浅谈市政项目顶管施工

浅谈市政项目顶管施工

贺开航

（绿椰建设工程集团有限公司  重庆两江新区 401122）

摘要：非开挖技术是近几年频繁使用的一个术语，是利用少开挖和不开挖技术来进行地下管线的铺设或更换。而顶管技术是非开挖技术重要的组成部分。由于该技术适用范围较广，故本文着重讨论顶管技术在技术和经济效益上的优点。

关键字：顶管 管网 施工

1、前言

城市建设中的管道种类有：给水、煤气、电力、通讯及雨污水管道。管道敷设方法有：开挖和非开挖两大类。由于环境限制无法开挖，解决这类问题主要有：顶管、定向钻、夯管、盾构等非开挖施工技术。有时地质成分复杂，或需要高精度、长距离、带水施工、经济等，夯管、定向转、盾构等不能适用，顶管就能解决这些难题，提供安全及经济的施工方法。

2、工程概况

悦水路位于重庆两江新区悦来新城“创艺城”片区，悦港大道北侧。该项目污水工程管道总长1220m，其中820m管道因地块排水高差较大，设计为预制顶管。顶管埋设深度为15-30m，采用DN1000的C50高强度混凝土管，钢承口接口，抗渗等级≥P8。

3、施工区域工程地质和水文地质情况

拟建场地地质条件复杂，施工前要掌握地质情况，选择科学经济的设备及方法，才能安全高效完成施工内容。

（1）工程地质

地勘资料表明：没有滑坡、崩塌、采空区、地面变形、断裂构造和明显的构造破碎带等不良地质。

（2）水文地质

表层地下水属潜水类型，主要由大气降水补给，以蒸发形式排泄，地下水位随季节的变化有所变化，一般年变幅在0.50~1.00m左右，水文地质条件较简单。

（3）水土腐蚀性评价

根据勘察报告显示，地基土对混凝土及混凝土中钢筋具有微腐蚀作用。

4、施工工艺

结合地质情况和管道埋深，顶管施工拟采用手掘式工具管顶管。顶管施工采用边掘进边顶进，对岩石拟采用水钻辅以风镐破碎人工凿石的方法。

（1）顶管井施工工艺流程

测量放样→桁车安装→竖井开挖→后背墙施工→设备安装→管道吊装→人工操作机械掘进、出土→开机顶进→测量控制及纠偏→管道安装→管道顶进→……顶进到位→出洞、拆除工具管→顶进结束→检查井施工及周边处理

（2）桁车安装及后背施工

桁车使用前做好承载力、安全性验算，须采用成套设备厂家产品，严格按照使用说明书施工桁车基础，使用前需进行验收，合格后方可使用。

后背墙作为管道顶进力的重要构件，必须严格按照设计图纸施工，做好相关构件强度检测，经验收后方可施工。

（3）顶管机下井

井下设备安装完后，将调试好的顶管机吊到工作井里置于涂有润滑油的导轨上准确定位。

井下设备和顶管机安装完毕后，启动油泵伸缩千斤顶，检查千斤顶与后背墙的吻合情况，查看分压环、顶管机、及出口器间的间隙等。然后进行调试直至满足顶进要求。

（4）顶管开挖

打凿井壁，迅速顶出第一节砼管。进出洞过程中，准备好充足稻草，穿墙位置如有流砂采用稻草塞缝，防止过量的砂土流失。当第一节顶进到位，接缝位置采用预埋管引水，快凝水泥封缝，之后采用双液（水泥浆、水玻璃）压浆止水。

1）挖土

挖方采用人工配合工具（水钻）进行，先在围岩壁上放出开挖边线，然后采用小型钻机沿边线连续不间断钻孔，将所有钻孔连成圆圈，在采用液压破碎机将岩石剥离下来。

管前周围超挖应严格控制，管端下部135°中心角范围内不得超挖，保持管壁与土壁相平，根据情况可预留1cm厚土层，在管道顶进过程中切去，防止管端下沉。管前取土深度视土质而定。

图1 水钻工作位置示意图                                                                                     

本工程水钻施工段岩层稳定性较好，为防止钻孔间的部分岩层侵入顶管界限，每个钻孔要孔孔相连并且要有15mm～20mm交叉，水钻取石边线需比管道外径大5cm，且水钻开挖时需向顶管外缘适当倾斜一定的角度。

图2 水钻取孔结构简图

2）顶进施工

主顶千斤顶回缩→松开管道内部轨道、电缆、油路、注浆管道接头等→吊开顶铁→退出承插口钢环→安放顶进管段→安放橡胶止水圈接口→安装顶铁→连接管道内部轨道、电缆、油路、注浆管道接头等→顶进油缸伸出，继续顶进。

（5）顶管出土

洞内运输，土石采用小车装运，人工拉出管道，再由桁车垂直运输至地面，顶管内小车牵引绳上安装警示用的铃铛。

场外运输，利用挖掘机将挖出的土石及其他弃料装入自卸汽车，外运至弃土场。

（6）顶管测量控制

1）测量控制网及井下测量平台的建立

根据工程控制网，在井周布设高精度控制网，作为施工测量的控制系统。

测量平台置于井下顶管轨线上，靠近后靠背处，通过控制网将顶管测量起始点测放其上，并在井中布设2~3个稳固的后视点，以便相互校核。井下测量平台要单独设置，不与管道、设备、后靠背接触，不受顶管操作影响，以保持其稳定性。

2）顶管轴线与标高控制

直线顶管测量方法：顶管方向与高程控制可直接用置于井下测量平台起始点上的激光经纬仪对顶管机上方的光靶即可。

5、顶管施工应注意的问题

（1）工程地质和水文地质条件

对要经过回填土地段，需要提前加固处理，以防顶管施工后地表有过大的下沉。

（2）有毒气体的检测与防护

顶管施工的地层一般存在有毒有害气体，危害施工人员的健康和生命，需要定时监测管内有毒气体含量。

（3）超前探查地下管线

施工前需提前查明地下管线，保证通讯、电力、给排水、煤气等安全运营。

（4）穿越建筑时对基础的探查

顶管在建筑物基础下施工时，需要明确施工施工路线上所遇到的基础类型，对于部分基础顶管顶进前可采取托换、加固措施。

（5）顶进计算

顶进计算其一包括准确计算顶进推力，选定相应的油缸类型和确定中继间的分布；其二是工作井设计，根据计算最大顶力，提出工作井的加固方案。

6、结束语

通过本次顶管施工经验，在技术方面，我们认为顶管施工技术作为非开挖技术的重要组成部分，其在特殊地质条件下的应用价值是无可比拟的，我们可以想象未来的管线铺设技术将以顶管工艺为主，并在以后加大推广顶管施工技术。　

参考文献

[1]魏纲,徐日庆,屠玮.顶管施工引起的土体扰动理论分析及试验研究[J].岩石力学与工程学报,2004,03:12-13.

[2]李童奋.顶管施工技术在雨污水管道建设中的应用[J].冶金丛刊 ,2021,012:16-17.

[3]冯海宁,龚晓南,徐日庆.顶管施工环境影响的有限元计算分析[J].岩石力学与工程学报,2004,07:25-26.

[4]罗天，王立波.山区顶管施工技术应用实例分析[J].中国高新科技,2021,03:30-31.

[5]谭宇.机械顶管施工技术在工程中的应用分析[J].建筑技术开发,2021,006:40-41.

[6]宋鹏,郑世增.长距离顶管施工技术在市政给排水施工中的应用[J].现代经济现代物业中旬刊,2021,005:45-46.