英東體育館周邊截污改造工程頂管施工的設計心得

［摘 要］ 廣州番禺區(qū)英東體育場館周邊截污改造工程截污主干管管徑為DN800～DN1000，全長1007.5m，排水管道頂管工程一次頂進90m。頂管距離不長，但施工場地狹窄、地下現(xiàn)有管線較多，采用常規(guī)的開槽施工方法有較大技術難度。本文結合項目詳細介紹頂管施工的原理、設計要點及施工技術要求等。

［關鍵詞］ 截污干管；頂管施工；設計

［作者簡介］ 秦彧，南寧五象新區(qū)建設投資有限責任公司，研究方向：給水排水，廣西 南寧，530007

［中圖分類號］ TU992.23 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1007-7723（2012）02-0028-0003

一、工程概況

該工程為廣州番禺區(qū)英東體育場館周邊截污改造工程，截污主干管管徑為DN800～DN1000，全長1007.5m。由于禺山大道至環(huán)城河出口管段（樁號0+916.616～1+007.5）敷設位置為城區(qū)小巷道，最小寬度2.3m，西側為停車場圍欄（停車場為舊丹山河上架空結構），東側緊鄰禺雅苑小區(qū)居民樓，施工場地狹窄。原方案采用開槽施工，但由于土方量較大，溝槽還要支護，工作面不夠，造價較高，最后決定采用頂管施工方法完成。經(jīng)分析研究，此段管道采用頂管法施工，管材采用D1020×10焊接鋼管,包括1個方型工作井，1個方形接收井。頂管結束后將接收井改造為溢流井，并與上游DN1000管道連接。

二、頂管施工原理及分類

根據(jù)頂管設計方案在管道沿線按設置工作井和接收井，工作井內設置堅固的后座，安裝工具管、油壓千斤頂、頂鐵、導軌等頂進設備。接好照明、泥漿管、油管等管線，然后用油壓千斤頂將管道頂入土層中。在頂進過程中，通過經(jīng)緯儀檢測控制頂管的方向，利用水槍沖泥，采用水力吸泥機通過管道將泥排到井外，頂進一定距離后，千斤頂回縮，裝入新的管道再頂進。如此重復，直至將管道頂至接收井內。

目前，國內管道頂進方法一般采人工掘進頂管法和機械挖掘頂管法。前者依靠人工進行挖土和排土，具有結構簡單、操作方便、成本較低等優(yōu)點，但工人勞動強度較大，施工速度較慢，難以滿足工期要求。機械挖掘頂管法采用機械進行挖土和排土，具有技術先進、施工質量好，施工速度較快的優(yōu)點。

三、頂管施工法設計心得

頂管施工技術在近年得到廣泛的應用。由于它不需要開挖面層，能穿越地面構筑物和地下管線及公路、鐵路、河道，節(jié)省大量投資和時間；同時，降低了對其他現(xiàn)有市政管線的破壞，對城區(qū)的交通、噪音、粉塵的危害和影響大大降低。因此，頂管施工往往成為舊城區(qū)管道改造工程跨越障礙物時的首選。下面結合本項目談談頂管施工設計要點。

1．隨著城市建設的大規(guī)模發(fā)展，人們對生活環(huán)境的質量提出更高的要求。城市建設越來越重視舊城區(qū)基礎設施的改造，由于歷史原因，舊城區(qū)排水體制一般為雨污合流制，截流式合流制往往成為排水系統(tǒng)改造的首選。為了減少投資及工程量，截污管道的頂管施工設計時一般考慮將頂管工作井及接收井改造為檢查井或溢流井，這就要求頂管工作井及接收井設計時考慮與現(xiàn)有管道以及新建溢流管的連接，必須做好對擬接入的現(xiàn)有管道的口徑、高程等調查工作。該項目在現(xiàn)有管道的普查方面做了大量的工作，對原有排水管道的施工圖、竣工圖進行了收集整理，調用了番禺市的地理信息系統(tǒng)的相關內容，并輔以現(xiàn)場測量，對以上三種數(shù)據(jù)進行反復對照校核，確保了設計輸入條件的準確性。由于本項目的工作井同時用作溢流井，井的設計結合了頂管工作井及溢流井的功能要求進行了統(tǒng)一考慮，經(jīng)工程實施后的運行使用情況，基本達到了設計意圖。另外，設計時應考慮工作井及接收井預留洞口，便于頂管施工結束后其他管道的接入，避免重新開口，破壞井身結構。

2．采用頂管施工的地段一般處于舊城區(qū)，而舊城區(qū)地下管線及其他構筑物布置復雜，設計前應做好調查工作，布置頂管工作井及接收井時應避開與現(xiàn)有其他管線及地下構筑物，避免出現(xiàn)進行工作井與接收井施工時碰到障礙物而必須進行選址的調整。由于接收井與工作井的移位，導致頂進管道的位置必須進行相應的調整，嚴重可導致無法進行頂管施工的情況，造成工程設計的重大失誤。

3．采用頂管施工的地段一般處于舊城區(qū)，部分工程采用頂管施工的原因就是管道所處道路狹窄，無法采用開槽施工，這就要求設計要充分考慮到頂管施工機械能否進場就位、施工棄土能否運出的因素。因此，設計前應該對道路現(xiàn)狀進行詳細調查，并根據(jù)施工機械的尺寸進行計算校核，如確有困難，可以考慮將頂管工作井和接收井的位置進行互換，將接收井布置于施工機械難以進入的一側。例如，該項目原設計時考慮將圖示的工作井與接收井換位，工作井位于現(xiàn)有城市道路上，場地較為開闊，便于施工機械的進場就位，但考慮到阻礙交通的問題，經(jīng)過對施工機械的尺寸以及進場小巷的空間進行反復校核，發(fā)現(xiàn)換位后仍能夠滿足要求，最后采用了圖示的井位布置。

4．《給水排水工程頂管技術規(guī)程》（CECS246:2008）對頂管施工頂進土層的選擇有詳細規(guī)定，其中要求土體承載力fd不宜小于30kPa，這是根據(jù)管道施工時的穩(wěn)定性要求進行的規(guī)定。根據(jù)頂管施工的特點，施工時無法對管道外的土體進行強化加固，因此，進行排水管道頂管施工時，應根據(jù)管道基礎承載力的要求進行驗算，如土體承載力達不到排水管道正常使用的要求，則不應采取頂管施工。該項目也是對管道基礎承載力進行反復驗算后，確認管道頂進施工的穩(wěn)定性得到保證之后，才選用了頂管施工法。

四、結 語

作為一種技術成熟、在環(huán)境保護和對現(xiàn)有市政管線破壞最小等方面占有較大優(yōu)勢的管道施工方法，隨著各級政府加大舊城區(qū)基礎設施建設的力度，在穿越地面構筑物和地下管線等管道工程中，將得到越來越廣泛的應用。本文結合具體項目介紹了筆者在頂管施工原理和設計的心得，供同行們今后在頂管施工項目中作為參考。

［參考文獻］

［1］CECS 246：2008，給水排水工程頂管技術規(guī)程［S］.

［2］韓選江. 大型地下頂管施工技術原理及應用［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社,2008.

［3］余彬泉,陳傳燦.頂管施工技術［M］.北京:人民交通出版社,1998.

［4］非開挖頂管工程施工［Z］. 廣東省基礎工程公司.