工程顶管方案的选择及工艺关键技术分析

工程顶管方案的选择及工艺关键技术分析

袁安江

十一冶建设集团有限责任公司广西柳州545007

摘要：随着社会经济的不断发展以及城市化进程的不断加快，我国建筑行业取得了不俗的成就。众所周知，建筑工程包含大量分项工程，顶管工程就是其中之一。顶管工程作为整个建筑工程的基础之一，其在确保建筑整体稳定性与安全性方面发挥着至关重要的作用。因此，施工单位需要结合实际状况，合理选用正确的施工技术，以提高顶管工程施工的质量，从而提高整个建筑工程的施工质量。基于此，本文笔者结合实际工作经验，以实际工程为例，工程顶管方案的选择及工艺关键技术展开详细论述，望借此给予实际工作一定的参考。

关键词：顶管施工；；关键技术方案；选择分析

1.引言

本工程为路网工程所在的红卫片区排污主管，设计起点位于经五路与迎宾路相交路口，与经五路污水管相接，终点为滨江路与规划道路相交路口，接至原有市政污水管网，最终排至污水处理厂。管线布置基本同道路走向，沿途与4条规划道路相交，附近地块的雨污水均散排至周边农田和水域。本项目设计管径为d1200,特级钢筋混凝土管，管道总长1114米。管道接口形式为钢承口橡胶圈接口。本工程工作井、接收井各10座，均采用逆作法施工，后砌检查井。工作井为单向顶进，设计井径5m，护壁厚度0.5m。接收井兼做检查井，设计直径3m，护壁厚度0.3m。顶管允许顶力为3715.1KN，顶程≤70.2m，全程采用注浆工艺顶进，管壁与土层的单位面积摩擦阻力f≤6KN/㎡。污水管埋设深度为5米至13.59米，最长顶管施工段为W9-W10段，长度为70.2米；最短顶管施工段为W19-W20段，长度为43.12米；顶管完成后，应向管壁周围注入水泥砂浆。

2施工关键技术方案分析

2.1管道顶进前的准备工作

⑴对所有施工设备进行全面质量检验，同时确保其能够正常运行。

⑵吊管到位之前必须组织专业对管材实施全面的质量检测，同时进行记录；只有检测合格之后才可以下管，顶管的管道普遍采用特级钢筋承口混凝土管，管道的长度通常为2米。

⑶第一节管道在导轨的高程、坡度以及中心线必须满足导轨设备安装的相关规定要求。

2.2挖运土与吊管

2.2.1挖土

就当前实际状况而言，顶管挖土掘进主要是通过人工挖土的方式进行的，因此为了保证施工过程的人身安全，必须要完善管内的通风工作。针对工作面挖土操作而言，其要点主要包括：

⑴对开挖范围进行严格控制，管端上方可以预留不超过1.5厘米的空隙，尤其是管底土基的135°范围内严禁出现超挖的状况。不仅如此，还必须确保管底壁和土基表面具有较高吻合度，允许预留出厚度为1厘米的土层，并在后续管道顶进期间切除。这样就能够最大限度规避管端下沉现象的出现。

⑵正式开始人工挖土之前，施工人员首先需要把刃口部分插入到附近土体中，一般都是按照自上而下分层开挖的挖土程序进行，并做好必要的防护措施，避免出现正面塌方事故。若挖土期间遭遇地下障碍物，则需要在保证自身安全的基础上，先将障碍物清除，再进行顶进。而若是遭遇顶力突增这类紧急情况时，则必须立即停止顶进，全部施工人员都需要撤离施工现象，分析原因后采取针对性的解决措施，才可继续施工。挖土过程中不能对管底下部的地基土带来影响。

⑶挖土的土体必须及时排出到管道之外。

⑷土体开挖需要与管道顶进操作相互配合，并对开挖的深度与范围进行及时监测，从而确保顶力始终保持在规定范围之内。

⑸开挖期间如遇中等风化岩，不能进行人工开挖的时候，可以使用风镐对岩石进行破碎，并运输到洞外，也可以使用水钻取芯施工技术落实开挖作业。

2.2.2运土

从工作面挖出的土，可以借助工作坑垂直运输或者管道内水平运输的方式运送到地面上。其中，对于管道内水平运输而言，通常是借助自制小四轮拖车完成运土作业，或者使用卷扬托运与人工拖拉的方式。小车中的土方装入料斗后，在吊车的帮助下运输出工作井，并堆放到指定的存放地点，最终由自卸货车运输到指定的土场。

2.2.3吊管

结合施工现场实际状况，通过吊车并辅以人工的方式，将管道下放到位；下管过程中，严禁工作坑中站立工作人员。管道两端都需要使用尼龙绳进行固定牢固，再使用16吨的汽车吊将其吊装到工作井中，起吊管节的过程中需要始终保持水平状态，起吊的速度过快过慢都不行，必须保持稳定性，施工人员可以使用麻绳进行牵引，从而保证管节不会出现来回晃动的现象。不仅如此，管节下吊的速度也需要保持均匀，遵循低速轻放的原则。如果管节与导轨之间的距离低于50厘米时，施工人员就需要开展近前作业。管节即将到达井底时，施工人员需要用手扶住混凝土管，确保其平稳摆放到制定导轨上。

2.3顶进作业

⑴管道顶进施工作业需要遵循“随挖随顶、先挖后顶”的基本原则，保持不间断作业，提高施工作业的连续性。顶进的初期阶段，需要低速顶进；当与土接触部分达到一定的密合程度后，再按照正常速度进行顶进，单次顶进长度不得超过20厘米。顶进工作面需要使用随挖随顶的方式，如前文所述，管道下部135°范围内严禁出现超挖现象。

⑵一节套管顶进完成之后，需要将千斤顶进行回缩，并将通风管路与电路全部拆开；在吊入下一节管节，先进行调直对中，后将接头安装好，接着安装回各顶铁，连接管线与电路，打开油泵，及时进行纠偏与测量，落实顶铁顶进，直到导轨可以安装一节混凝土管为止，不断重复此操作流程。

⑶顶管施工作业技术之后，去呗钢筋混凝土管露出坑壁的距离不超过0.5米，同时需要对露出的部分加设混凝土支墩。

⑷在整个顶进期间，任何工作人员都不得出现在顶铁上方与侧面，同时应当监测顶进的实施变化。若是顶铁出现扭曲或者错位等状况，则一定要及时采取解决措施，以避免出现崩铁的状况。除此之外，顶管过程中，为了降低阻力，还可以在管节的四周加注触变泥浆。

2.4顶铁安装方案

⑴分块拼装式顶铁需要具备较高的刚度。⑵顶铁需要采取型钢进行焊接，保持焊缝低于表面，同时严禁出现脱焊的状况。⑶顶铁的相邻面需要保持相互垂直。⑷相同规格的顶铁也需要保持一样的尺寸。⑸顶铁必须配备相应的锁定装置。⑹顶铁单块放置过程中必须保持足够的稳定性。⑺安装完成的顶铁轴线不仅需要和管道轴线保持对称，也需要保持平行，同时顶铁与导轨以及顶铁与顶铁之间的接触面严禁出现油污或者泥土等异物。⑻顶铁更换的过程中，需要先更换长度较大的顶铁。⑼顶铁的允许连接长度必须结合顶铁的截面尺寸进行确定。⑽顶铁与管口之间需要加设缓冲材料衬垫，若是顶力与管节材料的允许抗压强度接近时，则需要在管端处增设环形顶铁或者U形顶铁。⑾顶进过程中，施工人员严禁出现在顶铁侧面与上方区域，同时需要对顶铁是否出现异常状况进行及时监测。

2.5管道接口

本工程所用钢筋混凝土管接口主要以钢承口接口为主。因此，混凝土管需要平放在施工场地，并将管壁存在的杂物全部清除，管道吊装到位后，管道接口的处理极其重要，能够直接影响到整个顶管过程中。若是处理不当，则极易引发渗漏的状况，从而影响到整个管线的施工质量。基于此，在实际施工过程中，必须完善以下几个方面：⑴吊管过程中需要借助吊带完成吊管作业，严禁从管中进行穿吊，从而对管道承插口带来损坏。⑵下管之前需要先把承插口处存在的泥土、石子等杂物全部清除，并在插口上认真贴好胶圈，同时将传力木垫板粘贴完善。⑶下管过程中必须保持轻放，并匀速缓慢顶进，承插口对接完成再实施顶进。⑷接缝嵌填过程中，需要将每个接口的杂物与泥土全部清除干净，在保证整段管道不存在渗水现象的基础上，采取双组分聚硫密封膏对管节接缝实施嵌填，并保持接口平整。

3结束语

综上所述，顶管工程施工能够直接影响到整个建筑工程后续施工连续性。因此，施工单位需要高度重视关键施工技术与方案的应用。

参考文献

[1]朱克景.顶管技术在工程中的应用[J].安徽建筑,2019,26(03):36-37+55.

[2]张立新.长距离顶管中的干泥泵送施工技术研究[J].建筑施工,2019,41(03):505-507.

作者简介：袁安江（1964-），男，专科学历，助理工程师职称，主要从事工民建专业施工管理。