袁 夢(mèng)

中交第四航務(wù)工程局第二工程有限公司，廣東 廣州 510230

1 工程概況

水生態(tài)建設(shè)項(xiàng)目五期工程大嶺山鎮(zhèn)2016—2018補(bǔ)充批次、2018—2020批次截污管網(wǎng)建設(shè)全長(zhǎng)95.1km，其中頂管長(zhǎng)度為9.1km，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)考察情況能夠得知，設(shè)計(jì)為頂管施工的區(qū)域大多數(shù)位于鎮(zhèn)區(qū)車(chē)流量較大的主干道或者周邊建筑物及管線較多的道路。

2 頂管技術(shù)概況

2.1 頂管施工技術(shù)的特點(diǎn)

頂管施工工藝是指在避免出現(xiàn)大面積路面破壞的基本前提下開(kāi)展管網(wǎng)鋪設(shè)施工作業(yè)，可以較好地保障地下管道不會(huì)受到較大損害，從而減少管網(wǎng)建設(shè)沿線的地下管線破除及修復(fù)工程量，降低施工成本，并且無(wú)須阻斷交通，可有效減少路面植被及道路破壞。因此，此施工工藝能夠在很大程度上降低施工給城市居民生活帶來(lái)的不利影響，并且選擇此工藝建設(shè)管網(wǎng)，一方面能夠降低工程作業(yè)量，另一方面能夠避免地下水給施工作業(yè)帶來(lái)的阻礙。

2.2 頂管施工的基本原理

頂管施工工程主要使用泥水平衡式頂管工藝，這是一種用機(jī)械切削泥土并采用水力輸送棄土，同時(shí)利用泥水壓力來(lái)平衡地下水壓力和土壓力的頂管方式。具體施工過(guò)程如下：首先在地面開(kāi)挖出兩個(gè)井位，并將其分別作為一段頂管的起始點(diǎn)，在始發(fā)井中提前預(yù)設(shè)洞口，并將其作為整個(gè)頂管施工的出口位置。將頂管機(jī)及管節(jié)放入始發(fā)井，配合千斤頂進(jìn)行頂升作業(yè)，將管節(jié)和頂管機(jī)由始發(fā)口一直貫穿至井接收井外邊，最終經(jīng)過(guò)接收井穿出，進(jìn)而構(gòu)成施工管道。針對(duì)較長(zhǎng)頂進(jìn)距離的施工作業(yè)情況，可以將一個(gè)或多個(gè)中繼間頂進(jìn)放置在管道中間，進(jìn)而將長(zhǎng)距離管道劃分成為若干個(gè)小段，以實(shí)現(xiàn)接力頂進(jìn)，減少工作井的總推力，將觸變泥漿灌入管道外周邊，其主要目的是減小泥土和管道之間存在的摩擦阻力，從而完成管網(wǎng)施工，具體的施工布置如圖1所示。

圖1 施工布置圖

3 頂管施工的前期準(zhǔn)備

（1）踏勘現(xiàn)場(chǎng)。使用頂管施工技術(shù)前的首要任務(wù)是排查現(xiàn)場(chǎng)，結(jié)合實(shí)際狀況分析工藝的具體步驟及注意事項(xiàng)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際交通狀況設(shè)置導(dǎo)向牌及對(duì)應(yīng)的交通分流點(diǎn)，目的是在最大程度上減少施工給城市居民生活出行帶來(lái)的影響。除此之外，需嚴(yán)格排查現(xiàn)場(chǎng)燃?xì)狻⑼ㄐ偶半娏Φ鹊叵鹿芫€，由相關(guān)管線責(zé)任單位對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行交底，若存在沖突等情況需要進(jìn)行及時(shí)且有效的處理?？紤]到沉井施工在開(kāi)挖深度方面較深，故在設(shè)計(jì)過(guò)程中需盡可能繞過(guò)樁基工程及基坑結(jié)構(gòu)。

（2）沉井施工。該工程沉井施工主要應(yīng)用了分節(jié)制作及分節(jié)下沉施工方法，參照工程設(shè)計(jì)圖紙給定的沉井坐標(biāo)位置，確定沉井外壁及沉井中心點(diǎn)位置，進(jìn)而根據(jù)沉井平面尺寸確定基坑底面尺寸，基坑四周設(shè)排水溝，開(kāi)挖基坑施工采取挖掘機(jī)開(kāi)挖+人工配合的形式，外運(yùn)土形式為PC200挖機(jī)直接轉(zhuǎn)運(yùn)至泥土車(chē)。若沉井深度超過(guò)4m，普通挖機(jī)無(wú)法進(jìn)行開(kāi)挖施工時(shí)，改由ZX220LC長(zhǎng)臂挖機(jī)進(jìn)行施工，為了防止流砂，故使用排水下沉的方式進(jìn)行施工。沉井第一節(jié)下沉之前需要達(dá)到設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，其余各節(jié)達(dá)到設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值70%強(qiáng)度，方可進(jìn)行下一步工序施工。預(yù)留洞口先采取磚砌體封堵，通過(guò)降水進(jìn)行干封底時(shí)，應(yīng)待封底混凝土強(qiáng)度等級(jí)達(dá)到設(shè)計(jì)要求后才停止降水，沉井完成施工后，應(yīng)及時(shí)安裝防墜網(wǎng)以及設(shè)置臨邊防護(hù)。

（3）針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)頂管設(shè)備平面進(jìn)行布置。在進(jìn)行始發(fā)井施工過(guò)程中，應(yīng)先將井上設(shè)備安裝就緒，涉及的內(nèi)容包含泥水處理系統(tǒng)、管道系統(tǒng)、泥漿泵管道系統(tǒng)、壓觸變泥漿泵、渣漿泵、防雨棚和水電設(shè)施等。當(dāng)始發(fā)井施工完成后，便可以進(jìn)行井下設(shè)備的安裝準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，主要內(nèi)容包含測(cè)量系統(tǒng)安裝、穿墻位置封條安裝、管道系統(tǒng)安裝、出泥漿渣漿系統(tǒng)安裝，并且在井邊兩側(cè)位置安設(shè)扶梯，以方便施工人員上下。

（4）對(duì)頂管機(jī)對(duì)應(yīng)進(jìn)洞、后靠背墻體及出洞口位置進(jìn)行加固。對(duì)于整個(gè)施工而言，頂管進(jìn)出口施工為核心作業(yè)內(nèi)容，需對(duì)進(jìn)出口位置及后靠背土體采取高壓旋轉(zhuǎn)噴的方式進(jìn)行加固。為了避免進(jìn)出口位置泥水出現(xiàn)流失等情況，同時(shí)保證頂進(jìn)過(guò)程中觸變泥漿不流失，需將止水裝置安裝在洞口。

4 頂管施工工藝

（1）穿墻。在進(jìn)行穿墻操作前需對(duì)管體外側(cè)進(jìn)行注漿固結(jié)處理，以防止孔底部位置存在強(qiáng)度不足等問(wèn)題，并將工具管推入，盡可能保障穿墻設(shè)備的防水性能。在進(jìn)行穿墻施工作業(yè)時(shí)，需開(kāi)啟穿墻隔板，將工具管頂出，再安裝止水設(shè)備，還需在穿墻管道內(nèi)填充材料，以防止施工環(huán)境里存在的地下水對(duì)整體施工造成影響，一般可使用水泥砂漿進(jìn)行封堵，防止間隙位置出現(xiàn)漏漿及漏水等問(wèn)題。

（2）頂管出洞。對(duì)于整個(gè)頂管施工項(xiàng)目，其中最容易出現(xiàn)問(wèn)題的部分便是頂管出洞部分，故需要予以重點(diǎn)控制。對(duì)外觀進(jìn)行檢查是下管前的首要任務(wù)，主要方法為檢查管材是否存在縱向裂縫或是否存在破損；整個(gè)端面位置確保平直且管壁部分是否存在鼓泡。在確保管材合格后方可將其吊入導(dǎo)軌。對(duì)于起重設(shè)備而言，同樣需要在操作前確保設(shè)備安全可靠。

（3）注漿減阻。若頂管施工長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，需要采取注漿的方式對(duì)管道周?chē)鷫Ρ谶M(jìn)行保護(hù)，使管道周?chē)砻嫱馏w更加堅(jiān)實(shí)、平整，進(jìn)而對(duì)土體起到有效的支撐作用，防止地面出現(xiàn)大面積沉降，同時(shí)能在很大程度上減小頂進(jìn)過(guò)程中管體受到的摩擦力。

5 頂管施工的偏差控制措施

在開(kāi)展頂管施工時(shí)，若管道軸線、工具管刀盤(pán)軸線同主油罐之間不平行，則易導(dǎo)致管道位置產(chǎn)生扭矩。頂管施工過(guò)程中有各類(lèi)型施工設(shè)備存在于管道內(nèi)部，若這些設(shè)備位置的分布不均勻或者不對(duì)稱(chēng)，也會(huì)導(dǎo)致管道出現(xiàn)固定扭矩。與此同時(shí)，受地質(zhì)條件等因素影響，管道出現(xiàn)偏移的情況也將十分顯著。在對(duì)管道進(jìn)行糾偏的過(guò)程中，存在糾偏反力，若此作用力合理中心點(diǎn)位置不處于管道中心點(diǎn)，則此時(shí)管道將發(fā)生扭轉(zhuǎn)。若糾偏角度偏低，則對(duì)應(yīng)所需糾偏外力將隨之減少。當(dāng)糾偏反力較小時(shí)，對(duì)應(yīng)管道扭轉(zhuǎn)速度則相對(duì)減慢。同理，當(dāng)糾偏角度增大時(shí)，對(duì)應(yīng)反力增大，同時(shí)管道扭轉(zhuǎn)速度也隨之增加。因此，減少管道扭轉(zhuǎn)的關(guān)鍵是控制糾偏角。

在頂進(jìn)時(shí)，若管位偏差約10mm，則需對(duì)其進(jìn)行糾正，可借助糾偏千斤頂控制糾偏。每個(gè)挖掘機(jī)配置的糾偏千斤頂為4個(gè)，對(duì)應(yīng)的糾偏角度為2.5°，可對(duì)上、下、左、右四個(gè)方向進(jìn)行糾偏。大多數(shù)情況下，單次糾偏角度不能超過(guò)0.5°。此外，還可借助激光全站儀來(lái)測(cè)量偏斜數(shù)據(jù)，并在此基礎(chǔ)上對(duì)液體糾偏系統(tǒng)進(jìn)行控制，以達(dá)到調(diào)節(jié)鋪管方向的目的。

6 結(jié)束語(yǔ)

受到城市地下空間的限制及各種已建管網(wǎng)的影響，埋深大的地下截污管網(wǎng)工程采用以往放坡開(kāi)挖或者鋼板樁支護(hù)開(kāi)挖方式必將受到較大的制約，有的路段還受地面建筑物、構(gòu)造物限制，更加無(wú)法實(shí)施開(kāi)挖施工。頂管施工可以在埋深較大的地下敷設(shè)管道，還可以穿越障礙物，無(wú)須隔斷交通，相信其在城市污水管網(wǎng)施工中會(huì)得到廣泛的應(yīng)用。