韋華軍

（廣西綠城水務(wù)股份有限公司 廣西南寧 530021）

頂管施工即非開(kāi)挖施工法，在管道埋設(shè)中不開(kāi)挖或少開(kāi)挖。工作坑中采用特定設(shè)備產(chǎn)生一定頂力，用于克服土壤和管道之間的摩擦力，按照設(shè)計(jì)要求將管道頂入到土中，然后將土方及時(shí)運(yùn)走。當(dāng)一節(jié)管道進(jìn)入到土層以后，對(duì)第二節(jié)進(jìn)行持續(xù)頂進(jìn)。原理為充分借助油缸和管道之間的推理，將掘進(jìn)機(jī)或者是工具管等從坑中穿過(guò)土層直到接收坑。目前，隨著市政設(shè)施的不斷完善，作為一種能最大限度降低影響、干擾和破壞的施工技術(shù)，頂管施工逐漸得到廣泛應(yīng)用。

1 工程概況

施工區(qū)域目前存在很多地下管線，相互交叉，污水管道難以開(kāi)挖施工；同時(shí)，范圍內(nèi)還設(shè)有大型購(gòu)物廣場(chǎng)和交叉路口，日常交通十分繁忙，車流與行人都巨大。綜合考慮以上實(shí)際情況，經(jīng)多方研究與討論，一致同意采取頂管施工技術(shù)，機(jī)械頂管，人工頂管管徑D2800，機(jī)械頂管管徑D2600～2000。采取頂管施工技術(shù)的起迄樁號(hào)為k9+500～k12+500，總長(zhǎng)為3000m。

2 頂管施工工藝

2.1 工作井設(shè)置

在設(shè)置工作井的過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格按照以下基本原則：①充分利用管線上已有工藝井；②保證排水、出土與日常運(yùn)輸?shù)谋憷?；③盡可能遠(yuǎn)離高壓線與居民區(qū)；④盡量避免與管線、樹(shù)木及構(gòu)筑物產(chǎn)生接觸；⑤設(shè)置工作井?dāng)?shù)量不能太多，用于降低成本，盡可能縮短工期[1]。

2.2 工作井施工

（1）工藝流程

工作井施工工藝流程如圖1所示。

圖1 工作井施工工藝流程圖

（2）施工測(cè)放與基坑開(kāi)挖

現(xiàn)場(chǎng)使用全站儀準(zhǔn)確放出工作井具體位置和沉井壁具體位置。使用反鏟挖機(jī)對(duì)基坑進(jìn)行開(kāi)挖，由人工進(jìn)行挖探管線予以配合。

（3）墊層鋪設(shè)

在刃腳部位進(jìn)行墊層的鋪設(shè)，鋪設(shè)材料為中粗砂，厚度按500mm控制，分層鋪設(shè)，每層鋪好后都要將其夯實(shí)，最后用水準(zhǔn)儀進(jìn)行找平。

（4）制作井壁

①井壁支模

在井壁支設(shè)的模板采用組合鋼模，腳手架需要和模板分離，各自形成一個(gè)系統(tǒng)，避免因下沉產(chǎn)生破壞。采用對(duì)拉螺栓對(duì)模板進(jìn)行加固，并加焊止水片。在施工縫處進(jìn)行鋼板的埋設(shè)，形成止水帶，支模時(shí)注意收口，不得出現(xiàn)上大下小。在沉井壁上設(shè)置預(yù)留洞，于制作過(guò)程中在洞口處埋設(shè)穿墻管，在管中埋好夯實(shí)以后的粘土。

②鋼筋綁扎

沉井段的水平鋼筋使用幫條進(jìn)行焊接，而豎向鋼筋則應(yīng)使用壓力焊進(jìn)行焊接，所有接頭都按照設(shè)計(jì)要求錯(cuò)開(kāi)，設(shè)置支撐，按照1.5m的間距進(jìn)行。在井壁中設(shè)置的插筋都要采取有效的加固措施。

③井壁澆筑

刃腳和筒身的澆筑必須分段進(jìn)行，保證對(duì)稱性、均勻性與連續(xù)性，防止地基不均勻沉降使沉井產(chǎn)生裂縫與傾斜。筒身完成澆筑后應(yīng)達(dá)到密實(shí)，表面光滑且平整。如果存在防水要求，則應(yīng)在穿螺栓孔的中間進(jìn)行止水環(huán)的加焊；水平施工縫部位的筒身需要設(shè)置鋼板止水帶，從筒壁上突出的部分，需要在拆模以后將其鏟平。

（5）沉井施工

①開(kāi)工前檢查結(jié)構(gòu)的外觀，確定混凝土強(qiáng)度與抗?jié)B等級(jí)，以勘測(cè)報(bào)告為依據(jù)對(duì)極限承載力等參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果作為判斷不同階段是否產(chǎn)生突然沉降等現(xiàn)象的依據(jù)。

②施工前應(yīng)在分區(qū)分組的基礎(chǔ)上依次拆除磚墊座與承墊木，抽出墊木以后，用砂礫、砂石及卵石等材料進(jìn)行充填。

③施工采用排水下沉的方法，在機(jī)械開(kāi)挖的基礎(chǔ)上輔以人工配合，采用卷?yè)P(yáng)機(jī)進(jìn)行吊運(yùn)施工，開(kāi)挖產(chǎn)生的土用載運(yùn)汽車將其運(yùn)輸?shù)皆O(shè)計(jì)指定的地點(diǎn)[2]。

④對(duì)于小型沉井，開(kāi)挖時(shí)采用人工，也可采用風(fēng)動(dòng)工具；對(duì)于大型沉井，在井中采用反鏟機(jī)進(jìn)行開(kāi)挖。開(kāi)挖應(yīng)分層且對(duì)稱，從沉井的中間不斷向四周進(jìn)行，層高按0.4～0.5m控制，在刃腳的周圍應(yīng)留設(shè)一定寬度的土堤，再沿刃腳的方向進(jìn)行土層切削，一次切削5～10cm，如果土層在切削后產(chǎn)生破裂，則應(yīng)在自重下進(jìn)行擠土，避免發(fā)生傾斜。

⑤施工采用排水的方法進(jìn)行。管壁不斷下沉?xí)r，處在外側(cè)的土?xí)a(chǎn)生下陷，和筒壁之間產(chǎn)生空襲和，通常在筒壁的外側(cè)進(jìn)行填砂，高度要達(dá)到30cm以上，用于降低摩阻力，同時(shí)減輕清淤壓力。

（6）沉井封底

①下沉到要求的標(biāo)高，且2～3d不再發(fā)生下沉后，開(kāi)始封底。

②封底之前，對(duì)接觸表面進(jìn)行清洗與打毛，將井底修整成鍋底的形狀，從刃腳不斷向中心進(jìn)行開(kāi)挖，用卵石進(jìn)行充填。

③澆筑需要在沉井上分層連續(xù)進(jìn)行，從四周開(kāi)始不斷向中央澆筑，并在澆筑的同時(shí)使用振搗器進(jìn)行振搗，如果井中存在隔墻，則應(yīng)在對(duì)稱的基礎(chǔ)上進(jìn)行逐孔澆筑。

④澆筑完成后立即養(yǎng)生，待實(shí)際強(qiáng)度達(dá)到要求后，開(kāi)始封堵。

2.3 頂管施工

（1）施工準(zhǔn)備與施工方法

開(kāi)工前仔細(xì)掌握?qǐng)D紙，再對(duì)頂管軸線實(shí)施定位，進(jìn)行工作坑放樣與高程的準(zhǔn)確測(cè)量。以已經(jīng)完成施放的軸線和平面位置為依據(jù)，進(jìn)行導(dǎo)軌的預(yù)埋，兩條導(dǎo)軌之間的距離按0.7m控制。完成對(duì)軌道的安裝之后，對(duì)設(shè)備進(jìn)行安裝調(diào)試，并于沉井上進(jìn)行各類設(shè)備的安裝施工。在混凝土底板實(shí)際強(qiáng)度滿足要求后，正式開(kāi)始頂管。

（2）管道頂進(jìn)

開(kāi)挖采用人工完成，而頂管則主要采用機(jī)械進(jìn)行，對(duì)第一節(jié)頂管進(jìn)行安放時(shí)，需要對(duì)管道的軸線及高程進(jìn)行認(rèn)真復(fù)核，確認(rèn)無(wú)誤后，開(kāi)始頂管。在不容易產(chǎn)生擾動(dòng)，且視線清晰的位置設(shè)置控制點(diǎn)，同時(shí)予以有效保護(hù)。

①頂管的工藝流程為：圍擋施工→人工開(kāi)挖→平臺(tái)搭設(shè)、起重設(shè)備就位、支架搭設(shè)→人工開(kāi)挖→頂管機(jī)械就位→頂管施工→井身砌筑→支撐拆除→管道清理和打口。

②施工測(cè)量：施工開(kāi)始前對(duì)管線情況進(jìn)行調(diào)查，確定并檢查管線所在位置和高程。現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量人員必須持證上崗，所設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)必須在閉合以后才可以使用。

③后背安裝：和墻壁緊貼，澆筑混凝土，澆筑完成后貼鋼板，平面和管道的中心線必須保持垂直。頂力設(shè)備采用油壓千斤頂，其行程應(yīng)達(dá)到700mm以上。以頂力為依據(jù)進(jìn)行計(jì)算，設(shè)置兩臺(tái)千斤頂，和管道的中心線呈對(duì)稱形式布置。施工過(guò)程中，頂力要控制在5000kN以內(nèi)。

④導(dǎo)軌安裝：導(dǎo)軌為140槽鋼，寬度根據(jù)頂管直徑確定，高程采用水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)設(shè)。導(dǎo)軌的底部與兩側(cè)均使用槽鋼進(jìn)行焊接加固。

⑤管前開(kāi)挖和頂進(jìn)施工

頂管偏差高程不能超過(guò)+1cm與-2cm，開(kāi)挖長(zhǎng)度通常為30cm，要控制在50cm以內(nèi)。頂管的上部可以超挖3cm，但管壁和土基面必須保持吻合。在工作坑中設(shè)置兩個(gè)可以校準(zhǔn)的中心點(diǎn)及水準(zhǔn)點(diǎn)，施工過(guò)程中要對(duì)其進(jìn)行妥善保護(hù)，避免發(fā)生碰撞。頂進(jìn)過(guò)程中應(yīng)連續(xù)施工，避免由于中途停止而增大摩擦力，導(dǎo)致頂進(jìn)無(wú)法進(jìn)行。如果遇到以下情況，必須停止頂進(jìn)，立即采取有效措施進(jìn)行處理，管道前方產(chǎn)生塌方；后背發(fā)生傾斜或產(chǎn)生嚴(yán)重的變形；頂鐵變形，出現(xiàn)很大的錯(cuò)位，而且無(wú)法進(jìn)行校正；頂力超過(guò)預(yù)計(jì)等[3]。

⑥清理收尾

在完成頂管之后，積極組織相關(guān)里相對(duì)管道進(jìn)行清理。將臨時(shí)設(shè)置的磚擋墻拆除，進(jìn)行流槽的澆筑與二次混凝土安裝蓋板，進(jìn)行土方回填，使地面恢復(fù)到自然的標(biāo)高。

⑦質(zhì)量要求

頂管時(shí)允許偏差按表1要求控制。頂管位置準(zhǔn)確，不偏移，管節(jié)沒(méi)有錯(cuò)口，底部設(shè)有一定坡度，沒(méi)有倒落水。接口環(huán)和灌縫正對(duì)，并和管外周緊貼，端部墊板設(shè)置牢固，無(wú)脫落。各段管節(jié)上沒(méi)有裂縫和滲水，且管道中沒(méi)有泥土與建筑垃圾。

表1 頂管允許偏差

3 結(jié)束語(yǔ)

截至目前，本工程頂管施工已順利完成，經(jīng)檢查，頂管施工質(zhì)量達(dá)到預(yù)期，說(shuō)明以上所用頂管施工技術(shù)合理可行，既能保證施工質(zhì)量，還能縮短工期，減少或避免對(duì)周圍其它管線及建筑造成的影響，符合在復(fù)雜市政環(huán)境下進(jìn)行污水管道施工的要求，具有良好的推廣與應(yīng)用價(jià)值。