柯慶忠

(福建省龍祥建設(shè)集團(tuán)有限公司，福建 福州 350300)

1 工程概況

項(xiàng)目位于廈門市同安區(qū)西柯街(414縣道與 G15沈海高速交叉口至西洲路段)。其中一段污水管道AK0+000～AK0+113.8采用頂管施工，全長(zhǎng)113.8 m，頂管井采用沉井工藝，接收井使用現(xiàn)狀西柯污水處理廠進(jìn)水井。管材采用頂管專用DN1000Ⅲ鋼筋混凝土管，管節(jié)標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度2.5 m，接口方式采用F型承插口。頂管采用泥水平衡法頂進(jìn)，埋深約8 m。

2 頂管施工技術(shù)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)

2.1 工作井與現(xiàn)狀進(jìn)水井口取孔及加固施工技術(shù)

工作井的位置地面地下管線較少且周邊無(wú)建筑物，井底深約9.5 m，因此本段采用排水下沉施工，井四周邊布設(shè)4口(D300 mm)降水井，同時(shí)在井內(nèi)布置集水井以降低地下水位。沉井下沉過(guò)程中采用對(duì)稱取土，每層厚度控制500 mm左右，下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高1 m左右時(shí)放慢取土，控制下沉速度，防止突沉和超沉。遇到下沉困難時(shí)采取壁外噴射高壓空氣措施以降低沉井下沉?xí)r的摩阻力，下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高后每小時(shí)觀察其穩(wěn)定性，在12 h內(nèi)自沉累計(jì)量不大于10 mm且地下水位低于井底大于1 m后，進(jìn)行干封底，并對(duì)井外壁進(jìn)行回填、灌砂密實(shí)并注漿。

AK0+113.8處利用現(xiàn)狀西柯污水處理廠進(jìn)水井做為該段頂管的接收井。

現(xiàn)狀進(jìn)水井的取孔方法：先采用金剛鉆取直徑為1 300 mm的圓孔，再采用人工鑿除方法擴(kuò)孔至直徑1 800 mm的圓孔，露出現(xiàn)狀進(jìn)水井側(cè)壁鋼筋，盡可能保證受力鋼筋無(wú)破壞，保持其余混凝土部分的完整性。

孔口加固方法：采用C50鋼筋混凝土環(huán)向加固側(cè)壁(預(yù)留直徑1 300 mm的圓孔)，新舊鋼筋采用焊接，并安裝穿墻套管。側(cè)壁內(nèi)部鑿毛，待頂管頂進(jìn)后澆C50添加部分微膨脹劑細(xì)石混凝土確保管道與井壁間的密實(shí)，縫隙采用油盤根進(jìn)行填塞。

2.2 頂力計(jì)算

主要依據(jù)《給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB 50268-2008)計(jì)算公式，管材參數(shù)按照《頂進(jìn)施工法用鋼筋混疑土排水管》(JC/T640-2010)的相關(guān)規(guī)定，結(jié)合本工程地質(zhì)勘察報(bào)告及設(shè)計(jì)要求，對(duì)該段頂管頂力進(jìn)行分析如下。

表1 頂管頂力分析表

通過(guò)計(jì)算出

頂進(jìn)阻力F1=πD1Lfk=3.14×1.20×113.8×5.00=2 143.99(kN)

迎面阻力Nf=π/4*Dg2YsHs=3.14/4×1.222×19.0×8.00=177.59(kN)

總頂力FO=F1+Nf=2143.99+177.59=2 321.58(kN)。

根據(jù)計(jì)算總頂力為2 321.58 kN，實(shí)際施工過(guò)程中選用油泵設(shè)備為2臺(tái)200噸的油泵未主頂油泵，油泵頂力控制在60%左右。

2.3 注漿減阻技術(shù)

頂管采用注漿方法使管壁周圍形成泥漿潤(rùn)滑套，降低頂管頂進(jìn)摩阻力，同時(shí)可以填補(bǔ)管道頂進(jìn)過(guò)程中與土體間的空隙，防止上層土體下沉。為保證頂進(jìn)過(guò)程順利進(jìn)行，注漿管每3節(jié)帶1節(jié)注漿管，注漿壓力、漿液黏度和用量需專業(yè)儀器、設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)密切觀測(cè)地面沉降量。頂管后對(duì)管外壁的泥漿采用水泥漿(水灰比1∶1)進(jìn)行置換。

2.4 頂管測(cè)量控制及糾偏方法

(1)頂管測(cè)量控制

頂管頂進(jìn)施工中，軸線、高程測(cè)量是保證施工質(zhì)量成敗的關(guān)鍵。始發(fā)前調(diào)整導(dǎo)軌軸線于已知軸線的豎直投影線重合， 再精調(diào)導(dǎo)軌的高程， 最后導(dǎo)

軌支撐至井壁上；正常段頂進(jìn)階段，每頂進(jìn)一節(jié)進(jìn)行一次軸線、高程測(cè)量，當(dāng)實(shí)測(cè)頂管軸線、高程偏差超過(guò)50 mm時(shí)，須增加軸線、高程測(cè)量頻率，確保施工質(zhì)量；臨近進(jìn)水井最后五節(jié)管道，每節(jié)管道進(jìn)行兩次軸線、高程測(cè)量，如有偏差及時(shí)進(jìn)行糾偏，確保管道順利進(jìn)入現(xiàn)狀進(jìn)水井。

(2)頂管糾偏方法

應(yīng)采取“勤測(cè)量、多微調(diào)”的操作方法，做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)誤差，即時(shí)加以校正，本段頂管糾偏采用小角度糾偏。

頂進(jìn)過(guò)程中，主要是主頂油缸方向控制，要嚴(yán)格控制推進(jìn)速度，同時(shí)不斷調(diào)整油缸編組和機(jī)頭糾偏。軸線糾偏，采用經(jīng)緯儀測(cè)量檢查，高程偏差采用水準(zhǔn)儀測(cè)量。

3 遇到問(wèn)題及處理措施

3.1 逆作法處理措施

在頂進(jìn)過(guò)程中，碰到兩根報(bào)廢的150平電力管線，機(jī)頭刀盤與管線纏繞一起既無(wú)法頂進(jìn)又無(wú)法取出。根據(jù)周邊環(huán)境，由于地面附近無(wú)其他障礙物，經(jīng)研究考慮采用逆作法從地面向下開(kāi)挖倒掛井。首先確定機(jī)頭與管線的具體位置，與機(jī)頭為中心點(diǎn)，孔徑為2 m，然后在地面放樣做倒掛井，挖到機(jī)頭與管線交界面，并采用手提式砂輪切割機(jī)切除管線。最后將倒掛井回填后，再進(jìn)行后續(xù)污水管道頂進(jìn)工作。

3.2 污水檢查井處理措施

本段設(shè)計(jì)路口處一座污水檢查井，由于該段路口存在高壓電纜、高壓燃?xì)夤?、污水管等管線與擬建污水管交叉，原設(shè)計(jì)采用15 m鋼板樁支護(hù)開(kāi)挖，對(duì)現(xiàn)狀管線及交通影響較大。因此，待頂管作業(yè)完成后采用騎馬井施工方法，開(kāi)挖至管頂適當(dāng)位置，騎馬井的井室和井筒采用人工挖孔樁的施工原理(挖孔然后澆筑鋼筋混凝土護(hù)壁)，參照《市政排水管道工程及附屬設(shè)施》(圖集號(hào)06 mS201)中檢查井井室的樣式進(jìn)行施工，施工完成后井壁間采用中粗砂回填至地面標(biāo)高。

4 結(jié) 語(yǔ)

頂管施工不破壞道路、減少交通干擾、方便居民生活、降低安全隱患，同時(shí)加快施工進(jìn)度，縮短工期。本文通過(guò)市政工程污水管道頂管施工案列，尤其在架空管線、高壓電纜、高危地下管網(wǎng)等，具有極大的優(yōu)越性。頂管施工過(guò)程中往往會(huì)碰到一些復(fù)雜的地質(zhì)情況，針對(duì)具體問(wèn)題應(yīng)具體分析。