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摘要：顶管施工是继盾构施工之后而发展起来的一种地下管道施工方法，它不需要开挖面层，并且能够下穿公路、铁道、河川、地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等。经过多年的发展，顶管技术在我国已得到大量地实际工程应用。本文以广州市白云区某变电站配套220KV线路工程电力隧道的顶管施工为例，对顶管机在城市内下穿河流、建筑物、管线等复杂环境过程中施工技术及管理要点进行分析。
关键词：顶管施工；地下管道施工；下穿建筑物
1工程概况
该顶管隧道本工程地处广州市白云区繁华城中村地带，隧道南侧为大量2～9层商铺，北侧为繁忙市政道路，沿线要下穿石井河，河流为K4+095附近的石井河，水面宽度为30m，水深3～4m，河水受珠江潮汐影响，潮汐涨退之间起落变化为1.0m～1.5m之间。本隧道穿越横向河流下穿区域为30米，顶管覆土为5～6米，该河涌主要为排污河道，无船只通行。该隧道线路内地质为强风化炭质灰岩、粉质粘土、中粗砂。
2顶管施工技术及管理要点
2.1顶管机的选型
本工程选用的是一种具有破碎能力的泥水平衡的顶管机，通过把进水添加粘土等成份的比重调整到一定范围内，即使挖掘面是砂的土质，也可形成一层结实的不透水泥膜，同时平衡地下水压力和土压力。根据顶管所处的工程地质、管道穿越的土层地质情况、覆土深度、管径、工程环境与场地、地面建筑与地下管线、对地面变形的控制要求等因素，经过实地考察、通过经济技术比较，合理选择顶管机头。顶管机的刀盘前面切割面安装有合金固定刮刀，刮刀在刀盘的4把刀杆上的布置是全段面切割布置，滚刀和刮刀对前面土体是全段面的刮动，刮刀对破裂的土体进行切割，掏空前方土体，顶管机向前推进。
顶管周边环境实景图
2.2顶管机施工及管理
按施工选型确定的顶管机头，经严格维护保养确认其性能完好，方能运入工地。根据机头重量、现场条件等，选用具有足够起重能力的吊机，将机头缓慢、平稳吊人工作井，并安放在导轨上。机头与导轨的接触面必须吻合、平稳。测定机头中心、标高、坡度，应符合设计要求。机头安装就位后，应将电、水、油、泥浆、气压和操作系统等设备分别连接，不得渗漏，并对各分系统进行试运行检查，直至运行正常，操作灵活。
顶管前根据工程设计选用顶管机头的类型、土质、管径、顶进长度、覆土深度、工作井的结构类型、后靠土体、顶管工艺等因素，对顶力进行分析和估算。对工作井结构后靠及土体所能承担的顶进反力进行验算。顶力（R）由机头土面的迎面阻力（N）和顶管管壁外周摩阻力（F）两部分组成，即R＝ N＋ F。顶管中最大顶力必须小于管材设计允许的顶力。
顶管施工中应沿管壁外周均匀压注触变泥浆以减少顶进阻力。
从顶管机到达建筑物下部开始，在顶管机通过建筑物的时间内，需对地表沉降及建筑物倾斜、不均匀沉降、裂缝开展情况进行监测。顶管机通过时每天监测两次，沉降监测一般以设计经过计算得出的数据为依据，地表下沉允许值为10 mm；房屋不均匀沉降允许值为0.002 L（L为框架梁跨长）；房屋倾斜不允许大于0.004。测点布置力求合理，及时反映出建筑物、河堤及周边构筑物等的实际变形及对周围环境的影响程度。监测工作由专门的量测小组负责完成，监测数据应及时整理分析，每周进行一次小结。监测报告应包括阶段变形值、变形速率、累计值，并绘制沉降曲线、历时曲线等，及对监测结果进行评价。如发现监测数据异常，应立即复测，并检查监测仪器、方法及计算过程，确认无误及时反馈信息调整掘进参数。
机头顶出工作井预留洞前，洞口封板、封堵及止水圈按设计和施工组织设计要求正确安装就位。对所有顶管设备、压浆、测量、管材、人员组织等进行全面检查。经整体联动调试运转，确认全系统设备技术状态正常后，准备开洞门机头出洞。机头出洞时，顶进操作应谨慎平稳、匀速推进，首节管出洞口后即应开始均匀压注触变泥浆。在管节出洞10～20m范围内，调整切土、出泥、顶速、土压、轴线、标高等技术参数，逐渐调整至正常状态。机头和管节出洞后，洞口橡胶止水圈应严密封堵机头管壁与洞口的环形闻隙，水土与触变泥浆不冒出洞口。
3结束语
随着我国经济持续稳定地增长，城市化进程的进一步加快，我国的地下管线的需求量也在逐年增加。顶管施工等非开挖技术的发展必将向规模化、规范化、国际化的方向发展。鉴于国内目前顶管施工技术水平参差不齐，缺乏规范化，今后仍需加强管理，努力推广先进技术，提高施工水平和改善施工工艺。
参考文献：
【1】《顶管施工技术及验收规范（试行）》中国非开挖技术协会行业；2006
【2】《给水排水工程顶管技术规程》CECS246：2008
【3】《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）建筑机械使用安全技术规程》【4】（JGJ33-2012）中国南方电网公司有限责任公司电网建设施工作业指导书（2012年版）
【5】《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-2012
【6】《给水排水管道施工及验收规范》GB50268-2008
【7】《地下防水工程施工及验收规程》GB50208-2008
【8】本项目相关设计图图纸《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）
论文作者:袁兴明
论文发表刊物:《基层建设》2018年第8期
论文发表时间:2018/5/28
标签：顶管论文; 机头论文; 建筑物论文; 刮刀论文; 洞口论文; 泥浆论文; 隧道论文; 《基层建设》2018年第8期论文;