摘要：市政排水管道作为城市基础建设的组成部分，施工技术繁杂多样，为了有效保护环境和解决排水管道施工对城市交通、管网、构筑物的影响，顶管施工技术在城市建设中得到了广泛的应用，本文主要针对污水管道顶管施工技术进行分析讨论，有助于相关人员把握施工要点，提高施工技术水平，从而确保顶管施工优质，高效、安全。
关键词：市政工程；排水管道；顶管施工
引言
顶管施工不仅能对城市交通道路、管网、构筑物等市政设施进行有效保护，而且还能保证顶管施工质量、排水管道施工工期和节省施工成本，因此排水管道施工应结合项目周边环境和边界条件，科学、合理地选择施工方法至关重要，尤其是顶管施工技术，本文结合成都市天府新区青里沟污水管道施工情况，着重阐述顶管施工技术在城市排水中的应用。
1 工程概况
青里沟污水干管工程位于青里沟东侧绿化带内，距设计河道中心线约13m，设计起点接广州路已建d700及d1000污水管，污水井对应青里沟桩号6+90，设计终点至泄洪道已建d1600污水干管，对应青里沟桩号10+40，长约400m。根据设计图纸，为避免天然气管线以及铁路桥的影响，W6~W8段管道采用顶管施工，工作竖井兼做检查井。
2 施工调查、准备
根据施工图纸对施工区域及影响范围内管线、构、建筑物等进行位置、埋深排查、确认和保护，确保顶管施工安全和不受到影响。
3 工作竖井、接收井施工
3.1测量放线
井口开挖前，先以竖井中心为十字中线基点，距边缘3~4m处钉立临时标桩，在标桩上钉小钉表示中线位置，在同一中线的对应标桩小钉上引拉钢丝细线，两钢丝交点即为竖井中心，由此点向下挂垂线即为竖井中心线；井内测量采用高程点传递来实现，通过竖井导入标高，与竖井定向同时进行。
3.2竖井施工
竖井施工流程为：测量放线→地面以下4.3m（井口护壁与锁口圈梁）开挖→井口护壁与锁口圈梁施工→护壁土方回填→竖井开挖→竖井初衬施作→防水层施作→二衬施作。
3.2.1地面以下4.3m（井口护壁与锁口圈梁）开挖
地面以下4.3m为竖井井口与锁口圈梁。上部4.3m为素填土和杂填土地段，开挖坡比1：1.5，并素喷10cm C25混凝土进行支护，边开挖边支护。底部工作面宽度为5m，采用1.6m3反铲分层开挖，每层开挖深度不超过3m，开挖到锁扣圈梁底部高程以上30cm后采用人工开挖。
（1）锁口圈梁施工：圈梁段土方开挖到设计标高后，然后预埋竖井井口初衬纵向连结筋和安装锁口圈梁钢筋，待模板安装完毕后进行圈梁混凝土浇筑。
（2）井口护壁施工：锁口圈梁混凝土达到设计强度75％后，进行井口护壁钢筋与模板制安，方法同圈梁施工，然后进行井口护壁混凝土浇筑，护壁高出原地面20cm，以保证施工安全及防水。
（3）竖井开挖：竖井土方开挖采用对角开挖的方法。土方开挖先挖竖井中部，再分段开挖四周井壁，按1/4对角线对称开挖，严禁全断面开挖。开挖应分层进行，每层开挖深度为80cm，开挖后及时喷射8cmC25混凝土进行封闭，然后进行初衬结构的施工。竖井开挖采用人工开挖，装入吊斗，卷扬机提升外运的方式进行，竖井到底后，在稍偏位置开挖集水坑，待钢筋安装完成后进行混凝土封底，同时将隧道中心点、高程控制点及时引入竖井。在开挖过程中要随时观察土体稳定情况，并及时采取相应措施。
（4）防水施工：初衬施工完成后，进行防水结构的施工，防水从底板开始进行，由下至上推进。先进行初衬基面清理，将凸出的部分抹平，凹处的需补喷进行调平，将PE泡沫塑料用射钉平整牢固地铺设在初衬砼上，在PE泡沫上安装热塑性塑料垫圈用以固定LDPE防水板材，间距50~100cm，成梅花形交错布置，LDPE防水板材采用焊接方式搭接，搭接长度20cm，二衬井壁与底板防水层搭接长度为50cm，焊缝之间留空腔。
（5）二衬施工：二衬为模筑混凝土，采用人工搭设满堂脚手架进行施工，满堂架随二衬混凝土浇筑的高度升高而升高，混凝土采用分层浇筑，每层浇筑高度为2.5m，浇筑顺序为：底板→井壁。
4 顶管施工
顶管施工在竖井二衬施工完成后进行，顶管设备安装前先将洞口支护加固或修整完成。
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4.1后背墙、顶铁、导轨选型及施工
（1）后背墙是千斤顶的支承结构，后座墙表面要平直，并垂直于顶进管道的轴线。本工程采用装配式后背墙，因竖井为圆形结构，为保证受力面平整，后座采用现浇混凝土作为后座，后背墙受力面B*H=3m*3m。
（2）顶铁是传递和分散顶力的设备。要求它能承受顶压力而不变形，并且便于搬动。根据顶铁位置的不同，可分为横顶铁、顺顶铁和U形顶铁三种，本工程采用横顶铁。
（3）导轨安装是顶管施工中的一项重要工作，安装的准确与否直接影响管道的顶进质量，导轨材料选用18kg/m的轻型钢轨，导轨安装前，首先由测量人员在基坑底板标定出管道中心线，并用水准仪将高程引测至边壁上，导轨吊装到位后，由测量人员实时监测导轨安装过程，严格保证导轨位置、坡比满足施工要求，调校合格后，使用道钉将导轨固定在方木基础的轨枕上。
4.2千斤顶安装
主顶站千斤顶选用油缸，固定在型钢制作的千斤顶支架上，支架焊在井底横梁上，千斤顶着力点应在与水平直径成45°的顶管圆周上，即与管道中心的垂线对称，其合力作用点在管道圆心上，每个千斤顶的纵坡尖与管道设计坡度一致。
4.3顶管内通风及检测系统
顶管施工通风采用压入强制性通风措施，YC-400AS移动式空压机将压缩空气输入空气滤清器，再进入储气桶，经过气压调节阀，将压缩空气用Φ48的通风管传输至管道最前端，并将管道最前端的空气排出，以此进行空气循环，通风管随管道顶进而跟进。在每次下井前，必须由安全员用气体检测仪对管道内进行检测，确保安全后才能进行施工。
4.4顶进施工
工作坑内设备安装完毕，经检查各设备、配套辅助设施全部处于良好正常状态并对所有参与顶管的施工人员、管理人员进行安全、技术交底后即可进行开挖和顶进施工。
（1）管前端挖土及首节顶进施工：首先将管子下到导轨上，就位以后，装好顶铁，校测管中心和管底标高及接口处是否符合设计要求，合格后即进行管前端取土，人工将洞口挖至1m深时，将管道用千斤顶顶入洞口，人工进入管道进行施工。
（2）顶进程序：顶进利用千斤顶将管道向前推进，其操作过程如下：安装好顶铁、挤牢，管前端已挖一定长度土后，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；顶进一节后，回缩千斤顶，拆开通风、照明等管线，吊入下一管段，校直对中，接好接头，安装好顶铁，接通各管线，开动油泵顶进一千斤顶行程，回缩千斤顶，测量、加顶铁，重复顶进至一节管体后，又重复上述流程，直至预定管道顶完。
（3）减阻润滑：顶进过程中，若摩擦力过大时，采取边压触变泥浆边顶进，触变泥浆通过制造、储存、压浆系统，从第一节管注浆孔处压入触变泥浆，形成一定厚度（15mm左右）的泥浆套，间距6～8m设一道补浆孔，使顶管在泥浆套中向前滑行，减少摩阻力，为使泥浆能及时将管壁空隙灌满，灌浆速度要与顶进速度相适应，注意观察，防止跑冒。
（4）接口处理：管节接口由砼管钢套企口环，橡胶止水带和软木衬垫组成。第一节管道顶进施工完成后，收回顶管机，吊装第二节管道，管道就位，在第二节管道口凹槽处粘贴橡胶止水带；启动顶管机，慢慢推动第二节管道与钢套环对接；将软木衬垫夹于前后管节钢套环间，以均匀管节间的相互作用力，减少接口损坏。接口处理完后，继续顶进施工。管道顶通后，须作内接口处理，将管节间的胶合板（软木衬垫）凿2～3cm的槽，用沥青弹性嵌缝膏或水泥砂浆抹平。
5 顶管施工的质量控制
顶管在施工过程中需随时加强质量检查和控制，不合格产品禁止使用，发现问题需及时处理解决，重点是做好顶管顶进过程中的偏差控制，在顶进的过程中如果出现10mm左右的管位偏差，此时就应立即进行校正。纠偏校正要缓慢的进行，使管子逐渐复位，不能用力过大硬性调节。若在施工过程中出现高程和方向偏差同时存在的两种情况，首先应当纠正偏差大的。纠偏时应该做到在顶进中采用小角度逐步进行，勤调微纠。当顶管机头发生旋转时，可以在管内相反方向增加压重块或在中间站提供旋转纠正力矩。
6 结语：
随着我国工程技术的不断发展，顶管施工技术得到了飞速的提高和发展，尤其在市政道路排水工程中起到非常重要的作用，顶管施工不仅有效地降低了对构筑物、道路、管网的影响，而且是一种安全、高效、经济、环保的施工方式，对于推动城市的发展有着重要的作用。
参考文献：
[1]梁绍容；市政排水管道顶管工艺的设计和应用[J].科技风，2011，27（1）：31-33；
[2]肖鹏；顶管施工技术在市政工程中的应用[J].中国城市经济，2011，31（08）：57-58。
论文作者:徐学渠
论文发表刊物:《基层建设》2018年第10期
论文发表时间:2018/6/4
标签：竖井论文; 圈梁论文; 管道论文; 顶管论文; 千斤顶论文; 井口论文; 导轨论文; 《基层建设》2018年第10期论文;