浅谈市政地下工程的顶管施工

浅谈市政地下工程的顶管施工

胡波

胡波（黑龙江省宝清县城镇建设管理处)

摘要：地下顶管施工可以不必进行大规模的开挖，显出其独特的优势，但在顶管施工中有些问题应引起足够的重视。

关键词：市政地下工程顶管施工

引言

随着城市建设步伐的加快，市政道路改造也在紧张的进行，涉及的管线也错综复杂，一些重要街路和地段无法采取开挖埋设的方法。地下顶管施工是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术，可以不必进行大规模的开挖，显出其独特的优势，但在顶管施工中有些问题应引起足够的重视。下面以某工程为例来简述之。

1顶管的前提条件和应注意的问题

1.1顶管施工时必须具备的条件①临时施工便道同志作业现场；顶管工作井施工完毕；顶管设备进场、安装完毕。②根据工程现场地质情况，该工程的顶管基本工艺宜为：采用泥水顶管推进机进行顶管施工，管外壁注触变泥浆及管外壁涂石蜡的减阻措施。

1.2施工中应注意的问题①施工排水每个顶管工作井周围要在顶面设砖围墙，以防止雨水和泥水冲入。②小车轨道安装小车轨道是顶管开始时保证管子中心位置和标高准确性的关键装置，必须严格按照规范要求找正顶进的方向和标高，轨道与井底的预埋件要焊牢，以防止顶进过程中出现松动变形。③顶进设备和运输设备必须按照设计要求选择合理的顶进设备。针对工程量和工期特点，某工程投入一套顶管设备，每套设备配备6台L=700毫米行程的300吨液压千斤顶及相应的油泵和管路，顶管工作井垂直运输及短距离水平运输，采用Φ400钢管支撑和Φ800钢管I32Aa工字钢轨道，而成的四角龙门桁吊。龙门桁吊上设G=16吨电动葫芦。④管材选用:管材采用DN2000钢筋混凝土顶管专用管材，管自重12吨/根，长度3米/根。在使用前必须对管材进行检查。管材的类型必须与图纸相符，不可错用。对管道进行排管，拟出一份排管图并在管身上编号以免用错。

2触变泥浆系统

2.1准备工作：①设置临时水准点，确定好中线位置。②液压系统和顶进系统试运行。③靠背是否牢固。④泥浆系统，膨闰土准备一个井段的使用量，搅拌机、压浆机、管路和阀门等配备齐全，试运行正常。⑤发电照明设备齐全并有备用。

2.2顶进：

2.2.1本工程采用泥水顶管推进机1套。

泥水顶管推进机的各项性能指标：

内径：DN2000；外径：DN2480

切削刀盘驱动马达功率：22KW×4P×ZNO；

切削刀盘转速：1.3rpm；

切削刀盘转矩：262.2tf·m；

切削刀盘允许平衡土压：137kpa；

纠偏千斤顶:4×12吨；

液压驱动马达:5.5KW×4P×1No；

进排泥管道管径：DN150mm；

顶进速度：2—3节/天。

2.2.2当顶管机头顶进接收井时，应立即凿开井内管口砖墙，使机头慢慢进入接收井。

2.2.3整个顶管过程中要做到勤测量、勤校正、缓慢纠偏。正常顶进时每顶进一米即测一次；测量记录要及时、准确。

2.2.4顶管外径DH=2.48米，泥浆环厚度为：δ=20毫米。为了使膨润土充分分散，泥浆拌和后停滞时间在12小时以上。

泥浆池容积：V=π×D×δ×L×2

=3.14×2.68×0.02×4.5×2

=1.49（m3）

L—12小时顶进长度。

设3立方米储泥池2×3个，以备周转使用。

2.3泥浆配制膨润土运到现场后要分批测得膨润土的胶质价，然后按下表配制泥浆。

2.4加浆设备：①采用BW250/50型注浆泵，压力为30～50公斤/cm2。排量:150～250升/分。②灌浆时，压力控制在2公斤/cm2(0.2MPa)左右。③每次顶进时要先开泵对前封闭和补浆孔压浆，以形成很好的泥浆环。下管前应水后加浆阀门方可拆加浆管，以防止泥浆倒流。④灌浆的正确方向是与顶管顶进方向相同。安装管道时，应注意管道上注浆管孔的方向与顶进方向相同。

3顶管工艺流程图

4顶进施工

4.1应注意的问题①由于顶进距离较长，为防止因阻力过大而损坏管口，应采取有效的减阻措施。②泥浆系统由泥浆搅拌机、泥浆泵、输浆主管（DN50）、输浆分管（DN25）、注浆孔和注浆管组成。③当泥浆经注浆管注入预应力钢筋混凝土管外壁与土壤之间后，即在管外壁四周形成个完整、连续的泥浆外套，从而起到减阻的作用。

为防止触变泥浆被吸收或硬化，而造成顶管阻力增加，每次顶管时间间隔不得超过12小时。

4.2顶进准备工作

4.2.1稳导轨①导轨38千克/米钢轨，导轨间距：B=1540毫米。工作井底板混凝土上预埋钢板，采用§=16mm钢板，间距为500毫米，与钢轨焊接。打掉工作井管口临时封口。②安装顶进设备。③检查所有管子型号是否正确，外观有无裂缝，检查合格后方可使用。

4.2.2前封闭及第一节管顶进前封闭及第一节顶管由电动葫芦吊至导轨上组装，组装后不加泥浆顶进。当前封闭管全部出顶管坑后安装后封闭密封圈；当顶进到第一节管脱离轨道500毫米时，向第一节管管底注入1：1早强水泥砂浆；填充前封闭与混凝土管管径之差值以防管子出顶坑后跳坑，然后注入触变泥浆。

4.3顶进：①为防止混凝土管在顶进过程中出现错口，前10节管加工具涨圈。当顶力大于550KN时，后下的管也要使用工具以防管口压坏。②顶进时昼夜三班不间断施工，以防止因中途停置而增大压力，造成顶进困难。

5其他应注意的问题

5.1顶进纠偏①顶进过程中的中心线和高程偏差，自动显示在控制室的控制屏幕上。根据其偏差情况调整顶管机头的纠偏角度。②顶进过程中出现中心偏△H=30毫米或高程△H=20毫米及有偏差趋势时应考虑纠偏。纠偏用顶管机头的纠偏千斤顶高速正机头与管中心线偏角达到纠偏目的。纠偏时应每顶进200—300毫米测量一次，并注意管子前进的趋势，严防纠偏过急。

5.2泥浆补浆①顶管施工完成后立即进行泥浆补浆。②补浆的浆液采用泥浆浆液。加浆设备用隔膜泵，加浆压力控制在0.2—0.3Mpa。③置换时按照由后向前压注泥浆。

5.3管口处理①全部换浆工作完成后，打管口缝。②管口可用水泥砂浆填缝。

5.4施工检验标准①顶管允许偏差（按设计图纸的要求）；②管内底高程：+200～-200毫米；③中心线位移：+200～-200毫米；④相邻管节接口错位：10毫米；⑤DN200钢筋砼管闭水试验允许渗水量；⑥179米3/24小时×公里（即2.9升/小时×米）。

5.5顶管测量①顶管高程测量是用测量蔡司水准仪，其测量结果自动显示在控制室的控制屏幕上。在正常情况下每顶进500—1000毫米测量一次；在顶进第一节管和纠偏时每顶进200—300毫米测量一次，以便及时掌握纠偏情况，及时调整顶管机头千斤顶的调偏角度。②中心测量。中心测量采用红外线测量控制仪，其测量结果自动显示在控制室的控制屏幕上。根据偏差情况及时调整顶管机头号的调偏角度。

6结论

总之，顶管工程必须做到五勤，即：勤顶进、勤控制、勤注浆、勤测量、勤纠偏。它彻底解决了管道埋设施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等难题，在稳定土层和环境保护方面凸显其优势。这对交通繁忙、人口密集、地面建筑物众多、地下管线复杂的城市是非常重要的，它将为城市创造一个洁净、舒适和美好的环境。

参考文献：

[1]葛金科，沈水龙，许烨霜.现代顶管施工技术及工程实例[D].中国建筑工业出版社，2009.10

[2]张晓红，卢跃.钢管顶管工程施工质量控制.各界科技与教育[J].2008.2.