摘要：本文结合工程施工实例，针对顶管工作井与接受井施工、设备安装、初始顶进、正常顶进等施工过程进行详细阐述，分析了顶管施工的质量管理重点与施工控制要点。
关键词：顶管；工作井；接收井；导轨
1、引言
对于市政给排水管道，如果设计位置位于现状通行道路下方，或者与周边建构物距离过近，不具备明开破路施工或者开槽的条件，可以采用顶管施工方法进行施工。在施工前，通过开槽刨验、查看相关资料等方式调查沿线地下管线及地下构筑物的类型、埋深及目前状况。在施工工程中，在基坑和附近建筑物、重要构筑物上布置沉降变形观测点，随时进行观测，根据测量结果随时调整施工措施。根据顶管施工区段周边环境的要求，调整顶进速度，维持开挖面稳定，建立顶进施工控制测量网及地面沉降监测网，坚持“勤量测、勤校正”的原则，严格控制施工精度和对周边环境的影响，保证施工安全有序的进行。
2、工作井和接受井的施工
（1）围护结构
工作井和接受井围护结构可以采用水泥搅拌桩+工字钢的方案。水泥搅拌桩咬合宽度为20cm，工字钢桩打桩应保证送桩深度。支撑框架采用工字钢卧焊，在施工过程中，技术人员要随时观察基坑附近地面及建筑物的变形情况，保证施工过程的安全。
（2）工作坑的设置
工作坑平面尺寸根据施工现场情况、顶管掘进设备外观尺寸、管道每节长度、管径及操作空间进行设置，工作坑深度根据管道底埋深进行确定。一般将工作井和接收井设置在检查井的位置，同一条管道线路上工作井兼作接收井，混凝土内预埋横向槽钢与导轨焊接。基坑采用大口井进行降水，在基坑对角线方向布置两口降水井，管径0.4m，井深16m，经过降水后，根据测设的工作坑边线采用机械和人工结合方式进行工作坑开挖。
施工中先从地面开挖1m左右深度，然后布置工字钢桩，在地面安装定位钢梁，控制工字钢桩桩间距，采用打桩机进行打桩，桩头与地面齐平。腰梁与工字钢桩焊接要牢固，并且设置支撑防止腰梁下移。开挖尺寸按照设计尺寸缩小1～2cm，防止开挖过程中工字钢桩被机械推偏或压弯，开挖后插板时将欠挖部分清除，卡板时人工修面，保证支护结构与土壁密贴。当挖至距坑底0.3m左右时采用人工清挖，保证工作坑深度。
3、顶管顶进施工
（1）设备安装
A、导轨安装
导轨应固定在铁道轨枕上，要求在顶进过程中能承受各种负荷，确保不发生位移、变形与沉降。导轨安装后应复核导轨中线位置，使导轨中线与管道中线重合，管道管底要高出设计高程2cm，留出预沉量。管外皮要高出基础面2cm。导轨安装时两导轨应顺直、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致。导轨安装的允许偏差：轴线位置为3mm；顶面高程为0～＋3mm；两轨内距为±2mm。
B、后背制作
后背梁要有足够的强度和刚度，施工前必须进行检算，保证施工中不变形，桩后土体受力均匀。后背安装时，背面要和管道中心垂直，并设置挡块防止顶进过程中后背偏移，后背与桩体之间浇筑C25混凝土与后背尺寸相同。根据现场情况后背梁，采用装配式后背，后背的允许偏差为：工作坑每侧的宽度和长度：不小于施工设计规定；装配式后备墙：垂直度1%H；水平扭转度0.1%L；其中，H、L分别为装配式后背墙的高度和长度（mm）。
C、千斤顶安装
顶进设备包括有高压油泵、千斤顶、千斤顶架、顶铁、操作管阀等。油泵操作阀设在坑沿或坑内平面上，管路必须顺直且转角少，高压油泵配备工作棚，高压油泵必须与千斤顶相匹配，并且布置有备用油泵，油泵安装完应进行试运转。
顶铁按千斤顶最大顶力设计，有足够的刚度和强度，且端面平整、垂直、单块放置稳定，千斤顶取偶数，且规格宜相同；当规格不同时，其行程应同步，并应将同规格的千斤顶对称布置，各千斤顶的油路并联，每台千斤顶必须有进油退油的控制系统。
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D、止水圈安装
泥水平衡式顶管掘进机在出洞口处打30cm厚混凝土预埋止水圈钢环，安装止水圈，防止地下水和触变泥浆流入工作坑使水土流失造成地面沉降，同时影响触变泥浆的减阻效果。
E、机头安装
顶管机在地面上安装完调试好后下坑，吊装时应平稳、缓慢，避免冲撞，机头放在导轨上以后应测量机头中心线、高程，并作好记录，便于初顶入土时进行调整，确保入土位置准确，再对机头电路、油路、水路、泥浆管路和操作系统进行连接、检查试运行。
（2）开始顶进
顶管掘进机始发控制是保证顶管施工精确的重要环节，顶管掘进机要进行试运行，状态良好后才能开始施工。根据布控的测量网，检测掘进机的位置，顶进前地面沉降监控网进行初始测量作好记录。第一节顶管下到导轨上，必须测量管道中线及管道高程，不符合要求时，及时调整，合格后方可顶进，且每顶进20～30cm对管道中心线及高程测量一次。顶进前10m，一次顶进不超过30cm。当机头已顶进土里有8m长时，开始注浆。注浆压力控制在0.5Mpa左右，压浆量要根据具体情况测定，同一断面上设置4个注浆孔，环向均匀布置，注浆时要遵循“先压后顶，随顶随压”的程序。
（3）顶进控制
A、测量控制
正常顶进过程中，每次顶进不超过50cm，每顶一次对管道中心线及高程测量一次。接管时，应对管道重新测量，每个接口测一点，发现错误及时纠正。地面沉降测量每工作日监测至少3次，发现异常立即调整顶进速度，并采用压浆措施进行地基处理。
B、开挖断面管理
泥水平衡顶管施工在施工过程中，经过掘进机刀盘削碎土体，在泥水仓内进行搅拌，使掘进机前端土体呈泥水状，密度为1.10～1.30，再经过排泥泵进行排除，这时掘进机前端土压力减少，后面顶镐顶进，顶管跟着前进，且使掘进机前端再次达到平衡，如此循环顶进。施工中随时监控压力表数值，根据压力表反映的泥水仓压力调整出泥量，使开挖面土体与仓内泥水压力平衡，保证开挖面土体稳定。
C、纠偏
管道发生误差时进行纠偏，每次最大纠偏角度为0.5度或管口两侧间隙不大于10mm。纠偏通过掘进机液压纠偏系统进行，要勤校、微调，误差若超过质量标准停止顶进，报告监理工程师研究后再顶，禁止超挖校正，机头发生偏转要及时进行纠正。接近接收井时应放慢速度，反复测量找准机头的入洞位置，在准确位置入洞，严禁凿大洞口破坏坑壁支护，防止漏水。施工时要按坑位尺寸确定露出的管头长度，防止与坑井连接时因管头长度过短或过长而接短管或切断管子。露出管子的前端在下部用支撑垫起防止低头。机头吊出时要防止带动后节管子，使接口松动、胶圈拔松漏水，如有松动应重新顶紧。
（4）到达接收坑
在接收坑布置测量控制网，放出机头的准确位置，并对坑壁进行加固。当机头接近接收坑时，对机头平面位置和高程进行测量复核，不合格时及时调整，保证机头出坑准确。
（5）砌井
工作坑两侧的顶管完毕后，方可进行井室砌筑，井位放样必须坚持测量“双检制”。井底开挖与井室砌筑，严格控制尺寸，有收水支管的井位须预留准确，砂浆砌筑饱满，检查井盖修筑高程与道路设计高程一致。施工时根据所在位置的道路实际修筑高程进行调整，砌筑检查井时井口可暂时不作灰，待道路施工时，将检查井与附近路面接顺。
（6）接头控制
顶管采用柔性接头，接头外套钢环，内设橡胶垫，下口采用密封材料密封防水，管道及接头必须检查合格，管道表面须光洁、平整、无砂眼、气泡，接口尺寸应符合设计规定。橡胶圈外观和断面组织应致密、均匀、无裂缝、安装前应保持清洁，无污染，且不得在阳光下直晒。钢套管接口无暇点，焊接接缝平整，肋部与钢板平面垂直，且应按设计规定进行防腐处理。
参考文献：
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[3]姜浩.浅析顶管施工技术在市政给排水施工中的应用[J].低碳世界，2017（13）：110-112.
论文作者:于欢欢
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/29
标签：机头论文; 导轨论文; 管道论文; 高程论文; 顶管论文; 测量论文; 千斤顶论文; 《基层建设》2019年第14期论文;