人工頂管施工在閻良藍(lán)天路雨污水管道工程中的應(yīng)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(shù)產(chǎn)業(yè)基地藍(lán)天路是穿越產(chǎn)業(yè)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(guī)劃紅線寬度50米。設(shè)計(jì)雨水管位在道路中心線兩側(cè)17.5米處，設(shè)計(jì)污水管位在道路南側(cè)5米處。最小管徑400mm，最大管徑為1650mm。

    由于現(xiàn)狀藍(lán)天路路況良好，目前是區(qū)內(nèi)的唯一一條東西主干道，兩邊有多家企業(yè)入住，現(xiàn)階段先不施工道路工程，只施工雨、污水管道。為了不破壞現(xiàn)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(cè)各布置一道雨水管道，位置在現(xiàn)狀道路兩側(cè)綠化帶上；一道污水管道布置在路的北側(cè)，位置在現(xiàn)狀道路的北側(cè)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(nèi)底標(biāo)高平均6m左右，最深處埋深為6.7m；雨水管內(nèi)底標(biāo)高平均4m左右。

    頂管分人工頂管和機(jī)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(zhì)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(xiàng)管工作坑是項(xiàng)管施工時(shí)在現(xiàn)場設(shè)置的臨時(shí)性設(shè)施，選擇工作坑的位置還應(yīng)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(yīng)便于排水、出土和運(yùn)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(yuǎn)離建筑物；

     2、工作坑設(shè)計(jì)

    各項(xiàng)進(jìn)工作坑均為雙向坑。工作坑的尺寸應(yīng)根據(jù)施工方法和設(shè)備尺寸，按實(shí)際布置的情況確定，同時(shí)要考慮工作坑設(shè)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(yīng)根據(jù)管徑大小、管節(jié)長度、操作設(shè)備、出土方式及后背長度等不情況而定。

    1)工作坑的尺寸計(jì)算：

    矩形工作坑的底部尺寸一般可按下式計(jì)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(cè)操作空間(m)，一般為每側(cè)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(jié)長度(m)；L2——頂鎬機(jī)長度(m)；L3——出土工作間長度(m)；L4——后背墻的厚度(m)；L5——穩(wěn)管時(shí)，已項(xiàng)進(jìn)的管節(jié)留在導(dǎo)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(shè)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(hù)

    工作坑及接收坑采取鋼木結(jié)構(gòu)支護(hù)，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(hù)，四角用24cm工字鋼進(jìn)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(xiàng)工序。本層支護(hù)完成后，及時(shí)進(jìn)行下層土方開挖。

    3)工作坑的基礎(chǔ)

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

    4)導(dǎo)軌安裝

    導(dǎo)軌安裝是頂管施工中的一項(xiàng)重要工作，安裝的準(zhǔn)確與否直接影響管子的頂進(jìn)質(zhì)量，因此導(dǎo)軌選用鋼質(zhì)材料制作，并應(yīng)有足夠的剛度，導(dǎo)軌設(shè)計(jì)采用重型鋼導(dǎo)軌，其安裝要求如下：安裝后導(dǎo)軌應(yīng)該牢固，不得在使用中產(chǎn)生位移，并且要求倆導(dǎo)軌應(yīng)順直，平行，等高或略高于該處管道設(shè)計(jì)高程，其縱坡應(yīng)與管道設(shè)計(jì)坡度相一致。

     3、測量標(biāo)志的設(shè)置

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

    (2)將地面的臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)用水準(zhǔn)儀(精度指標(biāo)不低于3mm)引入工作坑的底部。

    (3)工作坑的中心樁與水準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置必須牢固可靠，要經(jīng)常校對并保證準(zhǔn)確。

    (4)管道中心樁的位置，要考慮到后背或基礎(chǔ)變形的影響。

    4、主要頂進(jìn)設(shè)備

    (1)液壓千斤頂

    液壓千斤項(xiàng)采用雙作用活塞式液壓千斤頂。本標(biāo)段頂管主要為D800MM管徑施工，埋深大。為保證頂力，頂進(jìn)速度，每個(gè)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(hù)管子端面，使端面?zhèn)髁�均勻，在管材受力端加橡膠板起保護(hù)管口作用。

    5．其他輔助設(shè)備及工具

    (1)工作臺：搭設(shè)在工作坑的頂面，主梁采用型鋼，上面鋪設(shè)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(shè)活動(dòng)蓋板(裝有滾動(dòng)輪與導(dǎo)軌)。

    (2)測量儀器

    水準(zhǔn)儀1臺、經(jīng)緯儀1臺。

    6．頂進(jìn)施工

    1)頂進(jìn)過程：

    ①安裝圓形項(xiàng)鐵并擠牢，待管前挖土滿足要求，起動(dòng)油泵，操縱控制閥，使千斤項(xiàng)進(jìn)油，活塞伸出一個(gè)行程，將管子推進(jìn)一段距離。

    ②操縱控制閥，使千斤頂反向進(jìn)油，活塞回縮。

    ③安裝項(xiàng)鐵，重復(fù)上述操作，直到管端與千斤頂之間可以放下一節(jié)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(nèi)側(cè)留有10～20cm的間隙，以利接口和應(yīng)力均勻。

    ⑨重新裝好環(huán)形頂鐵，重復(fù)上述操作。頂進(jìn)時(shí)應(yīng)遵照“先挖后頂，隨挖隨頂”的原則，應(yīng)連續(xù)作業(yè)，盡量避免中途停止。

    2)挖土及運(yùn)土：由人工挖土，裝到運(yùn)土車，在管道內(nèi)鋪設(shè)軌道，由人工牽引運(yùn)土車循環(huán)作業(yè)。

    3)項(xiàng)管的糾偏方法：

    采用工具管糾偏。當(dāng)在項(xiàng)進(jìn)中，管道發(fā)生偏移時(shí)，操縱千斤頂，使糾偏一側(cè)的千斤頂出鎬，對管子進(jìn)行校正。

    4)管道的接口形式：

    采用F型單鋼套膠圈接口。

    5)項(xiàng)管施工記錄與管理

    在一個(gè)施工段的管子項(xiàng)進(jìn)過程中，管道一直處于動(dòng)態(tài)，對于加強(qiáng)項(xiàng)進(jìn)施工中的動(dòng)態(tài)管理，是提高頂進(jìn)質(zhì)量的首要保證。頂進(jìn)施工記錄則是反映管道在項(xiàng)進(jìn)過程中動(dòng)態(tài)情況的依據(jù)，因此，應(yīng)認(rèn)真填寫頂進(jìn)施工記錄，做好交接班，掌握頂進(jìn)的動(dòng)態(tài)，做到情況明、問題清、有對策、處理及時(shí)。

    三、幾點(diǎn)體會(huì)

    通過該工程頂管施工的組織與實(shí)施，頂管技術(shù)在施工中發(fā)揮了很好的作用，同時(shí)對比相似項(xiàng)目也發(fā)現(xiàn)了目前頂管技術(shù)設(shè)計(jì)及施工中存在得一些問題，工程實(shí)施過程中, 理論資料太少，大部分施工單位僅憑已往經(jīng)驗(yàn), 很少做工程地質(zhì)勘察, 頂進(jìn)過程中碰到問題后, 再補(bǔ)做此方面工作。結(jié)果影響工程質(zhì)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(yōu)勢, 在地下管道及地下構(gòu)筑物方涵或其他地下掘進(jìn)工程建設(shè)中具有無限前景, 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展, 頂管工程技術(shù)也將邁上一個(gè)新臺階。

 (本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)   文徑網(wǎng)絡(luò)工程項(xiàng)目投資中心：劉紅娟 尹維維 編輯  劉真 文徑 審核)