北方黃土層直頂大口徑PCCP管道施工實踐

張 羽

（山西省水利建筑工程局，山西 太原 030006）

1 工程概況

禹門口PCCP主管線穿公路頂管工程共13處，先后下穿臨夏線、侯禹高速、大運高速、晉侯高速出口等路段。其中直徑2 000 mmPCCP穿公路4處，直徑1 800 mmPCCP穿公路7處，直徑1 400 mmPCCP穿公路2處。這13處穿越地段地質(zhì)均為Q2和Q3黃土，土質(zhì)均勻，地下水埋深超過15 m，特別有利于頂管作業(yè)，有利于提高開挖精度，且可直接采用人工挖土作業(yè)。

2 直頂PCCP施工工藝與方法

2.1 測量放線

根據(jù)施工設(shè)備的大小，按照設(shè)計坐標(biāo)及樁號把工作坑精確定位，然后根據(jù)土質(zhì)確定坡度，確保安全。接收坑的放線可稍微隨意點，但必須保證頂進頭及管道順利頂出，且不能讓管道的高程軸線偏離設(shè)計要求。

2.2 工作坑和接收坑開挖

工作坑開挖應(yīng)按照測量時的定位開挖，前后側(cè)應(yīng)垂直向下，尤其后側(cè)，必須根據(jù)管道設(shè)計要求的坡度與地面呈90°。上半部可按1∶0.3放坡。

開挖深度至底面80 mm左右時，開始用人工精細(xì)清理底面。誤差盡量控制在幾毫米以內(nèi)，然后在底面鋪設(shè)100 mm厚的碎石，以增強抗壓強度。如澆注混凝土可稍隨意調(diào)整，接收坑的開挖按照放線的位置下挖，深度和寬度保證頂出管道滿足設(shè)計高程和軸線活動范圍內(nèi)即可。在雨季時工作坑和接收坑周圍要做圍堰，底部要挖集水坑。

2.3 工作坑安裝頂進設(shè)備

后靠背采用剛靠背時可按計算好的高程距離安放，若采用混凝土靠背，工作坑后靠背的位置須按照設(shè)計要求支模型，與油缸接觸面要用平整的鋼板預(yù)埋。油缸支架的安放要和架子高低、底面高程相結(jié)合，油缸后座與后靠背中心或預(yù)埋的鋼板滿面接觸，同時保證千斤頂?shù)幕钊凸艿理旇F的中心位置在允許范圍之內(nèi)，如采用偶數(shù)油缸時還要保持對稱。

導(dǎo)軌安裝時要根據(jù)管道規(guī)格不同來計算軌距，然后安裝在預(yù)先設(shè)計好的鋼板上支撐固定，最后水平吊放在平整好的碎石鋪墊的地面上，安裝位置和油缸架子不能發(fā)生沖突，以保證管道頂進結(jié)束時順利吊出。如果用混凝土地面，可把導(dǎo)軌預(yù)先按照軌距要求支撐固定好，然后澆注混凝土，最后用儀器測量導(dǎo)軌的軌距及高程，如果與要求不符，要逐步調(diào)整，直至調(diào)整到要求范圍內(nèi)。

2.4 管道吊裝安放

由于管道需放在導(dǎo)軌上，不能將繩子取出，因此預(yù)先做了吊具。吊具應(yīng)滿足所吊物體的重量并收取方便。用吊具把管道平穩(wěn)吊起，再平穩(wěn)地放在安放好的導(dǎo)軌上，然后用儀器測量安放好管道的高程軸線，如不在誤差范圍內(nèi)，應(yīng)將管道吊起重新調(diào)整，直至調(diào)整到范圍內(nèi)。最后把預(yù)先制作好的頂進頭安裝在管道插口上焊接連接，這樣既可保護管道的插口，又可切入土體減少阻力，還可糾偏。頂進頭連接好后要調(diào)整好斷面，使其切入土體后引導(dǎo)管道按照設(shè)計要求向前頂進。

2.5 頂鐵的安裝和使用

頂鐵安裝的軸線應(yīng)與管道軸線平行對稱，頂鐵與導(dǎo)軌之間的接觸面不得有泥土，為了潤滑減少阻力，還應(yīng)在導(dǎo)軌上適當(dāng)涂抹潤滑劑。當(dāng)頂鐵的連接長度超過3 m時，頂鐵應(yīng)有足夠的截面尺寸，以保證在頂力逐漸加大時頂鐵有很好的穩(wěn)定性。為保護好管口，在管道的承口端應(yīng)使用U型頂鐵，且在兩者之間加墊薄木板或其他緩沖物品作襯墊。

2.6 頂進施工

各項工作準(zhǔn)備就緒后，開始頂進作業(yè)。接通泵站開動千斤頂把管道頂?shù)巾斶M頭與土體接觸時停下，U型頂鐵墊到管口后繼續(xù)頂進，頂進頭全部切入土體時立即停止，然后把管道內(nèi)土方清理干凈。清理完畢后測量管道的軸線和高程是否與設(shè)計吻合，否則現(xiàn)行調(diào)整。

管道前方挖土是保證質(zhì)量和地上建筑物及挖土人員人身安全的關(guān)鍵。挖土的方向和形狀直接影響頂進管道位置的準(zhǔn)確性，因此要嚴(yán)格控制管道前方周圍超挖，密實土質(zhì)前上方要有1.5 cm的空隙，以減少頂進阻力。管道下部135°中心角范圍內(nèi)不得超挖，這樣可保持土體有斜坡，防止管道口塌方，還可在頂進過程中防止管道下沉。

為了保證管道在土體中平緩前進及防止管道錯口，在前3節(jié)管中應(yīng)加內(nèi)襯鋼環(huán)，用相應(yīng)的槽鋼將其連為一體，在頂進中可通過加墊起到糾偏的功能。

頂管施工要按設(shè)計要求的軸線、高程及坡度進行，所以必須勤測、勤挖、勤糾，校正誤差要逐步進行，保持緩慢復(fù)位，這樣既可減少阻力，還可提高管道的質(zhì)量及美觀性。當(dāng)管道處出現(xiàn)2 cm左右偏差時可用超挖的方法進行糾偏，即在管道偏向的相反方向輕微超挖，在頂進過程中讓其在偏向側(cè)形成阻力，相反側(cè)沒阻力，管道會自動復(fù)位。

管道偏差較大時，用原木和方木頂在管道偏向的另一側(cè)，另一端頂在土體上頂進。如果不能使管道緩慢復(fù)位，可以采取頂進頭的糾偏措施。若管道因土基軟而下沉，需將頂進頭下部清理干凈，墊上足夠截面的物體作支撐，讓管道在頂進過程中逐步上提，然后再正常推進。

2.7 測量控制點

測量控制點應(yīng)設(shè)在方便校正且不易擾動、易于保護的地方，前兩節(jié)要勤測，保持在頂進30 cm測一次，然后根據(jù)測量結(jié)果頂進管道，第二節(jié)管道進入土體后適當(dāng)放寬測量次數(shù)，50 cm測一次。在糾偏過程中，適當(dāng)增加測量次數(shù)，可根據(jù)實際情況10 cm測量一次。

2.8 接縫施工

頂進結(jié)束后應(yīng)立即注漿處理外縫，用高壓管道把注漿機和頂進管道的注漿孔連接起來，配用1∶1的水泥漿，壓力不能超過0.1 MP，將管壁外部和土體之間的空隙填滿，然后打壓，把管壁縫內(nèi)用鋼絲刷清理再用干凈布把內(nèi)縫擦拭干凈后，按設(shè)計要求抹聚硫密封膏，剩余部分用水泥砂漿抹平。灌漿孔采取同樣的辦法，待管縫干燥后，把聚脲防水涂料或采用機器按照設(shè)計要求光滑涂抹。

3 結(jié)語

由于該工程施工工期短、技術(shù)要求高，加之在國內(nèi)可借鑒的同類施工實踐經(jīng)驗不多，承建單位在施工建設(shè)中，按照設(shè)計要求，采取有效施工辦法使施工工藝得到簡化，大大減小了施工難度，頂進施工進度得到加快，確保了工程質(zhì)量，使工程如期完成，節(jié)約了工程投資，大大縮短了整個提水工程的施工工期，并順利通過驗收，為以后的同類工程項目積累了有益的工程經(jīng)驗，取得了很好的效果。