上海浦兴路桥建设工程有限公司 上海 200120
摘要：本文以市政排水工程中的顶管施工为例，主要介绍顶管施工中存在的问题，如出洞存在的磕头、管节后退，进出洞口坍塌，管道轴线、高程偏差，顶力过大，工作井及后背墙变形坍塌，后背破裂、位移或变形，地面下沉等，并提出相应的切实可行的防治措施，提高工程质量。
关键词：市政工程；顶管施工；质量控制
1、顶管施工技术
顶管施工技术即非开挖管道敷设施工技术，借助顶进设备产生的顶力克服原本的摩擦力从而将管道放置在土层中，将土方运走的过程。
与传统的管道施工技术相比较，利用该技术进行施工时，不用对土层开挖，就可以达到穿越地面构筑物、河道、地下管线、铁道等工程结构，降低施工难度，同时可以缩短施工工期。
2、顶管施工技术保证措施
2.1顶力控制措施
顶管施工顶力估算
顶管施工中的顶进力是指在施工中推进整个管道系统和相关机械设备向前运动的力，需要克服顶进中的各种阻力和各种外界因素影响。图为顶力计算示意图，根据轴力平衡，顶进力P一般可简单认为由迎面阻力PF与管道摩阻力F两部分组成。
r——土的天然重度；
Ф——土的内摩擦角；
H——管顶土层厚度；
Φ800顶管最长段50米
R1=r（H+2/3×D）tg2（45o+Ф/2）
=19.6×（6+2/3×0.96）×tg2（45o+19.5/2）
=261
F2=（л/4）×D2×R1
=（л/4）×0.96×0.96×261
=189（KN）
F1=f×π×D×
=2×π×0.96×50
=754（KN）
F=F1+ F2
=189+754 =943（KN）
设计工作井最大允许顶力为2000kN，所以本段顶管无需设置中继间。
2.2顶管防扭转措施
2.2.1初始顶进阶段防扭转措施
若管道推进距离较短，逆时针方向纠转，则可以将左侧主推千斤顶前端抬起，右侧千斤后端抬起，从而主推千斤顶推进时会产生反向的扭距，使管道扭转慢慢得到纠正。若顶管机顺时针方向纠转，主推千斤顶则反之。该方法产生的扭矩一般能在顶进距离较短的初始顶进阶段发挥作用，距离越长效果越不明显直至无效果；
2.2.2正常顶进阶段防扭转措施
由于顶管沿线穿越土层的变化、顶管纠偏及管内两侧设备布置不均匀等因素会造成推进时管道发生不同程度的扭转，这直接影响到顶管的顺利进行，严重的将会导致管道扭转变形。为确保持各预留孔垂直度，顶进前在顶管机、中继环均设扭转指示针，一旦发现微小的扭转，主要采用以下措施：
（1）调整刀盘转向纠扭措施
通过控制掘进机刀盘转向（顺时针和逆时针方向），对在掘进时产生的转矩进行纠扭。
（2）配重纠正扭转措施
在管内设备及管道安装时，根据重量平衡原理，在安装设备及管材的另一侧配以相同重量的配重，使管道顶进时左右重量保持平衡，消除人为造成管道扭转的因素。
若以上方法不能达到预期效果，则用单侧加压配重的方法进行纠扭，因此我们配备了5t压铁，单块重量为25kg。
2.3顶管机出洞安全技术措施
2.3.1顶管机出洞防磕头措施
顶管机重量较大，顶管机在刚出洞时，基本不受浮力作用，出洞时如操作不当，极易造成磕头现象。
2.3.2出洞止水措施
顶管机的进出洞是顶管施工的关键工序，一旦出洞发生问题，则极易造成洞门渗漏水，造成水土流失，引起周围地面沉降、还会导致触变泥浆渗漏。进、出洞止水装置一直作为顶管进出洞的重要止水措施，一直是我们关注的重点，在众多工程实践中积累了丰富的经验。
2.3.3管节止退措施
考虑本工程管顶覆土较深、顶管正面土压力相对比较大，在初始顶进阶段，正面土压力远大于管周围的摩擦阻力，极易造成管节回退，致使到盘正面切口水压下降，从而造成正面坍方、洞口止水装置受损及顶管姿态不良等严重后果。因此拼接管子时主推千斤顶在缩回前必须采取相应的止退措施，对已顶进的部分与井壁进行固定，直至钢管外壁摩阻力大于掘进机正面土压力为止。目前主流的止退措施有：1、在管道外侧井壁区域内埋设预埋钢板，初始顶进时在主推千斤顶 退回前将管道预埋铁用钢板与井壁预埋件相连。2、钢法兰底部与井内导轨采用焊接件临时连接。
2.3.4顶进姿态控制措施
顶管姿态控制要点如下：
1、加强顶管测量管理
（1）本工程对工程控制点的复测工作都必须按规范要求进行实施，确保测量数据的准确。
（2）顶管过程每隔50米左右复核一次轴线，确保自动测量系统的准确性。
2、加强顶管纠偏管理
（1）在顶进过程中，必须注意偏差发展的趋势。纠偏的原则是：务必让偏差保持在较小的波动范围内，并且做到勤测勤纠，小幅度纠。严格控制纠偏角度，严禁大角度纠偏；
（2）不间断分析管道顶进中偏移轨迹的变化，确定合理的纠偏幅度。根据历史轨迹曲线查询和实时轨迹曲线显示，可直观地分析判断顶管机的偏差趋势；
2.3.5地面沉降控制措施
在顶管施工前，必须与沿线管线单位取得联系，摸清管线、标高、位置。制订切实可行的保护措施，并取得对方的认可才能施工，确保地下管线的安全。
1、地面监测，优化掘进机参数
在初始推进阶段，要精心组织地表监测，在轴线上方每隔3m布设一个沉降控制桩。通过地表监测得到隆沉量与相对应的掘进机主参数（包括推进速度、开挖面泥水压力值，出土率等）进行比较，从而优化掘进机参数，指导以后的顶管推进。
2、注浆稳定措施
除了在初始推进阶段，优化推进参数以外，在顶进过程中加强同步注浆也是有效手段之一，必须尽可能将膨润土泥浆套随机头向前移动，形成连续的环状浆套。要选择触变性能良好的膨润土制浆材料。
3、结论
顶管施工技术与传统施工技术相比具有十分明显的优势，可以节省人力，缩短施工时间，能够很大程度的降低工程施工对周围的人与环境的影响，利于市政工程的顺利推进。我国的顶管施工技术目前还处在发展阶段，会遇到很多问题，本文主要结合了在本工程顶管在实际施工情况中会出现的问题，提出的质量控制措施，保证施工的规范性，不断提高工程施工质量。
参考文献
[1]孙连溪.实用给水排水施工手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2000.
[2]GB 50268-2008给水排水管道工程施工及验收规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2008.
作者简介：刘冲，男，1995年8月生，陕西渭南人，本科，从事市政工程工作。
论文作者:刘冲
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/11
标签：顶管论文; 措施论文; 管道论文; 施工技术论文; 千斤顶论文; 进阶论文; 出洞论文; 《建筑学研究前沿》2018年第31期论文;