李曉紅

摘 要：作為一種非開挖的管道施工方法，頂管施工技術(shù)是利用推進(jìn)機(jī)等工具，非開挖敷設(shè)地下管線的先進(jìn)施工方法，這對(duì)于保護(hù)地上建筑物和減少環(huán)境干擾，具有明顯的意義。文章將以某大口徑給水管工程為例，通過對(duì)該工程基本概況的了解，對(duì)該工程應(yīng)用頂管施工技術(shù)，展開深入的探討。

關(guān)鍵詞：大口徑給水管；頂管施工；技術(shù)應(yīng)用

1 案例工程基本概況

某穿越河道的大口徑給水管道工程，擬采用頂管施工技術(shù)，其中管道采用Q235B鋼種，為壁厚14mm的DN1600鋼管和壁厚12mm的DN1000鋼管，這兩種類型的鋼管以平行的方式水平敷設(shè)，頂進(jìn)總長(zhǎng)度為500m。在頂管施工前，工程完成工作井和接收井的布置工作，工作坑和接收坑平面尺寸皆為6m×4m，工程的工作坑和接收坑的制作都采用了倒筑法，施工標(biāo)準(zhǔn)深度為4m，厚度25cm，分為兩層施工，其中采用Φ14@200規(guī)格的鋼筋和C25規(guī)格的混凝土。另外通過現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量放樣，定位好頂管的軸線、底高、中心高程，以避免頂進(jìn)路線與鋼管樁的位置出現(xiàn)沖突。工程的重點(diǎn)和難點(diǎn)，一方面是曲線頂管的施工測(cè)量，隨著管道的向前推移，測(cè)站的坐標(biāo)也隨著改變，從而影響頂進(jìn)時(shí)管內(nèi)和管外的有效通視，另一方面是管道的管徑大，在具有壓縮性和低強(qiáng)度的土層中推進(jìn)，流動(dòng)的淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土?xí)T發(fā)管道的偏移，因此糾偏也是頂管施工亟需解決的問題。

2 案例工程頂管施工技術(shù)應(yīng)用方法

基于案例工程大口徑給水管道的基本情況，工程應(yīng)用頂管施工技術(shù)是在擬定施工方案的基礎(chǔ)上，明確工程的重點(diǎn)和難點(diǎn)，并通過施工平面布置、頂力計(jì)算、工程監(jiān)測(cè)等，闡述工程頂管施工技術(shù)應(yīng)用的具體方法。

2.1 施工平面布置

關(guān)于施工的平面布置秉著“節(jié)約用地”和“控制污染”的原則，分為場(chǎng)地平面布置和井內(nèi)布置兩個(gè)部分。

（1）場(chǎng)地平面施工布置。施工現(xiàn)場(chǎng)管道吊裝和拼接時(shí)的起重，由25t的吊車負(fù)責(zé)，并在吊車附近開辟一處管道存放臨時(shí)地點(diǎn)，工作井左側(cè)則布置好攪拌設(shè)備、輸送設(shè)備等，右側(cè)為寬6m、長(zhǎng)20m、深2m的三級(jí)泥水沉淀池，為便于頂管施工棄土的處置，需要分別在地面放置一臺(tái)送泥泵和基坑下放置一臺(tái)排泥泵，以及由四輛運(yùn)載車運(yùn)送廢棄泥漿。

（2）井內(nèi)布置。機(jī)具的布置主要有千斤頂、泵站、頂鐵、排泥泵、密封環(huán)等；管線布置主要有排泥管、空氣管、自控電纜、泥水管等；井內(nèi)以40°鋼梯作為上下的通道，其中鋼梯利用膨脹螺絲固定在井壁上，并設(shè)置1.1m的鋼護(hù)欄；在井內(nèi)操作平臺(tái)設(shè)置配電箱，提供24V的照明電壓，以及設(shè)置60W功率的照明燈和適量的應(yīng)急照明系統(tǒng)。

2.2 計(jì)算頂力

（1）DN1600鋼管頂力。首先是根據(jù)公式HF=3.14/4DO2？酌HO，其中計(jì)算參數(shù)取值情況為：DO（頂管外直徑）1.632m、？酌（土濕潤(rùn)度）18KN/m3、HO（掘進(jìn)厚度）12m，經(jīng)計(jì)算，得出頂管機(jī)的迎阻壓力NF為463Kn；其次是根據(jù)公式F總=DOLfk+NF+F側(cè)，其中計(jì)算參數(shù)DO（頂管外直徑）1.632m、L（頂管設(shè)計(jì)頂進(jìn)長(zhǎng)度）245m、fK（單位面積的頂管外壁與土的平均阻力）3.0KN/m2、NF（頂管機(jī)迎阻壓力）463Kn、F側(cè)曲線頂管側(cè)向力0，計(jì)算出頂管總頂力F總423.1T。

（2）DN1000鋼管頂力。計(jì)算方法與DN1600鋼管的頂力計(jì)算一致，按照計(jì)算參數(shù)DO1.028m、？酌18KN/m3、HO12m、L245m、fK3.0KN/m2，分別計(jì)算出頂管機(jī)的迎阻壓力NF和頂管總頂力F總為179KN、251.1T。

2.3 施工流程

在計(jì)算頂管施工各段鋼管頂力的基礎(chǔ)上，工程需要做好充分的出洞準(zhǔn)備工作，并合理布置進(jìn)洞和出洞的止水裝置，以便正常的頂進(jìn)施工。

（1）出洞前準(zhǔn)備。出洞前，需要選擇在動(dòng)力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、中繼間等功能均正常的頂管機(jī)，其中動(dòng)力系統(tǒng)，在設(shè)備到位后，選用強(qiáng)度和剛度均符合要求的基坑導(dǎo)軌，然后安裝頂管鋼后靠、起重系統(tǒng)和工作平臺(tái)。

（2）進(jìn)出洞止水裝置的布置。具體的做法是將鋼板預(yù)埋在工作井和接收井的洞口位置，并安裝橡膠止水裝置，以控制在頂進(jìn)施工時(shí)洞口水土的流失，同時(shí)還要做好應(yīng)對(duì)明水干擾等準(zhǔn)備工作。

（3）正常頂進(jìn)施工。首先是在鑿除洞口砼之前，需要分別在洞口底部、洞口兩腰、洞口中心幾個(gè)部位鑿出合適大小的洞口，觀察結(jié)構(gòu)層、洞口等位置是否漏水和漏泥，如果發(fā)現(xiàn)漏水和漏泥，則需要將樣洞封住，在處理井壁外側(cè)的土體后，再鑿除洞口的封門。其次是打開洞門之后，將頂進(jìn)機(jī)的機(jī)頭頂入洞口，直至油缸到位，才可以將泥水管和電纜拆除，并檢查液壓、照明、壓力表、通風(fēng)、電氣、測(cè)量、通信和電氣等裝置是否正常，可通過聯(lián)動(dòng)測(cè)試，全方位檢查是否存在故障。再次是根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)，在頂進(jìn)施工時(shí)控制好正面圖壓力，并通過聯(lián)機(jī)測(cè)試、頂進(jìn)測(cè)量等方式，準(zhǔn)確把握頂進(jìn)的方向和時(shí)機(jī)，避免異常沉降情況的出現(xiàn)，其中機(jī)頭刀盤、排泥泵、進(jìn)水泵、主頂千斤頂、吊機(jī)等的控制，均為頂進(jìn)施工的技術(shù)關(guān)鍵。

（4）進(jìn)洞收尾工作，一方面是糾正進(jìn)洞軸線、標(biāo)高等的偏差，可以50m作為單位測(cè)量距離，并在頂管機(jī)接近接收井時(shí)，再打開收井的洞門，另一方面是在進(jìn)入接收井后，將管道吊出，再利用柔性材料進(jìn)行封堵。

2.4 頂進(jìn)施工監(jiān)測(cè)

在頂進(jìn)施工前后，需要委托安全檢測(cè)部門監(jiān)測(cè)施工現(xiàn)場(chǎng)，以準(zhǔn)確指導(dǎo)頂管施工的開展。首先是在頂進(jìn)施工前，測(cè)量出地下管線和地上建筑物的情況，尤其是地上建筑物，需要確定具體的標(biāo)高和位置，以便采取合適的保護(hù)準(zhǔn)備措施，預(yù)防頂進(jìn)施工時(shí)候發(fā)生突發(fā)事故。其次是測(cè)點(diǎn)的布置，以5m作為單位距離，將沉降控制樁布置在軸線上面，并進(jìn)行合理編號(hào)，頂管時(shí)還需要委派專人定時(shí)測(cè)量沉降，以準(zhǔn)確得出推進(jìn)速度、出土率、補(bǔ)漿頻率等，同時(shí)通過橫斷面的觀測(cè)點(diǎn)，指導(dǎo)頂管的有效推進(jìn)。再次是監(jiān)測(cè)時(shí)間的把握，借助水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀，在頂進(jìn)前、進(jìn)洞時(shí)、機(jī)頭通過后、頂進(jìn)后1-3日、頂進(jìn)后7-10日，觀測(cè)路面的位移和沉降情況，并記錄好樁頂原始標(biāo)高、地面隆陷情況、沉降值、沉降速率等。最后是布置沉降觀測(cè)點(diǎn)，為了提高觀測(cè)時(shí)的安全系數(shù)，沉降觀測(cè)點(diǎn)通常設(shè)置在硬路面上，以鉆孔的方式和圓鋼插入的方式，穩(wěn)固在原土層50cm以內(nèi)，再利用細(xì)砂填實(shí)，而后則以分別以0.5h和6h作為單位時(shí)間，在頂管穿越構(gòu)筑物和頂管結(jié)束后，對(duì)路面的沉降進(jìn)行測(cè)量。除此之外，工程在以人工記錄方式采集數(shù)據(jù)資料后，還需要借助軟件處理數(shù)據(jù)，以及做好測(cè)量?jī)x器檢查、模型誤差糾正等工作。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過以上案例工程大口徑給水管頂進(jìn)施工技術(shù)的應(yīng)用探討，發(fā)現(xiàn)頂進(jìn)管道的向前推移，測(cè)站的坐標(biāo)也隨著改變，從而影響頂進(jìn)時(shí)管內(nèi)和管外的有效通視，以及受到管道口徑的影響，在具有壓縮性和低強(qiáng)度的土層中推進(jìn)，流動(dòng)的淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土?xí)T發(fā)管道的偏移，因此文章提出了施工平面布置、頂力計(jì)算、施工流程控制、頂進(jìn)監(jiān)測(cè)等一系列的建議，基本解決了頂進(jìn)施工存在的問題。至于文章技術(shù)建議的實(shí)踐應(yīng)用，筆者建議在具體工程實(shí)際施工過程中，結(jié)合工程的實(shí)際條件和實(shí)際需求，合理應(yīng)用以上的技術(shù)，必要時(shí)可對(duì)關(guān)鍵技術(shù)的細(xì)節(jié)內(nèi)容進(jìn)行合理調(diào)整。

參考文獻(xiàn)

[1]曾一堅(jiān).惠安城南水廠原水輸水管道工程機(jī)械頂管施工方案措施淺析[J].福建建材，2013（10）：68-70.

[2]葉琴.市政基礎(chǔ)設(shè)施地下給排水管道頂管施工技術(shù)研究[J].科協(xié)論壇，2013.

[3]翁曉博，張金海.杭州市艮山東路雨污水管改建工程頂管施工技術(shù)探討[J].中國(guó)水運(yùn)，2013.

[4]張曉巖.淺析給水管道施工中的頂管技術(shù)[J].民營(yíng)科技，2013（10）：184.