1、浅谈市政工程地下管线顶管施工技术要点摘要：市政工程施工中的顶管技术是指利用顶进设备将预制的箱形或圆形构造物逐渐顶入路基，以构成立体交叉通道或涵洞的施工方法。顶管施工需先在确定的管段之间设置工作井和接收井，然后在工作井内安装推力设备将导轨上的顶管机头推入土体，由机头导向，将预制的钢筋混凝土管向前顶进，前端土体通过工作井运出，最后完成管道铺设。本文结合温州市滨海大道污水管线施工工程案例，详细探讨了市政工程地下管线顶管施工技术的要点。 关键词：市政工程；污水管；顶管施工；测量纠偏；穿墙 中图分类号： TU99 文献标识码： A 文章编号：2095-2104（2013） Abstract: Pipe
2、jacking technology in the construction of municipal works is the use of the the jacking device will prefabricated box-shaped or circular structures gradually into the top of the embankment, to form the three-dimensional cross-channel or culvert construction methods. The pipe jacking required between
3、 the pipe sections to determine the settings work well and received well, then thrust equipment installed in wells push rail pipe jacking head buried body, head orientation, precast reinforced concrete pipe to before jacking the front-end soil shipped out through the work well, and finally completed
4、 the laying of pipelines. In this paper, Wenzhou Binhai Avenue sewage pipeline construction project case discussed in detail municipal engineering underground pipeline point of the pipe jacking construction technology.Key words: municipal engineering; sewage pipe; pipe jacking; measurement correctio
5、n; through walls 前言 随着人们环保意识的提高，城市对污水处理的要求越来越严格，污水处理厂外收集系统工程截污管道大量增加。由于截污管道较长，经过的地质条件以及现场条件较为复杂，施工时无法明沟开挖埋管时，顶管法可成为有效的补充。温州市滨海大道污水排管工程采用顶管施工工艺，达到预期的效果。 工程概况 温州市滨海大道已建段污水管线主管全长 6887.024 米，主管管径分别为 D900、D1200、D2000，支管管径为D300、D400、D500、D900、D1000、D1800，均为重力流管，沿线需跨越河道 23 次，均直接穿越，不设置倒红管，污水管沿滨海大道数设时可能会遇见比较
6、多的综合电信、架空电力线路、过街煤气管等过街给水管等，施工时需进一步查明其位置和埋深，以免和本工程污水管相抵触。 本区域地质表层 2.0 米以内为素填土，其下是灰黄色粘土，层厚0.4-2.10 米，再下面是-1 灰色淤泥质粉质粘土，层厚 0.00-5.00 米，然后是-2 粉质粘土夹粉土，层厚 3-灰色淤泥，层顶埋深 1.20-9.30米，然后是 3-粉质粘土，层顶埋深 10.80-25.20 米，再其下是砾砂层，层顶埋深 4050-11.50 米，从本工程顶管埋深来看，多在-2 粉质粘土夹粉土和 3-灰色淤泥。 为减少不利影响，该工程管网采用了顶管施工技术。 顶管施工技术要点 （一）顶管施工
7、技术原理 顶管法施工原理是在管道的沿线按设计的方案设置工作井和接收井，工作井内设置坚固的后座，吊进油压千斤顶以及要顶进的钢管或混凝土管，接好照明、泥浆管、油管等管线，然后用油压千斤顶缓慢顶进，通过压浆系统使管节周围形成泥浆套，管道在泥浆套中滑行，在顶进的过程中通过激光经纬仪测量顶管的方向，边顶进边排土边调整，直至将钢管或混凝土管顶至接收井内。其施工技术原理见图 1。 图 1 顶管法施工技术原理示意图 （二）污水管管材的选择 1、顶管用离心浇铸玻璃钢夹砂管 D900、D1000、D1200、D2000 污水主管采用离心浇铸玻璃钢夹砂管（见图 2） ，F 型接口，内套模型橡胶圈。管道的刚度应满足最
8、大的管顶覆土要求（D900 管顶覆土厚度 6.6 米、D1200 管顶覆土厚度 9.0 米、D2000 管顶覆土厚度 11.0 米） 。管材额定顶力由专业制管单位根据沉井后背允许最大顶力和管材施工时的最大允许偏角确定，并按最大的管段顶力统一相同管径的制作规格，本工程各规格管段允许最大轴向顶力：D900 为 1500KN、D1000 为 2000KN、D1200 为 2600KN、D2000 为 6500KN。 图 2 离心浇铸玻璃钢夹砂管 2、HDPE 双壁波纹管：开挖施工的污水支管采用双壁波纹管，刚度10 级，橡胶圈连接。 管道顶进时应严格按管道允许最大轴向顶力和沉井后背允许顶力合理布置中继
9、间，并采用必要的加触变泥浆等减摩措施减少顶进时的摩阻力。顶进时根据地质情况设置注浆孔，单节管道的注浆孔D900、D1000、D1200 为圆周均布 3 个、D2000 为圆周均布 4 个，但在有压浆要求时必须每节管均设置注浆孔，注浆孔设在管节中段。 （三）工作井及接收井、检查井施工 根据地质情况及现场条件，进行基坑开挖，然后尽快做好底板及壁板混凝土，并进行顶管所需的后靠背混凝土以及土体的强度复核，确定混凝土以及钢板垫块的厚度。这是管节能否顺利顶进的关键。 （四）顶管法施工工艺 1、机头选型 根据地质报告，并结合公司的施工经验，顶管机头采用泥水平衡式机头进行施工。 图 3 泥水加压平衡式顶管施工
10、立面布置示意 顶进设备及顶进工艺 （1）主顶 采用 2 台 400 吨/台千斤顶作为主顶，千斤顶行程为 2 米。千斤顶动力由油泵提供。千斤顶后端用道木和分压环将反力均匀作用于工作井，前端顶进分压环，顶铁将顶力传至管节。分压环制作具有足够的刚度，与管端面接触相对平整无变形。 （2）接口 管节接口主要由外套环、钢套环、橡胶止水带和软土衬垫组成。钢套环在加工处运至现场运输吊装过程中不能变形，接口不损坏，以确保管节在对接过程中橡胶带不移位、不翻转，确保管节的密封性。同时，钢环套在进场前还必须做好防腐处理。 橡胶止水带应保持清洁、无油污，并存放在阴暗处，防止老化。施工中将橡胶止水带用强力胶水粘贴于混凝土
11、管口凹槽处并粘贴牢固，在管节对接前涂无腐蚀性润滑油以减少摩阻，防止止水带翻转、移位和断裂。 软木衬垫采用多层胶合板，厚度 1cm 左右，将其夹于前后管节钢套环间，以均匀管节间的相互作用力，减少接口损坏。管道顶通后管道须作内接口处理，将管节间的胶合板凿至同样深度，深度 23cm 即可，并用沥青弹性嵌缝膏或用水泥砂浆抹平。 （3）测量放样 井内测量：通过控制桩用仪器定出井下管道顶进轴线测量仪器的位置；同时在测量仪器的对面井沿与井壁上分别设置测量仪器的复测校核点与线，以便在管道顶进轴线测量过程中对仪器自身位置的位移进行观测监察；仪器位置的复核为每隔 6h 一次。 管道顶进轴线测量：在井内设固定的测站
12、，根据设计纵坡，经纬仪调好垂直角度，在机头处设置控制管道轴线和标高的光靶；当距离过长，不能采用一镜测量时，则增设中转测量站测量。顶管掘进机内垂直面设置顶进轴线灯箱型光靶，水平面设置坡度板，测量掘进机的倾斜和旋转。（4）顶管出洞 当井内、外的准备工作完成后，可将机头吊放到导轨上，调整好方向，开始顶管出洞。工作井前壁预留有机头及管道出洞的洞口，为防止井外水和土从预留洞口与机头外壁之间的缝隙流入工作井，预留孔洞与管道之间设置密封装置。该装置就是在井壁预留孔的位置，制作一个钢结构的内套环。在套环内圈设橡胶止水带，套环安装在预留孔和管节之间，外围焊接在孔的预埋钢板上，内圈橡胶紧贴管节。洞口密封结构如图
13、4。 图 4 工作井洞口密封结构示意图 当机头前端进入洞口密封圈后，即可破墙出洞。工作井预留洞口采用砖砌体临时封堵，在顶进前用风镐凿除内层，一部分封堵墙体，然后依靠机头的前端刃口破除外层墙体切入土体，当工具管顶入土体后，其尾部留约 300mm 长搁在导轨上，缩回千斤顶活塞杆，卸去替顶和分压环，安装管节，开始进行管道的顶进施工。 （5）顶管正常顶进施工 当顶进设备从地面到井内安装试运转全部良好，操作人员进行培训考试合格后即开始管节顶进。工具管出洞后的方向正确与否，对以后管节的顶进将起关键的作用。在中距离顶进中，实现管节按设计轴线顶进，纠偏是关键，要认真对待，及时调节工具管纠偏千斤顶，使其及时回复
14、到正常状态。要严格按实际情况和操作规程进行，勤测报表、勤纠偏。应该控制工具管大幅度纠偏，不使管道形成打的弯曲，防止造成顶进困难、管节碎裂等。 （6）顶进线路的控制 机头自身有一段纠偏段，纠编最大角度范围能够达到上下 1.7左右1.2。顶进线路的控制主要依靠设备的正确操作以及预见性。 为了使管道按照设计要求的高程和方向顶进，在顶进过程中应不断对工具管的高程方向 转动进行测量， “勤测勤纠”根据测量反馈结果，调整纠偏千斤顶，使机头改变方向，从而实现顶进方向的控制，确保管道按设计轴线顶进。纠偏贯穿顶进施工的全过程，尽量做到纠偏在偏位发生的萌芽阶段。 顶管穿墙时要防止工具管发生偏差。在穿墙的初期，因入
15、土较少，工具管的自重仅由两点支承，其中一点是导轨，另一点是入土较浅的土体。土体支承面上承载力较低，使机头容 易下沉。因此，机头穿墙时，在穿墙管下部要有支托，工具管的推进要迅速，缩短穿墙管内 的土体暴露时间，以减少安全隐患。 管道顶出穿墙管及在长度 34m 范围内的偏差是影响全段偏差的关键，特别是出墙洞时，由于管段长度短，机头重量大，近出洞口土质容易受扰动等因素的影响，往往会导致向下偏，此时应该综合运用机头自身纠偏和调整千斤顶的作用力合力中心来控制顶管方向。 三、结语 综上，顶管施工具有对公路、河流、建筑物扰动很小，不会影响到既有建筑物和构筑物的使用，地下施工噪声低，土方和泥浆集中排放，对环境的破坏很小，施工进度快等特点。所以，顶管施工广泛应用于地下管道、过街隧道等市政工程中。顶管的应用，无论在规划还是市政施工方面，都具有相当大的优势，为市政地下管线工程提供了更多的选择。参考文献 1何耀涛.市政工程中顶管施工技术要点J.中国市政工程，2008.6. 2姜川，姜干溪.市政工程顶管施工技术应用探讨J.中国科技博览，2009.7. 3孙玉国，刘成军.长距离大直径顶管施工纠偏纠扭技术J.铁道标准设计，2007.5. 4王永康.泥水平衡顶管技术的应用J.建筑机械化，2009.4.
