人工頂管施工在閻良藍天路雨污水管道工程中的應用

劉杰敏

（陜西華山路橋工程有限公司  710016 西安）

    西安閻良國家航空高技術產業基地藍天路是穿越產業園一條東西向主干道，西起高科路，東至迎賓路交叉口處，全長1903.231米，規劃紅線寬度50米。設計雨水管位在道路中心線兩側17.5米處，設計污水管位在道路南側5米處。最小管徑400mm，最大管徑為1650mm。

    由于現狀藍天路路況良好，目前是區內的唯一一條東西主干道，兩邊有多家企業入住，現階段先不施工道路工程，只施工雨、污水管道。為了不破壞現狀道路，不影響交通，雨、污水管道采用頂管施工。

    一、頂管施工方法如下

    本工程排水管道布置形式為：路兩側各布置一道雨水管道，位置在現狀道路兩側綠化帶上；一道污水管道布置在路的北側，位置在現狀道路的北側慢車道上。雨、污水主管道均采用D1000mm鋼筋混凝土Ⅱ級鋼承口管，支管采用D800mm鋼筋混凝土Ⅱ級鋼承口管，頂管施工。本工程污水管內底標高平均6m左右，最深處埋深為6.7m；雨水管內底標高平均4m左右。

    頂管分人工頂管和機械頂管，鑒于本工程排水管管徑不大、管道埋深較淺、地下水位較深、土質情況良好，宜采用人工頂管。

    二、頂管工程施工過程介紹

     1、工作坑位置的選定

    項管工作坑是項管施工時在現場設置的臨時性設施，選擇工作坑的位置還應考慮以下原則：

    1)有可利用的坑壁原狀土作后背；

    2)工作坑處應便于排水、出土和運輸，并具備有堆放少量管材及暫存土的場地；

    3)工作坑盡量遠離建筑物；

     2、工作坑設計

    各項進工作坑均為雙向坑。工作坑的尺寸應根據施工方法和設備尺寸，按實際布置的情況確定，同時要考慮工作坑設置的使用功能的因素。

    一般開挖工作坑，其底部的平面尺寸應根據管徑大小、管節長度、操作設備、出土方式及后背長度等不情況而定。

    1)工作坑的尺寸計算：

    矩形工作坑的底部尺寸一般可按下式計算其寬度(B)與長(L)：

    B=D1+2b+2C式中B——工作坑的底部開挖寬度(m)；D1——管外徑(m)；

b——管兩側操作空間(m)，一般為每側1.2～1.6m；C——撐板厚度(m)，一般采用0.2m。L=L1+L2+L3+L4+L5式中L——工作坑的底部開挖長度(m)， L1——管節長度(m)；L2——頂鎬機長度(m)；L3——出土工作間長度(m)；L4——后背墻的厚度(m)；L5——穩管時，已項進的管節留在導軌上的最小長度(m)，一般為0.3m～0.6m。

本工程在檢查井處間隔設置工作坑和交匯坑。工作坑底部尺寸采用4*6米，有支管處的工作坑處尺寸采用6*6米。交匯坑底部尺寸采用4*4米。

    2)工作坑及接收坑的支護

    工作坑及接收坑采取鋼木結構支護，主要采用20×20×400cm豎向擋板（立木）及4×20×400cm水平擋土板加固支護，四角用24cm工字鋼進行加固，其中要考慮上、下吊放管道等工作方便，且不影響施工及各項工序。本層支護完成后，及時進行下層土方開挖。

    3)工作坑的基礎

    采用混凝土基礎，基礎厚度為30厘米，強度等級為C20。澆筑寬度較枕木長50cm。并在混凝土內部埋設15cm×15cm的方木作軌枕(方木埋入混凝土的面包油氈)。這種基礎不擾動地基土，能承受較大的荷載。

    4)導軌安裝

    導軌安裝是頂管施工中的一項重要工作，安裝的準確與否直接影響管子的頂進質量，因此導軌選用鋼質材料制作，并應有足夠的剛度，導軌設計采用重型鋼導軌，其安裝要求如下：安裝后導軌應該牢固，不得在使用中產生位移，并且要求倆導軌應順直，平行，等高或略高于該處管道設計高程，其縱坡應與管道設計坡度相一致。

     3、測量標志的設置

    (1)將地面管道中心樁用經緯儀(精度指標不低于4〞)引入工作坑兩側坑壁上或支撐上，作為項管中心的測量基線。

    (2)將地面的臨時水準點用水準儀(精度指標不低于3mm)引入工作坑的底部。

    (3)工作坑的中心樁與水準點設置必須牢固可靠，要經常校對并保證準確。

    (4)管道中心樁的位置，要考慮到后背或基礎變形的影響。

    4、主要頂進設備

    (1)液壓千斤頂

    液壓千斤項采用雙作用活塞式液壓千斤頂。本標段頂管主要為D800MM管徑施工，埋深大。為保證頂力，頂進速度，每個工作坑擬采用200噸液壓千斤頂2臺，布置形式為水平觸地；

    (2)頂鐵

    頂鐵采用圓形或弧形頂鐵，主要用于保護管子端面，使端面傳力均勻，在管材受力端加橡膠板起保護管口作用。

    5．其他輔助設備及工具

    (1)工作臺：搭設在工作坑的頂面，主梁采用型鋼，上面鋪設15cm×15 cm方木，作為承重平臺，中間留下管和出土的方孔作為平臺口，在平口上設活動蓋板(裝有滾動輪與導軌)。

    (2)測量儀器

    水準儀1臺、經緯儀1臺。

    6．頂進施工

    1)頂進過程：

    ①安裝圓形項鐵并擠牢，待管前挖土滿足要求，起動油泵，操縱控制閥，使千斤項進油，活塞伸出一個行程，將管子推進一段距離。

    ②操縱控制閥，使千斤頂反向進油，活塞回縮。

    ③安裝項鐵，重復上述操作，直到管端與千斤頂之間可以放下一節管子為止。

    ④卸下頂鐵，下管。在混凝土管接口處，放一橡圈，管口內側留有10～20cm的間隙，以利接口和應力均勻。

    ⑨重新裝好環形頂鐵，重復上述操作。頂進時應遵照“先挖后頂，隨挖隨頂”的原則，應連續作業，盡量避免中途停止。

    2)挖土及運土：由人工挖土，裝到運土車，在管道內鋪設軌道，由人工牽引運土車循環作業。

    3)項管的糾偏方法：

    采用工具管糾偏。當在項進中，管道發生偏移時，操縱千斤頂，使糾偏一側的千斤頂出鎬，對管子進行校正。

    4)管道的接口形式：

    采用F型單鋼套膠圈接口。

    5)項管施工記錄與管理

    在一個施工段的管子項進過程中，管道一直處于動態，對于加強項進施工中的動態管理，是提高頂進質量的首要保證。頂進施工記錄則是反映管道在項進過程中動態情況的依據，因此，應認真填寫頂進施工記錄，做好交接班，掌握頂進的動態，做到情況明、問題清、有對策、處理及時。

    三、幾點體會

    通過該工程頂管施工的組織與實施，頂管技術在施工中發揮了很好的作用，同時對比相似項目也發現了目前頂管技術設計及施工中存在得一些問題，工程實施過程中, 理論資料太少，大部分施工單位僅憑已往經驗, 很少做工程地質勘察, 頂進過程中碰到問題后, 再補做此方面工作。結果影響工程質量, 延誤工期, 增加工程投資。

    縱觀未來，頂管施工具有拆遷少、道路破壞面積小、對交通影響較小等優勢, 在地下管道及地下構筑物方涵或其他地下掘進工程建設中具有無限前景, 隨著計算機技術的不斷發展, 頂管工程技術也將邁上一個新臺階。

 (本文來源：陜西省土木建筑學會   文徑網絡工程項目投資中心：劉紅娟 尹維維 編輯  劉真 文徑 審核)