摘要：本文以成都市某市政工程分洪工程顶管施工为背景，简要介绍了顶管工作井、中继间的布置及工作井、顶管作业的施工流程及工艺，并根据施工情况总结了顶管施工相关注意事项，为以后类似工程提供了一定的借鉴经验。
关键词：市政工程；顶管施工
一、工程概况
本工程为四川省成都市天府新区鹿溪河东侧老河道分洪工程，由于兴隆湖东侧两条主要排洪沟现在直接排入兴隆湖，但兴隆湖作为景观水体不承担片区排洪任务，所以本工程主要保证排洪沟50年一遇标准洪水不入湖，保障兴隆湖汛期安全及入湖水质。
1、地质及水文条件
本工程顶管段土质均为中风化砂岩或中风化泥岩。场区地下水以上层滞水、基岩裂隙水为主，水量不大，主要接受大气降水和地表水系的补给。
2、顶管主要参数
分洪工程顶管段长302.2m，管径D2000mm，桩号K0+140～K0+442.164，设置2个工作井，其中1号工作井顶标高486.15m，高10m，直径φ7m，桩号K0+140，顶进长度122.82m，管道埋深6.25～18.28m，设中继间1个，2号工作井顶标高497.4m，高20m，直径φ7m，桩号K0+226.319，顶进长度172.39m，管道埋深7.5～27.1m，设中继间2个。
工作井设计为圆形，采用C30钢筋混凝土，1号工作井井壁厚度500mm，底板厚度700mm，2号工作井井壁厚度700mm，底板厚度900mm。
二、施工工艺
1、工艺流程
（1）工作井施工
顶管工作井包括顶管始发井和顶管接收井，其施工工艺流程如下：
基坑测量放样→基坑开挖→绑扎钢筋→内模板支护→浇筑第一层混凝土→养护→开挖第二层→扎钢筋和支模→浇筑第二层混凝土→重复第二层步骤→封底板。
（2）顶管施工
工作井中心测量放样→设备安装→管道吊装到位→人工掘进、出土→开机顶进→测量控制及纠偏→管道拼装→管道顶进→第二节管道掘进、出土、顶进→同上继续顶进→顶进到位→出洞、拆除工具管→全线复测→顶进结束。
2、施工工艺
（1）工作井施工
施工前，采用全站仪进行工作井测量放样，并做好中线控制桩的测设及保护工作。
工作井采用逆作法施工，分节开挖、分节浇筑井壁混凝土支护，分节高度为1m。工作井1～5m深度可采用挖掘机直接开挖，当工作井深度超过5m后用50t汽车吊将小型挖掘机（70型）吊入井坑进行挖掘，当开挖至中风化岩层时采用小型挖掘机破碎开挖。
出土采用QY25K汽车吊垂直运输，汽车吊布置在井边，支腿与井壁的安全距离为1.5m。井内土石方集中堆放于靠近汽车吊一侧，采用1m3吊斗装土，吊装时吊斗中心线与井壁的距离控制在1.5m内。
工作井开挖至设计标高后，及时绑扎底板钢筋、浇筑底板混凝土，并预留集水坑，积水及时用Φ100mm口径潜水泵排出。
（2）顶管设备安装
本工程主顶设备选用4台250t的千斤顶，管节的吊运、装车、下管均采用25t汽车吊进行。主顶装置分两列布置，主顶为单冲程千斤顶，总行程为1.1m，在油压31.5MPa下主顶千斤顶每只的最大顶力为2500KN，主顶最大总顶力可达10000KN，实际施工时应控制油压。
千斤顶安装应与管道中心线垂直线对称，其合力的作用点应在管道中心线的垂直线上。每台千斤顶的使用压力不应大于其额定工作压力。千斤顶的油路必须并联，每台千斤顶应有进油、退油的控制系统。
为使管端面尽可能均衡受力，采用护口铁与管端面直接接触，两者之间加橡胶垫，然后在护口铁后设置U形顶铁，千斤顶通过U型顶铁顶进。顶铁安装后的轴线应与管道轴线平行、对称。
管道导轨选用钢质材料制作（38#轨道），长度为6m，其安装宽度、坡度满足要求，并稳固可靠。
（3）中继间
为控制工作井内千斤顶最大顶力，减小管道顶进阻力，在每个井段之间设置中继间，使每段顶管实际顶进长度变为60m左右。
每个中继间由10个均匀分布的顶推油缸（千斤顶）、中继间前位管、中继间后位管、橡胶止水圈、加劲环、加劲板、内封板等构件构成，顶推油缸单个顶力为80t，总顶力为800t，中继间最大行程300mm。
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（4）顶管施工
根据工程地质条件，选用敞开式人工挖掘顶管机，采取触变泥浆减阻。
①顶进作业
在顶进施工前对管道的长度进行测量复核，根据管道的长度，每顶进2m或每完成一根管道顶进时，对第一节管道的垂直和侧向位置进行检测，记录的结果应绘制成图表。
首先将管子下到导轨上，就位以后，装好顶铁，校测管轴线和管底标高是否符合设计要求，合格后即可进行管前端挖方。挖方采用人工开挖，开挖长度控制在300mm以内，管前挖出的土、石及时采用小推车运出管外，采用25t汽车吊吊至坑外，再由自卸车运至弃渣场。管洞挖出后及时顶进，其操作过程如下：
A、安装好顶铁挤牢，管前端挖土一定长度后，启动油泵，千斤顶进油，活塞伸出一个工作行程，将管子推向一定距离。
B、停止油泵，打开控制阀，千斤顶回油，活塞回缩。
C、添加顶铁，重复上述操作，直至需要安装下一节管子为止。
D、卸下顶铁，下管，用钢套环连接混凝土管，在混凝土管接口处安装遇水膨胀橡胶，以保证接口缝隙和受力均匀或掺合其他防渗漏措施，保证管与管之间的连接安全。
E、重新装好顶铁，重复上述操作。
②触变泥浆减阻施工
在管壁外周空隙压注膨润土泥浆，形成一定厚度的泥浆套，利用触变泥浆的润滑作用，以减少顶进阻力。
（5）工作井回填
顶管施工完成后，按要求进行工作井回填。
三、注意事项
1、顶进施工
（1）应根据岩土条件、周围环境控制要求、顶进方法、各项顶进参数和监控数据、顶管机工作性能等，确定顶进、开挖、出渣的作业顺序和调整顶进参数。
（2）掘进过程中应严格量测监控，实施信息化施工，确保开挖掘进工作面的围岩稳定和围岩压力平衡；并控制顶进速度、挖土和出土量，减少岩体扰动和地层变形。
（3）手工掘进时，在允许超挖的稳定岩层中正常顶进时，管下部135°范围内不得超挖；管顶以上超挖量不得大于15mm。
（4）管道顶进过程中，应遵循“勤测量、勤纠偏、微纠偏”的原则，控制顶管机前进方向和姿态，并应根据测量结果分析偏差产生的原因和发展趋势，确定纠偏的措施。
（5）开始顶进阶段，应严格控制顶进的速度和方向。
（6）进入接收工作井前应提前进行顶管机位置和姿态测量，并根据进口位置提前进行调整。
（7）在软土、岩层中顶进混凝土管时，为防止管节飘移，宜将前3～5节管体与顶管机联成一体。
（8）钢筋混凝土管接口应保证橡胶垫板正确就位；钢管接口焊接完成后，应进行防腐层补口施工，焊接及防腐层检验合格后方可顶进。
（9）顶进时，作业人员不得在顶铁上方及侧面停留，并随时观察顶铁有无异常现象。
2、施工测量与纠偏注意事项
（1）施工过程中应对管道水平轴线和高程、顶管机姿态等进行测量，并及时对测量控制基准点进行复核；发生偏差时应及时纠正。
（2）顶进施工测量前应对井内的测量控制基准点进行复核；发生工作井位移、沉降、变形时应及时对基准点进行复核。
（3）管道水平轴线和高程测量应符合下列规定：
①出顶进工作井进入岩层，每顶进300mm，测量不应少于一次；正常顶进时，每顶进1000mm，测量不应少于一次；
②进入接收工作井前30m应增加测量，每顶进300mm，至少测量一次；
③全段顶完后，应在每个管节接口处测量其水平轴线和高程；有错口时，应测出相对高差；
④纠偏量较大或频繁纠偏时应增加测量次数；
⑤测量记录应完整、清晰。
（4）纠偏时开挖面岩体应保持稳定；采用挖方纠偏方式，超挖量应符合地层变形控制和施工设计要求。
（5）工具管纠偏应平稳，避免用大角度纠偏。
四、结束语
本文结合工程实例，对市政工程顶管施工从工作井、中继间的布置，到工作井、顶管作业的施工流程及工艺进行了简要介绍，根据施工过程中出现的问题，总结了顶管施工相关质量控制措施及注意事项，确保了顶管施工的顺利完成，为后续类似顶管施工提供了一定的借鉴经验。
论文作者:严志
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/24
标签：工作论文; 测量论文; 顶管论文; 千斤顶论文; 管道论文; 井壁论文; 轴线论文; 《基层建设》2019年第10期论文;