大口徑預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管道的頂管施工

彭利軍

（山西省水利建筑工程局 山西太原030006）

1 禹門口提水東擴工程概況

禹門口提水東擴工程位于山西省中南部，是向臨汾、運城六縣市（新絳、稷山、襄汾、侯馬、曲沃、翼城）工、農(nóng)業(yè)以及農(nóng)村生活供水的保障性給水工程。年農(nóng)業(yè)供水量（包括汾河生態(tài)用水）8 095萬 m3，工業(yè)供水8 030萬 m3，總計1.61億m3。

PCCP主管線穿公路頂管工程共13處，其中DN 2000 PCCP穿公路4處，先后下穿臨夏線、侯禹高速、大運高速、晉侯高速出口；DN 1800 PCCP穿公路7處，先后下穿國道、省級公路、縣級公路及鄉(xiāng)級公路；DN 1400 PCCP穿公路2處，先后下穿符冊-西下坪及晉侯高速公路。

2 頂管主要施工方法

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 工作坑和接收坑的開挖

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成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些，因為混凝土還可調(diào)整。

接收坑的開挖按照放線的位置下挖，深度和寬度只要能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

后靠背采用鋼靠背時，可按計算好的高程距離安放，如用混凝土靠背，工作坑后靠背的位置就得按照設(shè)計要求支模型，和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，油缸后座和后靠背中心或者預(yù)埋的鋼板滿面接觸，還要保證千斤頂?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，計算軌距，然后安裝在預(yù)先設(shè)計好的鋼板上支撐固定，最后要水平吊放在平整好的碎石鋪墊的地面上。位置和油缸架子不能發(fā)生沖突，還要保證管道頂進結(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。最后用儀器再測量導(dǎo)軌的軌距及高程，如果和要求不符，要逐步調(diào)整，直到調(diào)整到要求范圍內(nèi)即可。

2.4 管道吊裝安放

由于管道要放在導(dǎo)軌上，不能將繩子取出，所以預(yù)先做了吊具。吊具要滿足所吊物體的重量和收取方便。

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)，要把管道吊起重新調(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，既可保護管道的插口又可切入土體減少阻力還可以糾偏。頂進頭連接好后要調(diào)整它的斷面，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)軌上適當抹一點潤滑劑。當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。為了很好的保護管口，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者其它緩沖物品做襯墊。頂管施工的設(shè)施布置見圖1。

圖1 頂管施工的設(shè)施布置

2.6 頂進施工

上述各項工作準備就緒后，開始頂進作業(yè)。接通泵站開動千斤頂把管道頂?shù)巾斶M頭挨著土體時停下，把U型頂鐵墊到管口后繼續(xù)頂進，當頂進頭全部切入土體立刻停止，然后把管道內(nèi)土方清理干凈。完畢后測量管道的軸線和高程是否與設(shè)計吻合，否則調(diào)整?，F(xiàn)在是最佳調(diào)整期，如果管道進入土體再長點調(diào)整難度就要增加。

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確性，因為管道在頂進中是循已挖好的土壁前進，因此管道前方周圍超挖要嚴格控制，對于密實土質(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)不得超挖保持土體有斜坡防止管道口塌方，還可以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，在前三節(jié)管中應(yīng)加內(nèi)襯鋼環(huán)，用相應(yīng)的槽鋼把它們連為一體，在頂進中還可通過加墊起到糾偏的功能。

頂管施工要按設(shè)計要求的軸線和高程及坡度進行，所以必須勤測，勤挖，勤糾，不能大起大落，校正誤差要逐步進行，保持緩慢復(fù)位，這樣可以減少阻力還可提高管道的質(zhì)量及美觀性，當管道處出現(xiàn)2 cm左右偏差是可用超挖的方法糾偏，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，超挖就收效甚微了，要用原木和方木頂在管道偏向的另一側(cè)，另一端頂在土體上然后頂進。如果還不能使管道緩慢復(fù)位，可以把頂進頭的糾偏措施用上。如果是管道因土基軟而下沉，要把頂進頭下部清理干凈，墊上足夠截面的物體做為支撐，讓管道在頂進過程中逐步仰頭，然后再正常推進。不管采用哪種方法糾偏，都不允許急速地讓管道返回原位，要循序漸進，緩慢返回。

2.7 管道頂進中的測量

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，第一節(jié)和第二節(jié)是關(guān)鍵，所以要勤測，保持在頂進30 cm測一次，然后根據(jù)測量結(jié)果來頂進管道，一直等第二節(jié)管道進入了土體可以適當放寬測量的次數(shù)，50 cm測一次。在糾偏過程中測量次數(shù)要增加，可以10 cm就測一次，這要根據(jù)實際情況而定。

2.8 接縫的施工

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，配比用1∶1的水泥漿，壓力不能超過0.1 MPa,把管壁外部和土體之間的空隙填滿即可。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。灌漿孔也采取同樣的辦法，最后等管縫干燥后，把聚脲防水涂料按照設(shè)計要求光滑的涂抹，也可采用機器噴涂。

3 結(jié)語

禹門口提水東擴工程穿越公路頂管工程針對北方黃土層地質(zhì)特性采用了簡單實用的頂管施工方法，針對施工特點和難點，緊抓了按施工工藝總流程，精心組織施工，施工過程中重視主要分項工程的進度，并時刻關(guān)注發(fā)包人要求的進度和工期，精心研究、落實好各分項工程的施工方案。在組織機構(gòu)人員、施工機械設(shè)備配置、技術(shù)管理、質(zhì)量保證、工期保證、安全文明施工保證以及環(huán)境保護等方面，都緊緊圍繞主體工程施工開展工作。