輸水管道頂管施工及技術(shù)要求

尹黎明，于秉富，黃淑陽

1.大連市自來水集團設(shè)計有限公司，遼寧 大連 116011

2.大連英華工程造價咨詢有限公司，遼寧 大連 116021

0 引言

隨著我國改革開放的深入，城市的管網(wǎng)建設(shè)也在突飛猛進地發(fā)展。在城市公共交通的迅速發(fā)展條件下，在市內(nèi)的鐵路、公路、交通擁擠的道路下鋪設(shè)輸水管道應(yīng)采取什么方法是當(dāng)今應(yīng)著重研究的主要問題。通過總結(jié)實際工作經(jīng)驗，認為應(yīng)盡可能地采取頂管施工法，這樣既有利于工程的順利進行，又不影響正常的交通運行。

1 輸水管道頂管技術(shù)的分類

頂管技術(shù)在非開挖埋管線的技術(shù)分級中屬D級，主要用于電力、電信、市政、給排水、煤氣等工程中。輸水管道頂管施工工藝按照開挖工作面的施工分敞開式施工工藝和封閉式施工工藝。前者適用于土質(zhì)條件穩(wěn)定、無地下水干擾的工況，工人可以進入工作面直接挖掘而不會出現(xiàn)大塌方、涌水的施工條件。因工作面處于開放狀態(tài)，故稱敞開式頂管工藝。后者適用于土質(zhì)不穩(wěn)定、地下水位高的工況，工人不能直接進入工作面開挖的施工條件，為防止工作面塌方、涌水對人身造成危害，將機頭前端的挖掘面與工人操作室之間用密封艙隔開，故稱為封閉式頂管施工工藝。

2 對輸水管道頂管工作坑的要求

工作坑的大小依據(jù)頂進設(shè)備，混凝土管的管徑大小，管長短而確定。通過長期的工作經(jīng)驗得知，工作坑長一般為混凝土管直徑加2.5m，工作坑深為管底標高加上0.7m，工作坑四壁可用木方、木板支撐加固，首先必須在工作坑底先鋪上一層大約20cm厚的卵石或碎石，然后再澆灌一層30cm厚的混凝土，待混凝土凝固后，再在上面鋪設(shè)兩根導(dǎo)向用鋼軌。為保證所頂進的混凝土管準確無誤，導(dǎo)向用鋼軌必須經(jīng)過認真測量，并且確保導(dǎo)向用鋼軌堅固不走形，即使用土質(zhì)較好的原土墻，也必須用木方、工字鋼加固，以確保頂管工程的順利。

3 輸水管道頂管施工中挖土的注意事項及技術(shù)要求

輸水管道頂管挖土工作要與頂管工作緊密配合，挖土速度過快，則易塌方；挖土速度過慢則影響頂管速度。在挖土?xí)r要時刻注意，如不注意勢必會造成所頂混凝土管“低頭”、“抬頭”或偏離中線，給輸水管道頂管工程造成不必要的麻煩。在所頂混凝土管挖土?xí)r，要注意混凝土管上半部要比管外壁直徑多挖l.5cm，混凝土管下半部外不能有縫隙，以免出現(xiàn)“低頭”及偏離現(xiàn)象。在混凝土管挖土?xí)r可多挖8cm，如果所挖土質(zhì)較好，在保證不塌方的前提下，還可多挖一些，但最多不可以大于25cm。從混凝土管清除積土，可用小車外運，由工作坑底往地面上運土，可用機械吊運。

4 輸水管道頂進施工技術(shù)

穿越地層有巖石、砂層、淤泥、粘土等。施工中根據(jù)不同地質(zhì)情況，采用不同的技術(shù)措施，使用頂管施工既保證質(zhì)量又確保了工期和安全。

4.1 普通土頂進

普通土的土質(zhì)有粉質(zhì)粘土，回填土等。

1）頂進工藝。此類土質(zhì)易塌方，自穩(wěn)一段。每次掘進90cm，采用先挖后頂，平均頂進速度為5.4m/d。

2）頂管糾偏。由于此類土質(zhì)易塌方，軸線及高程都不易控制，根據(jù)我們頂管設(shè)備的實際情況，采用超、欠挖土，并加木尖、鋼板條的方法控制。

3）軸線、高程控制。采用水平儀、經(jīng)緯儀觀測，測量頻率為頂進1.8m檢測一次，遇松散的土層頂進0.6m測量一次。根據(jù)我們現(xiàn)場施工經(jīng)驗，頂進1.8m時，高程變化在±5mm內(nèi)應(yīng)屬正常，較易糾偏。

4）質(zhì)量檢查。此段單向頂進120m，軸線偏差50mm，高程偏差均在+40mm、-50mm以內(nèi)。

4.2 砂礫堅土頂進

此類土為堅硬、密實的殘積土、強風(fēng)化巖（含砂礫較多）。

1）頂管糾偏。此類土質(zhì)較堅硬，軸線、高程易控制，采用超挖、欠挖土層即可達到糾偏目的，根據(jù)地質(zhì)情況有時也用墊鋼板進行糾偏。

2）軸線、高程控制。采用水平儀、經(jīng)緯儀檢測、測量頻率為1.8m /次，每頂進3.6m高程差可控制在±5mm范圍內(nèi)。

3）質(zhì)量檢查。此段頂進130m，質(zhì)量較好，軸線及高程符合設(shè)計規(guī)范。

4.3 淤泥層頂進

此類土易塌方、自穩(wěn)差。

1）頂進工藝。采用人工開挖、出土，每次掘進30～50cm，隨挖隨頂或先頂后挖的方法施工，頂進速度為3.0m/天。

2）軸線、高程控制。淤泥層中頂進，軸線、高程極難控制，無法采用超、欠挖、打木尖、鋼板的方法進行糾偏。根據(jù)在淤泥中頂進管底高程常出現(xiàn)負偏差的特點，我們采取挖除管底淤泥、換填塊石作管底基礎(chǔ)來控制高程，但軸線通常無法控制，故不適宜長距離頂進。

3）測量控制。測量頻率為1m /1次，同時根據(jù)高程變化情況加密測量次數(shù)。

4）質(zhì)量檢查。此段共頂進45m，通過換填塊石做基礎(chǔ)的技術(shù)措施，對于高程控制有良好的效果，軸線偏差在100mm以內(nèi)，高程偏差在+40mm、-50mm以內(nèi)。

4.4 混凝土套管頂進的技術(shù)要求

在混凝土管頂進過程中，千斤頂?shù)捻斄Ρ仨毚笥诟鞣N混凝土管產(chǎn)生的作用力，混凝土管方能正常頂進。混凝土管的頂進能否按原定的標高和方向頂進，主要與千斤頂作用點有關(guān)系。著力點在混凝土管中心垂直線靠管底的1/3處；再有頂管的管端與頂帽之間，還有千斤頂與后靠背墻之間都應(yīng)該襯上軟墊，以防止受到的力不均勻，影響混凝土管的正常頂進。當(dāng)頂完一鎬時，可以用小千斤頂把頂桿退回到原來的位置上，再增加一段頂鐵接著頂進，頂管所用頂鐵可多準備幾根，這樣可根據(jù)管端和千斤頂間的不同間距，交替使用頂鐵。如果被頂?shù)墓茏游膊恐皇Ｏ?.3m時，可以把千斤頂桿退回到原來的位置上，然后卸下頂帽和頂鐵，再下一根混凝土套管，兩根管子的對口縫隙應(yīng)襯上軟墊，并且在混凝土管內(nèi)用內(nèi)漲圈固定，再用木楔擠緊，方可繼續(xù)頂進。

當(dāng)頂完全部混凝土管套管后，可以取下擠緊內(nèi)漲圈的木楔，然后用石棉水泥抹口，或者用水泥沙漿抹口，再將環(huán)口縫隙填滿塞嚴，以防止漏滲。在混凝土管頂進的過程中，每頂進一根管，必須測量一次標高和中線，如果土質(zhì)不好，更需要隨時檢查。當(dāng)頂進60cm時，必須測量一次，以確保準確無誤。如果發(fā)現(xiàn)所頂混凝土管左右偏離，則需在偏離的一側(cè)少挖一些土，在另一側(cè)多挖些土，這樣可以糾正混凝土管的偏離。如果所頂混凝土管出現(xiàn)“低頭”情況時，倘若誤差不太大，則可將小千斤頂放在墊木上，讓力的作用點在管端上，隨著混凝土管頂進，隨著放松小千斤頂，這樣可使混凝土管逐漸地恢復(fù)到正常位置上；如果混凝土管出現(xiàn)“仰頭”情況，可以將管底土適當(dāng)?shù)囟嗤谝恍蛘甙亚Ы镯數(shù)淖饔命c向上少一點移動，等恢復(fù)正常后，再把力的作用點挪回到原來的位置上繼續(xù)頂進。通過上述方法，就能保證混凝土管的正常頂進，頂管施工才能順利進行。

5 結(jié)論

實踐證明，要搞好輸水管道頂管法施工，工作坑的選址相當(dāng)重要，既要滿足頂管施工全線的需要，又要盡量避開房屋，地下管線，河塘、架空電線等場所。在施工過程中不斷觀察，發(fā)現(xiàn)問題及時采取有效措施，并做好坑內(nèi)排水工作，使工作坑安全穩(wěn)固。在頂進過程中及時注意油泵的壓力表指示值的變化，發(fā)現(xiàn)壓力突然上升時，立即停止頂進，檢查壓力上升原因，防止發(fā)生意外。

[1]張紅乾.淺談泥水平衡法頂管施工工藝及應(yīng)注意的問題[J].科學(xué)之友(B版),2008(3).

[2]解東亮.土壓平衡頂管在管網(wǎng)工程中的應(yīng)用[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟,2007(16).