佛山市桂园建筑工程有限公司 广东 佛山 528200
【摘 要】本文主要针对市政排水工程中顶管顶进的施工技术展开了探讨，通过结合具体的工程实例，对施工的组织及方法作了详细的阐述，并对顶管施工的程序及顶进施工技术作了系统的分析，以期能为有关方面的需要提供参考借鉴。
【关键词】市政排水；顶管；顶进施工
所谓的顶管施工，就是非开挖施工方法，是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术，在市政的排水工程中得到了广泛的应用。我们需要做好顶管的施工，特别是要运用好顶管顶进的施工技术，以保障市政排水的整体施工质量。基于此，本文就市政排水工程中顶管顶进的施工技术进行了探讨，相信对有关方面的需要能有一定的帮助。
1 施工组织及方法
1.1 工程概况
某市政改建项目顶管排水涵全长181.52m，由60，61.73，59.79m 三段组成，顶管工程为第二直线段。入口段60m和连接出口段59.79m采用明挖施工（含工作井），其余采用顶进施工。顶进相接端1.9m采用暗挖施工，采用钢筋混凝土结构。
1.2 施工进度计划及劳动力安排
顶管涵开工日期为2013年9月20日，完工日期为12月5日。总工期90d。顶管排水涵二段3个工作井，按每天顶进速度4m计算，管涵顶进段施工时间约为16d，考虑工作井施工时间5d和养护期5d，以及出入口附属工程15d。排水顶管涵施工工期可考虑为90d。
2 顶管施工程序
2.1 顶进井工作基坑土方开挖
根据顶进井工作基坑的设计尺寸6m（长）×5m（宽）和该地段的地质条件和现场的施工条件，采用人工配合风镐对顶进井工作基坑的土方，分层分段开挖，尽量减少扰动原状土，并及时进行C30钢筋混凝土支护。当达到基坑底标高以上0.5m时采用人工开挖，尽量减少对基底原状土的扰动。
2.2 工作井与接收井施工技术
（1）严格控制后靠背、洞口墙的水平度和垂直度。洞心的标高和洞口的直径要符合设计要求。
（2）为防止顶进时工作坑的滑移与左右倾覆的事故发生，必要时采用降水，减少淤泥层的水位，改变土层的支撑力，保证在无水的工作井基坑下施工。
（3）工作井开挖后，如基底土质较差，将工作井基坑底板换填50～100cm厚的碎石砂层，加大地面摩擦力，在底板的两端设地梁，必要时打槽钢入地下作地梁的锚，保证反滑力与反倾覆力。
（4）后墙（顶力的后座）施工采钢筋混凝土结构，基坑较深，整个工作井成矩形。利用3个工作井来施工顶进段，减少了施工造价与施工时间，保证了工期与质量。
（5）在开挖施工中采用钢筋混凝土护壁，上下两节护壁间搭接10cm以上。综合设计地质及地下水等因素为考虑，确定护壁采用内齿式阶梯形型式，护壁砼强度等级C30。
2.3 顶管施工流程
顶管施工流程见图1。
3 顶管顶进施工工艺
3.1 推力计算（直径2000mm）
顶管工作井允许最大顶进力1000t，安全系数取1.25，最大控制顶力为8000kN。因此，无须加设中继间接力顶进。考虑地下工程复杂性及不可预见因素，设备顶进能力应达到8000kN，采用2个4000kN的千斤顶可满足要求。
3.2 管材接口、下管就位
（1）顶进段顶管管材采用φ2000F型接口管材。选用优质合格的管材并处理好管节接口对顶管施工是十分重要的。要按有关规范对管材作现场检查验收，如发现不合格坚决予以退回。顶管管节的第一节和最后一节进行特殊处理。
（2）针对现场实际情况，钢筋混凝土管下管就位采用吊车吊装，人工配合的方式进行，下管时工作坑内严禁站人。
（3）管节起吊时应保持水平状态，起吊要缓慢平稳，施工作业人员用麻绳牵引，避免管节来回晃动。管节下吊速度均匀，低速轻放。当管节距导轨小于50cm时，操作人员方可近前工作。管节将至井底时，平稳放置在轨道面上。
3.3 顶管测量与控制
顶管工程的测量工作是整个顶管工程质量的关键，测量工作的准确性将直接影响到管线实际轴线的平顺，甚至影响到顶管的顺利贯通。因此，要严格按照测量规范和设计要求精心实施，确保无误。
在顶进中坚持“勤测、勤纠、缓纠”的原则。当工具管开始顶入土层中，每顶进0.3m测量1次；正常顶进后每顶进1m测量1次；当出现偏差时，应停止顶进，分析原因，再及时纠正，纠偏逐步进行，坚持“缓纠、慢纠”，小角度慢慢纠偏，纠偏角度控制在10～20s之间，并且增加测量次数。钢筋混凝土顶管最大偏角≤0.5°。
管线轴线偏差≤50mm。
标高偏差＋30～－40mm。
相邻管节错口≤10mm无碎裂。
内腰箍不渗漏，橡胶止水圈不脱出。
近接口抗渗试验应达0.5MPa，顶管在纠偏过程中应勤测量，多微调。
3.4 顶管机进出洞口技术方案
（1）对进出洞口土体采用压密注浆进行加固，加固的范围：在深度方向，洞口上下各2m，左右各2m；长度方向为6m。
（2）为使进出洞口顶进过程中不发生泥水流失，在进出洞口里安装橡胶止水法兰。
（3）进出洞措施。作好进洞前的准备工作，包括人员设备；工具管出洞后，及时将工具管吊出井外，并抓紧处理井内泥浆和进行洞口封门止水；工具管出洞后止水工作抓紧做好，就可避免洞口处土体流失、管节沉降等现象，从而确保顶管质量；如两端顶进，工具管将用钢筋焊接处理，再浇注混凝土，形成钢筋混凝土结构连接2段管段。
3.5 顶管注浆
注浆是最大限度降低顶进阻力的关键。注浆使管周外壁形成泥浆润滑套，从而降低了顶进摩擦阻力，形成支撑作用。注浆原则是先注浆，后顶进；随顶进，随注浆。注浆时还要满足以下几点要求。
（1）选择优质的触变泥浆材料，对膨润土取样测试，主要指标为造浆率、失水量的动态比。
（2）在混凝土管上预埋压浆孔，压浆孔的设置要有利于浆套的形成。注浆前通过注水检查注浆设备，确认设备正常后方可灌注。
（3）膨润土的贮藏及浆液配制、搅拌、膨胀时间按照规范进行，搅拌均匀的泥浆静置一定时间后再灌注。
（4）压浆方式要以同步注浆为主，补浆为辅。在顶进过程中，要经常检查各推进段的浆液形成情况。
（5）注浆设备和管路要可靠，具有足够的耐压和良好的密封性能。注浆遇有机械故障、管路堵塞、接头渗漏等情况时，经处理后方可继续顶进。
（6）注浆泵的流量与顶进速度相匹配。搅拌时间：不小于3min，浆液中不得混有水泥结石、水泥袋纸等杂物。
3.5.1 顶管注浆终止条件
（1）注浆总量和注浆压力均达到设计要求。
（2）注浆总量已达到设计的70%，且注浆压力达到设计注浆压力的150%并维持5min以上。
（3）注浆总量已达到设计的70%，且管顶或地面出现明显上抬。
3.5.2 顶管注浆施工中出现的问题和相应措施
（1）阀门打不开。压力达到10MPa以上仍然打不开压浆阀，说明阀门已经损坏，不要强行增加压力，可在另一根管中补足压浆数量。
（2）出现注浆压力低于正常值。应改为间歇压浆，间歇时间可为30～180min，间歇压浆时可适当降低水灰比，当间歇时间超过60min宜压入清水，清洗导管和管阀。
（3）出现冒浆。注浆时常会发生水泥浆沿着管侧或在其他部位冒浆的现象，若水泥浆液是在管或者地面上冒出，说明管底已经饱和，可以停止压浆；若从管侧壁冒浆，压浆量也满足或接近了设计要求，可以停止注浆；若从管侧壁冒浆且压浆量较少，可将该注浆管用清水或用压力水冲洗干净，等到第2天原来压入的水泥浆液终凝固化、堵塞冒浆的毛细孔道时，再重新压浆。
3.6 顶进
顶进利用千斤顶出镐，在后背不动情况下将被顶进管节推向前进，其操作过程如下。
（1）安装好顶铁并挤牢，管前端已入土一定长度后，启动油泵，千斤顶过油，活塞伸出一个工作行程，将管节推向一定距离。
（2）停止油泵，打开控制阀，千斤顶回油，活塞回缩。
（3）添加顶铁，重复上述操作，直至安装下一节管子为止。
（4）卸下顶铁，下管，用钢套环连接混凝土管，在混凝土管接口处放一圈木垫层，以保证接口缝隙密封和受力均匀，并采用橡胶止水圈防渗漏，保证管与管之间的连接安全。
（5）重新装好顶铁，重复上述操作。
3.7 顶管跟踪注浆与顶管结束后补浆控制沉降
为防止顶管顶进过程中地面沉降的发生，在原配浆的基础上，将水的掺量降低6%，来提高触壁泥浆的稠度，起到控制触壁泥浆的流失，可防止地面沉降的发生。
4 结语
综上所述，随着城市化进程的不断加快，对市政的给排水工程的需求越来越多，而顶管技术施工过程可以说是一个比较复杂的力学过程，因此，我们需要采取有效的技术做好顶管工程的施工，以保障市政的排水工程质量。
参考文献：
[1] 《市政排水管渠工程质量检验评定标准》（CJJ3-2008）
[2] 《给排水管道工程施工及验收规范》（GB50268—2008）
[3] 郑燕妮.市政给排水工程中的顶管施工技术分析[J].中国科技博览.2014（21）.
论文作者:彭剑锋
论文发表刊物:《低碳地产》2016年13期
论文发表时间:2016/11/9
标签：顶管论文; 注浆论文; 工作论文; 基坑论文; 洞口论文; 市政论文; 泥浆论文; 《低碳地产》2016年13期论文;