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摘要：在地下管线错综复杂、城市道路负荷不断加大的城市中心进行大规模的集中供热工程建设，传统的开挖沟槽埋管施工技术只会让本来就拥堵的城市变得更加拥堵，同时给市民工作和生活带来诸多不便，这个矛盾的凸显已经成为了一个迫在眉睫的问题，顶管技术就是解决此类问题的一个有效手段。
关键词：顶管技术；供热管道
引言
顶管技术在市政工程中，特别是城市集中供热的大管径管道工程中显得尤为重要，我们既要做到技术先进，经济合理，又要确保施工质量，使顶管施工规范化，顶管技术更上一个新台阶。
1.工程概况
烟台经济技术开发区1号一级热力站及配套热网工程主干线（四标段）主要为1号一级热力站敷设至北京北路(DN1400mm、沟槽长度约500m)以及沿北京北路分别往南、北敷设至八角中心大街、济南路（DN1200mm、沟槽长度约1.3km及1.2km）的热力管道（见图1-1），设计供回水温度为110/65℃，压力为1.6MPa。管线单线长共约3km。其中顶管施工5处（1#过长春大街、2#过疏港高速、3#过八角收费站上桥匝道、4#过北京中路天桥匝道、5#跨北京中路，其3#八角收费站覆土最深为4.135m且单线长最长135m，见图1-2），由于该工程施工工期短、顶管作业次数频繁、多处涉及穿越高速路且穿越地质层主要为全风化花岗岩；同时，顶进量大、技术含量高、施工周期长，是本工程施工的重点。
2.顶管施工技术
当地下管道的铺设通过顶管施工方法在交通、建筑、经济和环境等方面带来良好效益时，就应该优先选用这种非开挖施工方法，它是一种不需要开挖地表或以最小的地表开挖量进行各种地下管道铺设的施工技术。
3.顶管技术的应用
3.1技术准备
首先，施工组织设计的编写（包括方案论证）；其次，施工进度计划的编制；最后，管理组织机构的设置。
3.2顶管始发
首先，全部设备经过检查并经过试运转。主要包括液压、电器、压浆、气压、水压、照明、通讯、通风等操作系统是否正常工作，各种电表、压力表、换向阀、传感器、流量计等是否能正确显示其处于正常工作状态，然后进行联动调试，确认没有故障后，方可准备顶管始发；其次，检查顶铁是否是中心受压，受力是否均匀。顶铁之间、顶铁与后背之间是否垫实；最后，检查工作范围内的降水效果是否达到要求，测量监控是否到位。
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3.3作业坑的布置
首先，工作坑的选址应尽量避开房屋、地下管线、池塘、架空电线等不利于顶管施工的场所。在一些特殊条件下，如离房屋很近，则应采用特殊方法施工工作坑。另外，对工作坑地点的选择、施工方法、施工进度以及设备布置等都应作详细的说明，必要时要配有附图;对工作坑的受力情况应进行详细的计算，是否可行与安全，是否需要采取特殊措施。本工程工作坑平面尺寸为9m×6m。工作坑的基础应平整、夯实。当在地下水位以上且土质较好时，工作坑内一般采用方木基础;当在地下水位以下时，应浇筑混凝土基础。为防止工作坑地基沉降，导致管子顶进位置误差过大，应在坑底修筑基础或加固地基。含水弱土层通常采用混凝土基础，基础尺寸根据地基承载力、施工荷载、操作要求而定，基础宽不小于管外径，长度至少为1.2倍～1.3倍单节管长。基础一般厚度为15cm～25cm的C10混凝土，卵石垫层厚约10cm。为了安放导轨，应在混凝土基础内预埋方木轨枕。在粉砂地基并有少量地下水时，为了防止扰动地基，可铺设厚为10cm～20cm的卵石或级配砂石，在其上安装轨枕，铺设导轨。
3.4后背墙与后背的布置
后背墙与后背:后背墙与后背是千斤顶的支撑结构，后背的作用是减少对后背墙单位面积的压力。以装配式后背墙采用较多，装配式后背墙是指工作坑开挖以后，采用方木、工字钢、槽钢、钢板等型钢或其他材料加工的构件，在现场组装的后背墙。后背墙的许可顶力值一般应不小于1.5倍的最大阻力。采用原土后背墙时，应保证有足够的高度、宽度和长度，长度通常应保证不少于7m，使其具有可靠的稳定性。其许可顶力值可由土压力公式计算决定。后背墙的底端应在工作坑底以下，不宜小于50cm，这样在增加施工工作量不大的条件下，利用后背墙的抗力与其高度的平方成正比的规律，以充分发挥其抗力。后背土壁应铲修平整，保持壁面与顶进方向垂直。该工程1520mm×14mm的螺旋焊缝钢管顶管，后背应支设为:靠墙面横排8根25cm×25cm×400cm方木，立放5根25cm×25cm×220cm方立木，立木前再置3cm×160cm×200cm钢板一块。后背墙要有充分的强度和足够的刚度。
3.5主顶设备
主顶设备主要由千斤顶、千斤顶架、顶铁等装置组成。千斤顶要固定在千斤顶支架上，并与管道中心的垂线对称，其合力的作用点应在管道中心的垂直线上;千斤顶的油路必须并联，每台千斤顶要有进油、退油的控制系统;千斤顶活塞退回时，油压不得过大，速度不得过快。安装后的顶铁轴线应与管道轴线平行、对称，顶铁与导轨之间的接触面不得有泥土、油污;更换顶铁时，应先使用长度大的顶铁;顶铁拼装后应锁定。
3.6顶管作业
首先，该路段地下水位高，顶进时宜采用“先挖后顶，随挖随顶”的施工顺序，顶管作业不应中断，当必须暂时停止顶进时，也要尽量缩短停歇时间，以免加大增加的土压力。在顶进过程中要有严格的放样复核制度，并做好原始记录;必须避免后背墙在顶进时移位和变形，要定时复测并及时调整;在初始推进阶段，方向主要是主顶千斤顶控制，一方面要减慢主顶推进速度，另一方面要不断调整机头；其次，套管施工。本工程地下水位较高，为保证顶管施工质量，可采用套管与基础同时顶进的施工方法，在工作坑内铺设枕木和钢轨，在钢轨上支设基础模板，基础侧向模板要包上一部分套管。在底部模板上铺两层油毡，两层油毡之间要均匀地涂以润滑黄油。于油毡上绑扎基础钢筋，浇筑混凝土作业，且应将顶管首端顶进工作帽与基础混凝土浇筑在一起。基础经养护后，使套管与工作帽相接，固定套管，绑扎套管两侧纵向钢筋，再浇筑套管两侧混凝土，并进行养护。待基础部分混凝土达到强度后，即可于套管内挖土，将套管与基础一并顶入土层；再次，土方运输。根据出土量、运输距离和现场堆土条件，可用人力车、机动翻斗车或自卸汽车将弃土运送至堆土场，然后再用垂直吊机或铲车堆高，做到文明施工。施工过程中做到“活完、料净、脚下清”；最后，注浆减阻。长距离顶管施工中，为了减小顶进阻力而必须注入润滑浆，从而降低了顶进时的摩阻力，注入的润滑浆应均匀地覆盖于整个管道表面。注浆压力和注入的浆液量应该随时进行监控，以避免对管道和邻近的建筑物造成破坏，它是顶管施工中不可忽视的一个重要环节。
3.7顶管质量的控制
在顶管施工中，特别是在施工热力管道等重力管道时，对施工精度要求特别高。所以，既要保证所铺设的管道必须符合管道的既定功能要求，又要保证所产生的偏差不能损坏到其他的建筑和设备。在安装测量装置时，所用的测量仪器应和工作坑的坑底和坑壁分开，避免这些位置在施工中由于顶进力的施加产生位移，从而和起始位置不一致，则很容易产生误差。
结论
简而言之，就顶管施工技术在城市集中供热工程建设中的应用进行了讨论，详细介绍了人工顶管的程序，总结了顶管的质量要求，并对顶管施工产生偏差的原因进行了分析，提出了顶管纠偏应遵循的原则，以期使顶管施工规范化，顶管技术更上一个新台阶[3]。
参考文献
[1]张振宇.盾构法施工技术在我国的应用与发展[J].武汉工程职业技术学院学报，2018(4):43-44.
论文作者:陈沛
论文发表刊物:《防护工程》2019年第4期
论文发表时间:2019/6/4
标签：后背论文; 顶管论文; 基础论文; 工作论文; 千斤顶论文; 管道论文; 套管论文; 《防护工程》2019年第4期论文;