毛紅文 （安徽建工和順地產(chǎn)集團有限公司，安徽 合肥 230000）

1 工程案例

1.1 工程概況

G220某段改建工程共有污水頂管工程2140m，沿途穿越兩個城鎮(zhèn)。全線D800頂管F型鋼承插口Ⅲ級鋼筋混凝土管1083m，D1000頂管F型鋼承插口Ⅲ級鋼筋混凝土管660m，D1200頂管F型鋼承插口Ⅲ級鋼筋混凝土管397m。方案設(shè)計實施工作井11座，接收井21座，檢查井33座。

1.2 施工環(huán)境

污水管道所在位置為道路中心線兩側(cè)13m處，和雨水管線相距3m，距離街道兩側(cè)民房較近，地下原有管線較少，不需要特殊保護。

根據(jù)工程量及人員、材料、設(shè)備能力及該工程的具體特點，工程計劃75個工作日完工，組織施工隊伍交叉平行作業(yè)施工，按時或提前完成預(yù)定進度目標(biāo)。

1.3 工程特點

頂管工程每個工作坑可獨立施工，可以增加工作面，提高施工強度。但施工時要合理安排，進行交叉流水作業(yè)。

1.4 工作流水周期

一般情況下，一個工作坑的作業(yè)時間分三個階段。第一階段為工作開挖、工作井制作、下沉、支護為10～15天；第二階段為管道頂進，Φ800、Φ1000、Φ 1200管每天平均頂進約40m，每井段雙向頂進約為10天；第三階段為預(yù)制鋼筋混凝土檢查井安裝，該過程需1～2天。

2 施工準(zhǔn)備

2.1 主要人力資源配置

一般情況下，按照3:1比例配置頂管施工隊和沉井施工隊。根據(jù)頂管作業(yè)連續(xù)作業(yè)要求，每臺套設(shè)備配置必要的技術(shù)員、安全員外，還需配置機頭操作員、控制臺操作員、注漿工、吊車駕駛員、電工等，人數(shù)需滿足連續(xù)作業(yè)換班要求。

2.2 設(shè)備與材料選擇

2.2.1 頂管機頭與配套設(shè)備

見表1。

頂管機頭與配套設(shè)備表 表1

2.2.2 主要原材料

本工程頂管采用Ⅲ級鋼筋混凝土管，管道直徑為Φ800、Φ1000、Φ1200，項目部應(yīng)選擇優(yōu)質(zhì)管材供應(yīng)廠家，確?；炷凉艿墓?yīng)能滿足現(xiàn)場進度和質(zhì)量要求。材料運輸?shù)浆F(xiàn)場必須按指定地點堆放；材料堆場場地應(yīng)硬實，與工作坑、檢查井之間保持2m以上距離。管材堆放層數(shù)不能超過2層，同時應(yīng)有防止管子滾動、墜落的措施，并進行掛牌標(biāo)識。

2.3 臨時用電與施工用水

工作時單套設(shè)備最大用電量約110kW，實際考慮單套用電量90kW。就近變壓器使用三相電，并配備150kW發(fā)電機。供電采用TN-S方式，三相五線制，確保“一機、一閘、一漏”，配置專業(yè)電工作業(yè)期間輪班巡崗，確保用電安全。洞內(nèi)照明坑內(nèi)采用24V低壓燈，根據(jù)現(xiàn)場施工情況，合理布置照明系統(tǒng)，每天安排專人檢查用電情況，做好記錄，并防止觸電事故發(fā)生。

施工中用水主要采用基坑內(nèi)地下水，滿足機械頂管設(shè)備用水要求。

2.4 施工技術(shù)準(zhǔn)備

①施工前認(rèn)真排查地下管線，積極與通訊、供水、電力等相關(guān)單位聯(lián)系、協(xié)商，獲取地下管線、設(shè)施的走向位置和埋設(shè)深度，繪制管線走向圖并在頂管實施路段實地查勘、標(biāo)識。

②結(jié)合場地實際情況，合理布置工作坑、接收井，降低對周邊建筑物擾動程度，達到設(shè)施安全和沿線車輛暢通。

③及時、有效地做好安全標(biāo)識、警示紅燈懸掛、井坑周圍護欄安裝、臨時用電等工作，扎實做好安全防范工作。

④頂管施工屬危險較大的分部分項工程，需嚴(yán)格按國家有關(guān)《危險性較大的分部分項工程安全管理規(guī)定》的相關(guān)規(guī)定，編制專項施工方案，經(jīng)專家論證通過后，由項目技術(shù)負(fù)責(zé)人做好安全技術(shù)交底工作；雙方共同簽字確認(rèn)后方可實施，并納入項目部存檔。

⑤施工時，在施工區(qū)域現(xiàn)場設(shè)置危大工程公示牌，注明施工時間、具體責(zé)任人員，檢查、驗收情況，并按規(guī)范要求設(shè)置必要的安全警示標(biāo)志。

⑥施工過程加強施工監(jiān)測，切實保障周邊建筑物及設(shè)施的安全。

3 施工技術(shù)方案

3.1 有關(guān)技術(shù)參數(shù)

按照設(shè)計圖紙要求，工作井井體深度為6～8m，鋼筋混凝土部分為4.5～6m，根據(jù)現(xiàn)場施工條件，進行一次下沉，下沉至設(shè)計高程為止。工作井采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆沉井，接收井采用預(yù)制Ⅲ級鋼承口F管拼裝下沉施工。工作井內(nèi)徑6.5m，壁厚為50cm的鋼筋混凝土井。雨水管線在道路中心線兩側(cè)16m處，污水管線在道路中心線13m處，頂管管材為三級管。

3.2 頂管施工平面布置圖

充分利用現(xiàn)有道路的輔道及人行道，結(jié)合污水管網(wǎng)設(shè)計情況，選擇施工場地寬廣、周邊建筑物(構(gòu)筑物)少，沿線電力設(shè)施完善，交通通行影響小的位置布設(shè)，達到安全、快速、環(huán)保、干擾小等施工目標(biāo)。

工作坑位置確定后用2.2m高的彩鋼板四邊封閉，其中一邊設(shè)置4m寬的活動大門，用于人員和設(shè)備的進出，工作坑四周封閉范圍15×30m，內(nèi)部布置值班房、零星材料堆場、液壓油泵、管材堆放等。頂管工作坑平面布置圖如圖1。

圖1 頂管工作坑平面布置圖

3.3 工作坑布置詳圖

見圖2。

圖2 工作坑布置詳圖

3.4 主要工藝流程

3.4.1 工作井施工工藝流程

沉井基坑開挖→沉井基坑鋪設(shè)→井身混凝土→沉井下沉→下沉過程監(jiān)測→井身就位→澆筑封底墊層→底板混凝土→磚砌體施工→混凝土圈梁0.3cm（如砌筑超過2m）→工作井鋼管維護。

3.4.2 工作井、接收井施工

①測量定位要點

根據(jù)設(shè)計施工圖中總平面布置要求，定出沉井中心的位置和十字軸線樁。以主控制樁為基準(zhǔn)，在不受沉井下沉影響的地方設(shè)立兩個觀測點，按照基準(zhǔn)點設(shè)置要求進行保護，定期進行沉井直線偏移觀察，保證沉井作業(yè)期間定位準(zhǔn)確性。觀測點A、B位置如圖3所示。

圖3 觀測點A、B位置

②鋼筋綁扎控制要點：因沉井各項結(jié)構(gòu)層預(yù)埋插筋較多，在沉井立模扎筋時特別注意復(fù)核刃腳、井壁的插筋，各類預(yù)留孔、預(yù)鐵件、預(yù)埋管等。

③模板安裝控制要點：嚴(yán)格對模板強度、剛度及穩(wěn)定性進行驗算；認(rèn)真檢查模板安裝位置的定位基準(zhǔn)線；模板安裝后，嚴(yán)格按規(guī)范要求檢查截面尺寸、板縫以及逐一檢查螺栓、扣件、斜撐的堅固性、穩(wěn)定性。

④井身混凝土施工控制要點：嚴(yán)格按照規(guī)范要求進行分層澆筑，分層澆筑厚度40cm左右，混凝土坍落度控制在12±1cm，混凝土澆筑連續(xù)進行，少留施工縫?；炷翝仓?～10h澆水養(yǎng)護，要保護混凝土表面濕潤，養(yǎng)護期不少于14d，因故間歇時，應(yīng)做好水平施工縫。

⑤模板拆除控制要點：現(xiàn)場留置足夠的同條件養(yǎng)護試塊，當(dāng)混凝土達到設(shè)計強度的70%以上時方可拆除沉井直壁模板，當(dāng)混凝土達到設(shè)計強度的100%后可進行沉井下沉作業(yè)。

⑥工作井、接收井下沉控制要點：采用排水下沉法施工，利用長臂挖掘機開挖下沉，人工輔助挖土配合自卸車外運進行。沉井下沉前注意計算沉井各階段的下沉系數(shù)，過程中隨時根據(jù)下沉系數(shù)的不同，調(diào)整沉井挖土的順序和方位。沉井下沉過程中，應(yīng)重視和加強觀測。每班至少測量二次，當(dāng)下沉速度較快時，還應(yīng)增加觀測次數(shù)，如發(fā)現(xiàn)偏斜應(yīng)及時糾正，要做到勤測勤糾、邊沉邊糾。

3.4.3 工作坑設(shè)備安裝

由于工作坑設(shè)備與導(dǎo)軌安裝的質(zhì)量直接影響頂進質(zhì)量，在安裝過程中要嚴(yán)格控制導(dǎo)軌安裝的軸線位置、坡度、及標(biāo)高。導(dǎo)軌安裝必須牢固可靠，中間不得有接點，由于導(dǎo)軌為鋼屬性，一般的焊接容易斷裂，故采用鐵路防爬器對導(dǎo)軌與支架進行連接。安裝完成后需對安裝軸線位置、尺寸、標(biāo)高進行再次復(fù)核，合格后方可進入下一道工序施工。

3.5 頂管施工

3.5.1 頂進準(zhǔn)備

①為了保證頂進施工順利進行，基于地質(zhì)條件，采用集水坑的辦法，考慮到有可能受雨季影響，設(shè)置排水溝和集水井的辦法，排水溝把水集中到集水井，用水泵抽走水。

②工作坑內(nèi)作雙向頂進，最大頂程為不超過150m。

③在工作井四周設(shè)置鋼管護欄并用安全網(wǎng)遮擋，工作坑內(nèi)焊制鋼管爬梯并設(shè)置安全護籠和配備安全帶。

④后背位于工作坑的后部，雖屬臨時性結(jié)構(gòu)物，必須安全可靠，本工程采用鋼板中澆混凝土后背，混凝土強度為C30，面積為 2.4×2.4m，混凝土厚為25cm。

⑤下管：通過計算本工程采用20T汽車吊下管，注意下每節(jié)管子要檢查管節(jié)的高程和導(dǎo)向，看其是否符合設(shè)計要求。檢查管節(jié)是否完全貼臥于導(dǎo)軌上。

⑥洞內(nèi)照明：頂管工程施工時不停止作業(yè)，坑內(nèi)采用24V低壓燈，每天安排專人檢查用電情況，做好記錄，并防止觸電事故發(fā)生。

3.5.2 管道頂進

①頂進開始時，須做好首節(jié)管道軸線，標(biāo)高測量工作，確保首節(jié)管平穩(wěn)、準(zhǔn)確進洞。管子進洞后，利用架設(shè)在進內(nèi)基本控制點上的激光經(jīng)緯儀隨時觀測管道走向，及時對管道的軸線、標(biāo)高偏離情況進行糾正。要求管道軸線偏差≤40mm，標(biāo)高偏差控制在+30mm、-40mm范圍。軸線偏差＞20mm，標(biāo)高偏差＞10mm時必須采取糾偏措施，糾偏過程中隨時觀測，糾偏到一半時就應(yīng)停止糾偏，避免反向偏差。

②頂管正向壓力控制：正向頂力的大小根據(jù)機頭前安裝的膜式牛油壓力表確定，正常情況下正向壓力壓強應(yīng)控制在4kN/m2左右，當(dāng)遇淤泥時正向壓力壓強應(yīng)不小于6kN/m2～8kN/m2。當(dāng)土壤較硬時，可減小正向壓力以免道路突起；當(dāng)土質(zhì)較松軟或有流動性時，加大正向頂力，避免造成覆土層下沉或臨近管線、構(gòu)筑物等下沉。

③根據(jù)設(shè)計要求配置膨潤土觸變泥漿，管道頂進中注漿減阻。注漿孔應(yīng)設(shè)置在機頭后的第一節(jié)管道，以后每隔兩節(jié)放置一節(jié)留有注漿孔的管子。為更好地在管道外形成漿套，避免漿液流失，注漿的壓力不宜過大。頂進過程中根據(jù)前方機頭倉內(nèi)的泥漿情況，適時進行補泥漿或補水，保持泥水平衡。

4 施工質(zhì)量控制點

①頂管施工中，需重點解決管材與管材之間的接口滲漏問題。

②管材的混凝土抗壓強度及其他指標(biāo)應(yīng)達到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

③頂管工作坑后背應(yīng)經(jīng)過受力計算，進行專門設(shè)計確保足夠的剛度、強度和穩(wěn)定性要求。

④導(dǎo)軌安裝必須反復(fù)校測，使軌距、軸線、高程、坡度符合設(shè)計要求，偏差控制在規(guī)范允許范圍內(nèi)。安裝牢固、軌面光滑，保證頂進過程中不發(fā)生管節(jié)跳動和側(cè)向位移。

⑤第一節(jié)管道頂進前嚴(yán)格校對軸線、標(biāo)高。頂進過程中，嚴(yán)格執(zhí)行校測制度和交接班制度做好軸線、標(biāo)高復(fù)核工作，及時糾偏，避免累積偏差超標(biāo)。

⑥切實做好坑內(nèi)引入的水準(zhǔn)點及后視方向樁的保護工作，定期進行測量復(fù)核，確保測量基準(zhǔn)樁準(zhǔn)確。

⑦管道頂進中注意觀察油泵壓力表指數(shù)變化情況，如發(fā)現(xiàn)壓力驟增時，立即停泵檢查。

⑧本工程為污水管道工程，須通過閉水試驗要求，方可交付使用。

5 結(jié)語

項目污水管施工采用頂管施工技術(shù)有效地減小了對施工區(qū)域周邊交通通行、居民城鎮(zhèn)生活等干擾，且作業(yè)連續(xù)，進度快，極大地滿足了項目工期要求。