生直接影響。因此為實(shí)現(xiàn)良好通風(fēng)，本工程將利用凈化裝置對含氧量較高的空氣進(jìn)行處理，并通過空氣壓縮系統(tǒng)，將其送至工具頭頂部。而針對抽風(fēng)，本工程將在距離工具頭12m ～15m 的位置安裝抽出式軸流風(fēng)機(jī)，并在其中間區(qū)域設(shè)置力軸流風(fēng)機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)渾濁空氣的排放。

3.3 通訊系統(tǒng)

針對管內(nèi)與工作面現(xiàn)場通訊，本工程將采用對講機(jī)以及HE 系列的自動電話總機(jī)，并利用程控電話機(jī)為雙方建立穩(wěn)定聯(lián)系。

3.4 供電系統(tǒng)

為解決工程臨時用電負(fù)荷變化較大的問題、滿足工作井以及頂管需求，所以本工程計劃向附近單位借用150kW 的臨時用電。并額外配備一臺180kW 的環(huán)保低噪音型發(fā)電機(jī)，備用導(dǎo)線選擇截面為75mm的BX型導(dǎo)線。部分臨時電路敷設(shè)照明為220V，并依照“三相五線制”架設(shè)臨時動力線。

4 泥水平衡頂管施工技術(shù)方案

4.1 頂管施工工藝流程

①對高程與軸線進(jìn)行測量；

②挖掘頂管工作井、設(shè)置頂進(jìn)后背，并謹(jǐn)慎安裝輔頂管導(dǎo)軌；

③嚴(yán)格安裝止水圈、割除洞口；

④安裝并調(diào)試主頂工作站；

⑤開動挖掘機(jī)頭刀盤，將挖掘機(jī)頭以及先導(dǎo)管頂入后，依次運(yùn)出多余泥土；

⑥下管，安裝管節(jié)，并利用頂鐵將管材頂進(jìn)土體；

⑦在安裝下管的同時，檢測其是否正常推進(jìn)，并確保掘進(jìn)機(jī)能夠順利推進(jìn)

至接收井。

4.2 測量系統(tǒng)

首先，本工程將建立控制點(diǎn)。工作井與接收井施工結(jié)束后，進(jìn)行測量放線工作時，施工人員將參照其穿墻孔與接收孔的實(shí)際坐標(biāo)，并在確定管道頂進(jìn)軸線后，將其投放至測量平臺與井壁。在測量控制網(wǎng)建成于工作井四周時，其將定期對控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核。其次，管道施工測量。本工程將利用高精度全站儀系統(tǒng)對施工管道進(jìn)行測量，并將平臺設(shè)置在頂管后座處、測量光靶安裝在工具頭尾部。在實(shí)際測量過程中，全站儀系統(tǒng)將對測量光靶位置直接進(jìn)行測量，并通過傾斜儀分析掘進(jìn)機(jī)機(jī)頭的實(shí)際情況。最后，測量校核。全站儀系統(tǒng)的測量精準(zhǔn)度極易受到頂管距離的影響，造成該種現(xiàn)象的主要原因如下：①后視點(diǎn)與測量儀器之間的距離較近，但前視點(diǎn)距離則較遠(yuǎn)，因此短邊控制長邊的現(xiàn)象出現(xiàn)，從而導(dǎo)致精準(zhǔn)度降低；②頂管內(nèi)部空氣濕度較高，導(dǎo)致激光束出現(xiàn)抖動，從而對精準(zhǔn)度產(chǎn)生影響。

4.3 工作井土方開挖

工作井土方開挖需與機(jī)械、人工開挖法進(jìn)行結(jié)合。在開挖前，有關(guān)人員需謹(jǐn)慎進(jìn)行定位放線工作，并明確地下管線實(shí)際走向以及埋深。此外，本工程將選派專人負(fù)責(zé)地下管線的監(jiān)護(hù)工作，以此對地下管線安全提供保障作用。在實(shí)際施工中，施工人員將采取由上至下逐層開挖法，并在嚴(yán)格遵循相關(guān)原則的基礎(chǔ)上，首先開挖上層土體。依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，工作井旁不允許堆積廢土，不允許存放材料、機(jī)械設(shè)備以及水泥罐等?；圻呁獠亢奢d必須低于15kPa，且不允許出現(xiàn)流水現(xiàn)象，避免水流滲入基槽，對邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。在工作井挖掘支護(hù)工作完成后，應(yīng)立即開展鋼板圍擋工作，并在其周圍設(shè)置安全警示標(biāo)志。

4.4 工作井支護(hù)設(shè)置

井壁支護(hù)處理在施工中具有重要地位，其能夠有效防止工作井坡面坍塌。針對該點(diǎn)，施工人員應(yīng)選取20mm 厚木板進(jìn)行支撐，并滿鋪設(shè)置。若土質(zhì)極易坍塌，或受到場地等因素的限制，難以大程度開挖，施工人員即可采取澆筑護(hù)壁等措施，以此為工作井順利施工提供保障作用。

4.5 工作井排水

根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，工作井內(nèi)不允許出現(xiàn)水流，若出現(xiàn)少量地下水時，施工人員需在井內(nèi)四周筑起寬0.3m，高0.4m 的土埂用來攔截地下水、在井內(nèi)挖掘出0.3m×0.3m 的邊溝，將水流以3‰的坡率引往集水坑，并及時用Φ50 口徑污水泵將其排出，避免其浸泡邊坡，對作業(yè)產(chǎn)生影響。

4.6 工作井底板設(shè)置

在底板混凝土墊層的澆筑過程中，施工人員應(yīng)確保井底面平整；清除浮泥，避免封底混凝土中滲入雜質(zhì)；混凝土面的泥污必須及時清除；底板墊層混凝土強(qiáng)度為C30，厚度為500mm，混凝土抗?jié)B等級S6。

4.7 工作井后基座設(shè)置

在該工程中，施工人員需確保后座墻強(qiáng)度，并在完成后，為其加墊20mm的厚鋼板，以此滿足頂管的最大頂力。

5 頂管施工質(zhì)量保證措施

①后座必須緊貼后座支墩，并與頂管軸線垂直；

②嚴(yán)格安裝頂進(jìn)油缸；

③嚴(yán)格控制導(dǎo)軌軸線與頂面位置；

④嚴(yán)格檢修工具管、調(diào)試及止水試驗(yàn)；

⑤做好穿墻準(zhǔn)備工作、確保機(jī)械調(diào)試程度、做好防滲水工作；

⑥加強(qiáng)測量工作效率與質(zhì)量；做到隨偏隨糾，小角度糾偏的原則連續(xù)糾偏頂進(jìn)；

⑦觸變泥漿的壓送工作必須與頂進(jìn)同時進(jìn)行；嚴(yán)格控制泥漿比例，并根據(jù)不同土質(zhì)條件進(jìn)行調(diào)整；在管段上進(jìn)行補(bǔ)漿，確保泥漿減阻質(zhì)量；

⑧謹(jǐn)慎布置管道內(nèi)設(shè)備與管路，必要情況下，應(yīng)采取單邊配壓重的方法進(jìn)行糾扭；

⑨做好詳細(xì)記錄，確保數(shù)據(jù)精確，為分析、掌握頂進(jìn)情況、管理人員下達(dá)決策提供可靠依據(jù)；

⑩工程技術(shù)人員必須跟班值勤，確保每班至少有一名工程技術(shù)人員在崗，避免施工中出現(xiàn)的問題得不到及時解決。

6 結(jié)語

總之，在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，頂管施工方法已從人工作業(yè)發(fā)展至機(jī)械作業(yè)，該種作業(yè)方式不僅能夠顯著提升施工效率，而且能夠?qū)θ藛T安全提供保障作用。在此其中，常見的平衡理論有氣壓、土壓以及泥水，其已成為目前市政行業(yè)頂管施工的主流方式。因此，施工單位在工程中應(yīng)盡量使用該種施工方法，使得城市地貌得到保護(hù)，工程項(xiàng)目才能避免對群眾生活產(chǎn)生影響。