摘要：长大距离顶管，需采取严格的施工质量控制措施，以保证管道顶进的精确度和施工过程中的安全，本文通过过沣河长大距离顶管施工，获取了比较好的效果，为以后类似项目的实施提供了借鉴。
关键词：长大距离；顶管；质量控制
一、工程概况
本工程属于西安市应急供水工程涝渭水源地（地下水）输水管线项目十标段，位于西安市户县涝渭三角洲渭河南岸与涝河入渭东岸护提地外区域，是西安市应急供水工程的一部分，输水管道在经过沣河时采用 “泥水平衡”顶管施工工艺进行施工。输水管道直径为Ф2400mm，顶进长度为610m，管材采用顶管专用管材，为钢筋砼Ⅲ级管。
本次过沣河顶管和以往顶管有所不同，施工中一旦在河中出现冒顶或发生管道漏水都会对人员生命安全构成威胁及顶管过程中高程、中线位移控制不精确使机头无法进入沉井基坑的预留孔洞，将造成巨大的经济损失。沣河河面宽度为120m，水深5m，淤泥厚2m，原地面距顶管基坑底为23m，管顶在河底最深处覆土3m。
泥水平衡顶管：以含有一定量的粘土且具有一定相对密度的泥浆水充满掘进机的泥水舱，并对其施加一定的压力，以平衡地下水压力和土压力的顶管方法。
二、工程难点
1、管径大、顶进距离长，施工难以控制；
2、顶管接收孔比管外径大10cm，施工精度要求高；
3、作业空间狭小，人员进入管内检修设备难度大，空气不易流通，人员作业危险性大；
4、需穿越沣河，易发生透水事故，管顶覆土3m，危险系数大；
5、地下土质复杂，有粘土、粉土、砂性土还有孤石、流沙层，顶进控制难；
6、现场土质情况和沉井结构特性，要求顶力控制在500t以下，要采取各种措施进行减阻。
三、施工方案的确定
由于此次过沣河顶管工程管径大、长度达610m，对我公司提出了严峻的考验，选调有施工经验的人员并和专业施工人员多次研究编制了施工方案，经公司各个部门多次审批后又请专家进行了方案的论证，给我们提出了很多宝贵的经验，为本次过沣河顶管成功顶进奠定了理论基础。
四、管材和施工设备的选择
经过公司多次考察讨论最后选择了信誉良好且管材质量可靠的河北新兴管厂作为管材供货商，签订了材料采购合同，进场做了各种原材试验；顶管设备专为本工程加工改造了一台陕西东安建设工程有限公司生产的Φ2400泥水平衡顶管机头，该机头具有密封性好、切削能力强、精度高、视频可视性好的特点。
五、顶进控制
1. 采取措施控制顶力小于设计要求500t
(1) 顶管管材外壁涂刷石蜡
混凝土管材在顶进过程中和周围土体产生滑动摩擦，随着顶进距离的增加且摩擦力也随之增长，为降低阻力特采用在管外壁涂刷石蜡的方法。具体做法：将石蜡和10%柴油混合在一起放在铁桶上加热，将石蜡融化，趁热将溶液用毛刷均匀的涂刷在管外皮上，形成一层乳黄色的滑模，形成隔膜层。
(2) 顶进过程中注触变泥浆进行减阻
触变泥浆减阻是通过注浆系统将触变泥浆注入管材外部，使管外壁与土之间形成一个比较完整的浆套，从而减小顶进中的摩阻力。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆本工程根据土质情况采取触变泥浆配合比是膨润土：水：纯碱=1：4：0.05。在顶管机头后连续放置4个每根有均匀布置3个注浆孔的前置管，此后每三节管设一个带注浆孔的管。开始注浆时，压力控制在0.1MPa，此后逐渐加压，最终控制在0.5MPa以下。注浆量是管道与周围土层之间的环形间隙的1.5倍估算。
(3) 合理设置中继间
中继间是长距离顶进管段中设置的接力顶进设备，其原理是先由中继间按先后顺序把管子推进一小段，再由主顶油缸推进最后一个区段的管子，逐步将管子从工作井顶进至接受坑。本工程根据顶力计算设置12个中继间，用一个备用一个。第一个布置在第27节管之后，当主顶油缸达到中继间总推力的90%时，必须启用中继间。
结果：通过以上减阻措施，最大顶力控制在56MPa，使用中继间后顶力仅达到32MPa，远远小于计算值，保证了沉井和管材的使用安全。
2. 测量精度控制，保证顺利进洞
由于此次工程顶进距离长，且接收坑洞口已预留，给工程增加了难度，为此我们特制订了如下措施保证高程、线位的精确。
(1) 精密放线，增加测量频率
由于两个沉井不能通视，在正式顶进之前，测量工程师用全站仪首先测量出稳定后的沉井孔洞的具体点位坐标，然后计算出在此两点直线间的两个坐标分别布设在河两岸的堤岸上，最后用全站仪将方向线返入至沉井下，以便精确顶进方向。施工中采用激光全站仪对高程和中线进行跟踪测量。在初始顶进和将要顶出的10~15m范围内每30cm测量一次，正常顶进时每顶进1m进行测量一次。同时，测量人员每天对水准点和导线点进行复测，发现问题及时纠正。
(2) 采取纠偏措施
顶进时将第一节特制为长度1m的工具管放置前端，以有利于提高纠偏的灵敏度。纠偏时采取勤测勤纠，小量纠的操作要求，循序渐进，不操之过急，使管道轴线控制在计划目标内。顶进纠偏普遍采用调整纠偏千斤顶的编组操作，在管道偏左则千斤顶采取左伸右缩方法，反之亦然。在顶进过程中根据顶进纠偏角度绘制工具管测点的行进轨道，该轨迹曲线能预示出偏差的发展趋势，帮助操作人员不失时机的改变纠偏角度，避免和设计轴线偏差较大。
结果：施工过程中通过精密测量和有效采取纠偏措施，使顶管施工顺利进行。
3. 强化处理龙门口，避免进出洞出现下沉现象。
由于此次工程基坑较深，地下土质情况复杂，为保证顶管顺利进行，采取以下措施对土质进行处理。我们在顶管施工前对洞口周围的土体进行注水泥浆加固处理。具体做法是在顶进方向10m，以管中为圆心半径2m范围内进行注浆施工，改善土质，使机头进洞、出洞后能平稳过渡，保证高程偏差在允许范围内，避免机头出洞时产生下沉现象。
结果：通过土体加固，机头进洞、出洞后未出现下沉现象，为成功顶进奠定了基础。
4. 顶进施工安全保证措施
(1) 施工前首先对可能发生的情况，根据危险因素制定安全预案，并对施工作业人员进行详细的交底。
(2) 项目部制定安全生产责任制，明确各部门主要职责。
(3) 管径大、顶进距离长，施工人员进入管内避免有沼气、一氧化碳等气体中毒，特购置隧道专用强制通风机向管内通风，保证空气流通、保证人员安全。
(4) 在管道内设置滑动轨道，人员进入可采用滑动小车进行行走，遇到特殊情况可以立即将人员拉出管外。
(5) 施工人员进入管内采用有线通讯设备随时和外径沟通，遇到特殊情况立即启动应急预案。
六、结束语
过沣河顶管工程从沉井制作到沉井下沉，从管材进场到顺利顶进接受沉井预留孔洞共历时9个月，最后经过监理、业主单位共同检测各项指标均符合设计和规范要求。此次过沣河顶管成功完工，把我公司的顶管技术又向前推进一步，弥补了我公司过河长距离顶管施工的空白。通过本工程的施工，为更长距离或更大口径的顶管施工积累了经验。
参考文献：
[1] 俞彬泉，陈传灿.顶管施工技术[m].人民交通出版社.2006.
[2] 李卫群.浅议顶管法在污水管道工程中的应用[j].第四届全国给水排水青年学术年会.2006年11月.
论文作者:杨翔
论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期
论文发表时间:2019/5/10
标签：顶管论文; 沉井论文; 管材论文; 机头论文; 工程论文; 土质论文; 测量论文; 《防护工程》2019年第1期论文;