王興才

（甘肅水利機(jī)械化工程有限責(zé)任公司，甘肅蘭州730000）

頂管施工技術(shù)是21世紀(jì)新發(fā)展起來的一種比較高效和便捷的管道施工的方法。這種施工工藝的優(yōu)點(diǎn)為減少開挖地面對公路、鐵道以及地下和地上建筑物的破壞。作為一種高效的施工工藝，在工程項(xiàng)目中得到快速推廣，同時該施工方法在農(nóng)村安全飲水工程項(xiàng)目中也被廣泛應(yīng)用。

1 工程概況

本工程為寧東二期農(nóng)村安全飲水工程配水管網(wǎng)工程，包括A2—臨河、臨河—煤化工聯(lián)通管道安裝工程。其中，臨河—煤化工聯(lián)通管道輸水管線穿越高速公路與輔道，穿越距離約170 m，為保證路面完好，依據(jù)實(shí)際地質(zhì)和公路段情況，此段設(shè)計(jì)采用DN1 600三級鋼筋混凝土頂管。

由甲方提供地質(zhì)勘查報(bào)告可知，作業(yè)面土質(zhì)均為硬質(zhì)泥巖，為了不影響工程的正常運(yùn)行，保證工期和路面的完好無損，依據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況和甲方提供的公路段，采用在公路的一邊采用機(jī)械挖土，人工掘進(jìn)頂進(jìn)鋼筋混凝土DN1600套管的方法進(jìn)行施工。

2 頂管施工工藝

2.1 基本工作原理

頂管的工作原理是利用中繼室的推力，再通過人工開挖，將工具管或掘進(jìn)機(jī)后面的管道按設(shè)計(jì)路線埋在兩口井之間，實(shí)現(xiàn)地下不開挖而可以布設(shè)施工管道的施工方法。

2.2 工藝流程

測量放樣→工作坑開挖→混凝土后座墻→安裝導(dǎo)軌→主頂設(shè)備安裝→頂進(jìn)→檢測控制。

2.3 測量放樣

依據(jù)甲方所移交的施工要求及公路兩側(cè)的控制點(diǎn)，在工作坑前后定立中線及高程控制樁，使前后2個木樁通視，然后依據(jù)中線控制樁定出工作坑的開挖邊界，同時根據(jù)施工需要，設(shè)2～3個水準(zhǔn)控制點(diǎn)，并加以保護(hù)。

2.4 工作坑的開挖

項(xiàng)目工程中的工作坑大致可分為圓形和矩形，其中在農(nóng)村安全飲水工程應(yīng)用中最常見的是矩形工作坑，故本工程選擇矩形工作坑。

2.4.1 工作坑尺寸 工作坑的底部尺寸應(yīng)滿足下列公式要求：

式中，B為工作坑的底寬，m；D1為管道外徑，m；S為操作寬度，可取2.4～3.2 m；L為工作坑的底部長度，m；L1為頂管掘進(jìn)機(jī)長度，采用第一節(jié)管作為掘進(jìn)機(jī)時，對于鋼筋混凝土管，不宜小于0.3 m；L2為管節(jié)長度，m；L3為輸土工作間長度，m；L4為千金頂長度，m；L5為后座墻厚度，m。

根據(jù)以上公式，本工程工作坑底部尺寸確定為B=5 m，L=7 m。

2.4.2 工作坑開挖 工作坑開挖采用液壓挖掘機(jī)配合人工開挖并修整邊坡，挖出的土方，必須采用自卸車外運(yùn)，不允許在基坑周圍堆載。特別當(dāng)采用人工修挖坑底時，開挖剩余深度保持在20～30 cm，以保證坑底擾動小且平整，必要時依據(jù)地質(zhì)情況做好坑壁坡度的臨時支護(hù)，保證工作坑內(nèi)的安全施工。

2.4.3 后座墻 后座墻亦可稱為后座、后背墻等，該結(jié)構(gòu)可以緩沖千斤頂?shù)膲毫Γ榍Ы镯斕峁┓醋饔昧ΑＦ浣Y(jié)構(gòu)形式一般分為整體式和裝配式2類，在本工程施工中，選用80 cm現(xiàn)澆C30鋼筋混凝土整體式后座墻，保證了后座墻的穩(wěn)定性，且滿足工程強(qiáng)度和剛度的要求，能夠承受主頂工作站千斤頂?shù)淖畲蠓醋饔昧Χ恢缕茐?。為避免偏心受力的產(chǎn)生和工程質(zhì)量及安全事故，應(yīng)將后坐墻表面修建平直，其強(qiáng)度達(dá)到80%以上時才可以進(jìn)行頂進(jìn)施工。

2.5 主頂設(shè)備的安裝

2.5.1 千斤頂 千斤頂是掘進(jìn)頂管的主要設(shè)備，安裝于頂管工作坑內(nèi)，用于向土中頂進(jìn)管道，本工程屬于長距離頂管，根據(jù)相關(guān)資料，本工程項(xiàng)目可以采用500 t液壓型千斤頂。

2.5.2 千斤頂高程、平面位置的確定 千斤頂在地下工作坑內(nèi)的具體布置形式可用并列或?qū)ΨQ的方式布置，采用頂力合力與管壁反力在同一軸線上的方法，可以在工程中避免頂管偏差。

2.5.3 注意事項(xiàng) 千斤頂?shù)氖褂脡毫妥畲笮谐虘?yīng)嚴(yán)格按照其設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)使用，且不得超過工作壓力和油缸行程規(guī)定額度。

2.6 頂鐵的安裝

2.6.1 安裝 安裝頂鐵應(yīng)無歪斜、扭曲現(xiàn)象，必須安裝直順，頂鐵軸線應(yīng)與管道軸線平行、對稱。

2.6.2 數(shù)量 當(dāng)加放頂鐵時，頂鐵長度可適度延長，這樣可以減少頂鐵的數(shù)量。

2.6.3 注意事項(xiàng) 工程施工時，當(dāng)千斤頂在頂進(jìn)管道中心時，不得站在頂鐵的頂部或者側(cè)面，而且要隨時注意頂鐵的任何變形，防止頂鐵坍塌造成事故。

2.7 注漿減阻

注漿減阻是頂管中非常重要的一個環(huán)節(jié)，尤其在本工程170 m的長距離頂管中，是頂管貫通與否的一個關(guān)鍵性因素。長距離的頂管施工技術(shù)必須有相應(yīng)的保障以及防護(hù)安全措施，還要通過注漿技術(shù)來減小工程施工管道與土壤之間的摩擦阻力，才能保證完成長距離頂管施工。相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，注漿技術(shù)大大增強(qiáng)了潤滑減阻的能力。

由于本頂管長170 m，為了減小頂力，在頂進(jìn)作業(yè)完成70 m時，采用泥水注漿工藝，工具管后跟30節(jié)管帶注漿孔管節(jié)，每2節(jié)管設(shè)1個帶注漿孔管節(jié)。注漿材料為膨潤土、食用堿和纖維素，用60 kg/m2膨潤土、20 kg/m2食用堿、20 kg/m2纖維素和一定比例水進(jìn)行混合配置。

2.8 頂管的接收

為了完成頂管項(xiàng)目的接收，在基坑開挖完成后，對頂部管道和管道兩側(cè)的土體進(jìn)行加固，改善土體的抗剪強(qiáng)度，防止坍塌。

3 結(jié)束語

農(nóng)村安全飲水工程配水管網(wǎng)施工過程中DN1 600鋼筋混凝土管一次頂進(jìn)距離170 m，采用注漿減阻工藝，沒有啟動中繼間接力頂進(jìn)，貫通時軸線最大偏差＜5 cm，貫通誤差為右偏3 cm，上偏2 cm，本次頂管施工取得圓滿成功。