市政給排水施工中的長距離頂管施工技術(shù)分析

摘 要：市政給排水管網(wǎng)作為重要的市政基礎(chǔ)設(shè)施之一。隨著市政工程的不斷發(fā)展，地下管道工程的重要性日趨凸顯。

關(guān)鍵詞：市政給排水；長距離頂管；施工技術(shù)

我國傳統(tǒng)管道的多采用開挖施工，但是在施工現(xiàn)場的條件不具備開挖的時候，就應(yīng)該采用頂管法施工。在此介紹如下工程實(shí)例。

一、工程概況

某市政排水管道全長約3000m，從1#工作井起始，由西向東至2#工井，穿越3#工井后，由西向東至9#工井，最終到達(dá)10#工井。地下管道采用頂管法施工，管材均為內(nèi)徑Φ3000鋼承口式鋼筋混凝土管。其中9#-10#頂管總長530m，為半徑1023m曲線頂管。地下管道穿越土層為灰色砂質(zhì)粉土層和淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層。頂管施工采用多刀盤土壓平衡頂管掘進(jìn)機(jī)推進(jìn)。由于在頂管施工的過程中，當(dāng)掘進(jìn)到約283m的時候，無法正常掘進(jìn)，最終掘進(jìn)到298m的時候，因管材承受力因素?zé)o法在進(jìn)行頂進(jìn)工作。決定采用從10#接收井反方向頂管對接施工。

二、頂管法施工原理

頂管法施工的原理主要是沿著管道沿線，依據(jù)設(shè)計方案布置工作井和接收井，在工作井的內(nèi)部設(shè)置堅固的后座，吊進(jìn)油壓千斤頂和需要頂進(jìn)的鋼管或者是混凝土管，接著接好照明以及油管等線路，然后用油壓千斤頂緩慢的進(jìn)行頂進(jìn)工作，通過壓漿系統(tǒng)來使得管道額周邊形成泥漿套，確保管道在泥漿套中滑行。在具體頂進(jìn)的時候，通過經(jīng)緯儀來測量頂管的方向，一邊頂進(jìn)一邊排土進(jìn)行微調(diào)，最終確保鋼管或者是混凝土管被頂進(jìn)至接收井內(nèi)部。

三、頂管設(shè)備的選擇

結(jié)合施工條件及本工程的施工特點(diǎn)，決定10#反方向頂管對接采用經(jīng)過改制的多刀盤土壓平衡頂管掘進(jìn)機(jī)。在對接施工前可通過注漿孔對對接區(qū)進(jìn)行土體補(bǔ)充加固；掘進(jìn)機(jī)胸板上還預(yù)留了人孔，施工過程中可排除正面碰到的障礙物，且對接時施工方便，必要時可打開人孔，進(jìn)行人工清障施工。10#主頂進(jìn)系統(tǒng)采用6只2000 kN油缸，總推力12000kN。主頂液壓動力機(jī)組由兩臺大流量斜軸式軸向柱塞泵供油，采用大通徑的電磁閥和系統(tǒng)管路，減小系統(tǒng)阻尼，6只油缸可以單動，亦可聯(lián)動。

四、對接施工關(guān)鍵技術(shù)措施

（一）對接區(qū)土體加固。為了防止對接區(qū)周圍土體滲水，便于兩個掘進(jìn)機(jī)之間土倉土體的安全清除，保證對接區(qū)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。這里采用旋噴樁工藝施工，采用32.5級普通硅酸鹽水泥，水灰比1.0。水泥摻入量控制在10%左右，加固范圍為管外徑向外3.0m，加固長度為10m。

（二）接收井后靠土體加固及增設(shè)后靠側(cè)墻。10#井原設(shè)計為接收井，現(xiàn)作為10#-9#對接頂管施工的工作井。必須對后靠土體采取加固措施。這里采用旋噴樁工藝，水泥摻量取40%。由于原10#工井側(cè)墻結(jié)構(gòu)配筋未考慮承受頂管后座力，決定在后靠側(cè)墻內(nèi)側(cè)再澆筑一道后靠墻體結(jié)構(gòu)，墻厚600mm，高度自底板至頂管洞口向上1000mm。在澆筑施工前必須對原側(cè)墻面部進(jìn)行鑿毛處理。

（三）長距離曲線對接頂管測量措施。

1.對接區(qū)頂進(jìn)軸線的微調(diào)。首先，對待對接掘進(jìn)機(jī)9#頂進(jìn)，進(jìn)行精確測量，以此來為對接掘進(jìn)機(jī)10#頂進(jìn)，便于兩掘進(jìn)機(jī)的順利對接；其次，對對接掘進(jìn)機(jī)一定范圍的軸線進(jìn)行微調(diào)，使對接掘進(jìn)機(jī)按待對接掘進(jìn)機(jī)的實(shí)際軸線走向在對接區(qū)實(shí)現(xiàn)直線對接，降低安全風(fēng)險系數(shù)。

2.測量控制措施。在該工程中，用管節(jié)L=2.5m來進(jìn)行9#-10#頂管的對接施工。頂管的軸線控制測量每節(jié)管節(jié)，且每隔50m不能少于一次的貫通測量，在距離對接位置50m，30m，15m以及5m的位置分別進(jìn)行一次貫通測量，在貫通測量的時候需確保地面控制網(wǎng)的聯(lián)測。此外還應(yīng)實(shí)行三級測量的復(fù)核制度。

（四）頂管注漿施工措施。在工具管尾部環(huán)向均勻地布置4只壓漿孔，用于頂進(jìn)時跟蹤注漿。其后每3節(jié)管節(jié)里有一節(jié)管節(jié)上有壓漿孔，管節(jié)上布置4只壓漿孔。除工具管及隨后的3節(jié)管節(jié)外，壓漿總管上每隔6m裝一只三通，再用壓漿軟管接至壓漿孔處。

（五）對接施工流程和連接措施。其一，待兩個頂管掘進(jìn)機(jī)的刃口位置僅僅距離20m左右的時候，確保兩個掘進(jìn)機(jī)盡量保持同軸或者平行；其二，待掘進(jìn)機(jī)的刃口距離越來越近的時候，應(yīng)用鋼筋通過機(jī)頭前方的胸板上的注漿孔來探測二者實(shí)際的間距，以方便在不影響掘進(jìn)機(jī)刃口間的鋼板的連接施工時，便可以停止頂進(jìn)；其三，分別在掘進(jìn)機(jī)胸板的上下左右割除小孔，主要用以觀察土體加固和滲水的情況，針對需要加固或者有滲水的位置，通過胸板上預(yù)留的注漿孔進(jìn)行雙液補(bǔ)充注漿，然后在打開胸板上的小孔，以檢查土體的加固情況和滲水情況，滿足條件后進(jìn)行下一步施工；其四，將掘進(jìn)機(jī)內(nèi)部的各種機(jī)電設(shè)備以及線路拆除；其五，掘進(jìn)機(jī)的胸板割除和刃口的連接施工必須同時進(jìn)行施工操作。整個胸板可以依據(jù)井的形狀分塊，首先割除下方的胸板，并用提前備好的鋼板將刃口用焊接連接；接著依次由下部向兩側(cè)、上部進(jìn)行連接，最后封死頂部，胸板兩側(cè)需要對稱進(jìn)行連接，每一塊連接鋼板間必須滿焊封死，以實(shí)現(xiàn)防水的效果。

（六）對接區(qū)內(nèi)部結(jié)構(gòu)澆注措施。第一，依據(jù)地下管道原有內(nèi)徑尺寸，以及管節(jié)配筋進(jìn)行鋼筋綁扎施工。按要求固定好預(yù)埋鐵件。第二，分別分三次澆筑整個管節(jié)，并且采用常規(guī)混凝土澆筑的方式進(jìn)行混凝土的振搗和澆筑施工，確保振搗的質(zhì)量；第三，開始第三次模板施工，在頂部預(yù)留好澆筑孔，加工儲氣泡以及混凝土投料斗等設(shè)備，然后用空氣壓縮機(jī)將混凝土用軟管送入到模板內(nèi)，確?；炷恋臐仓軐?shí)度。

五、結(jié)語

在市政給排水施工中運(yùn)用長距離頂管施工技術(shù)，能夠有效減少工作井的數(shù)量，有利于縮短工期，節(jié)省資源，提高社會經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 張捷.市政給排水施工中長距離頂管施工技術(shù)研究[J].科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力，2014（09）.

[2] 劉汛.頂管技術(shù)在市政給排水施工中的有效應(yīng)用研究[J].赤峰學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2014（24）.

作者簡介：于洪濤，天津市管道工程集團(tuán)有限公司。