市政工程中顶管施工的技术要点分析

王林

【摘 要】在市政工程的作业中，顶管技术的使用已经日渐增多，在此有必要总结其技术要点并加以提高。本文结合某市政工程顶管施工的实例，从施工准备、设备的安装和调试、线路的加固以及安全措施等方面，对其技术要点进行了全面总结。

【关键词】市政工程；顶管；施工技术

为了避免对地面的交通造成影响，施工企业在市政工程中一般都采用顶管施工方法进行作业，以将地面的作业面移到地下。采用这种方法，只要施工之前进行合理选线，选取合适的施工方法，施工面上的构筑物则不会妨碍正常的施工。此技术在市政工程施工中的应用日渐增多，因此有必要总结其技术要点并加以提高。

某地污水处理系统要安装厂外管线，其中有直径为600mm的钢筋混凝土管要斜向穿过一段长约为8.9m的铁路线。考虑到实际情况，此工程采用顶管施工技术。本文结合该工程，一一介绍顶管施工的技术要点。

1.施工准备和方法选择

此工程在顶进之前，施工队伍对周边地质、水文情况，各层土壤的系数，地下水位的流量、水位等进行了详细的勘察。与此同时，对于列车的通过时分以及时间间隔，路基中埋设的电缆和管线等，都要和相关单位进行磋商，以改移或是拆除矛盾的部位。施工之前将各种防护措施以及用具准备妥当，以保证施工顺利、安全的进行。

顶进作业要在工作坑的水位降到基底0.5m至1m后进行。降水、排水系统要在开挖工作坑期间就一同做好。开挖使用机械开挖，为确保路线的安全，设计时确定的防护方法一定要实施到位。

按照设计进行后背和工作底板的制作。由于在平整度方面，工作底板需求偏高，在作业时使用方格网高程控制方法，在灌注工作底板混凝土时，采用?16的钢筋头埋设到其中，分成2.5m的方格网进行高程控制，最后再用合适比例的水泥砂浆整平。为了保证顶进作业，要将顶板做成前高后低的仰坡，将方向墩设置在底板的两边。预制管身就地在灌注好的底板上直接进行。

管顶覆土大于3米的，可以使用“钢板脱壳”的放大进行作业，在管顶上设置钢板，和涵体一同前进。当路基土体对着管道的移动产生变形或是遇到顶进阻力增大时，可以将管身和钢板之间的连接解除，借助管顶隔离层和钢板之间较小的摩擦力，让钢板托着路基覆土，管身在钢板之下行进。顶进作业时，出土速度要尽量加快，实行多班连续作业，作业同时要注意管身的轴线方向有无偏差，若有则要及时进行修正。若出现“左右”纠缠着可使用一侧少挖土，另一侧超挖的方法逐步进行；若出现“扎头”，则可以使用少挖涵底土或是换铺地基的办法逐步进行；顶进作业时，必须在和涵体的轴线一致的方向上安置顶铁，为保证传力的均匀还要每隔4米设置一条横梁。

2.设备的安装及调试

①顶进设备。在完成管身以及后背的建成工作后，就可以安装顶进设备。使用的千斤顶根据最大顶力来配置台数。完成设备安装之后，要进行以下调试：全面检查千斤顶功能是否正常，其液压元件可靠与否，有没有管道泄漏的情况；调整好溢流阀的作业压力以及一系列继电器的保安值；将油压逐渐加大，推起管身，以测试起推推力；后背变化情况要时刻注意。

②辅助设备。制作好管身之后，就可以将各侧的钢刃脚安装到管身上，同时装配好人工挖土工作台。在安装底刃脚时，要注意做成船头坡。

③试顶。完成上述步骤以后，就可以进行试顶，试顶在将管身顶动后停止。试顶过程汇总，在各个部位观察的有关专业人员要时刻注意变化，及时记录；开泵后要在油压提升5～10Mpa的时候停泵查看，若有异状，尽快处理；与此同时要注意底板以及后背的变化情况。

3.线路加固和安全措施

工程线路的加固使用吊轨纵横梁加固方法。首先要用木枕替换掉混凝土枕，替换采用隔六抽一方法，同时在线路的另一侧搭建枕木垛，在木枕上加载四组3根50kg/m的钢轨扣轨梁。之后将道碴挖空，穿过工字梁横梁，使用钢扣板和U型螺栓将扣轨梁以及横梁联系起来。为了降低顶进阻力，在每组横梁的下面铺设厚度为1cm的钢板，钢板下涂上黄油作为滑道。为了有效避免管线在顶进过程中有横移现象，在管身顶设两台导链，将之固定于挡碴墙的预埋钢筋上，若是发生了上述情况，要及时使用导链进行调整。

在所有准备工作经检查都确保都合格无误之后，才能试顶验证，顶进的施工流程如下图1所示。为了确保管身在顶进过程中不会因为施工组织的缘故中途停顿，要编制昼夜连续作业的施工组织计划。具体的施工组织计划见下表1。

图1 顶进作业施工程序

表1 施工组织配置表

作业过程中，若是有需要拆换、加固或是改移既有线路的设备时，首先要和当地的工务部门进行联系，同时经过双方协商之后才能进行。顶进作业启动后，不能在中途无故暂停，必须24小时不断作业，同时各种材料以及机械设备要准备充足。施工中要严格执行“四不挖土”的原则，列车通过时要停下所有的施工活动，施工人员要撤出施工场所。顶进时顶铁上不能有人站立。

管身顶进到达既定位置之后没要尽快将路线恢复。在将拆除加固设备之前，要首先确认是否备齐起拨道工具、道碴和上碴工具，同时将抽出横梁的作业流程安排妥当。施工中抽出横梁木枕换成钢筋混凝土轨枕，作业采用隔六取一的方法进行。抽取完成之后，要立即补充道碴并加以捣固。以上工序全部完成之后，要对路线整体进行全面维修，达到运营标准后，才可以上报运营部以恢复正常使用。

4.结语

为了确保此工程施工的安全、高效，顶管作业必须达到以下的几点要求：

①对设计文件以及有关规定进行详细了解，根据施工场地地质情况核算最大顶力，根据此最大顶力设计后座，保证其具有足够的强度以及稳定性。为保证对列车的干扰降到最低，在开顶之前要将通过障碍物的各种措施都准备好。

②对于穿过地段的线路，要结合其地下水、覆土深度、桥梁大小、涵洞规格以及施工季节等情况考虑具体的做法如加固、架空设计，同时要按照设计的要求做好扣轨以及扣梁的工作。

③在管道顶进路基之前，若是需要将部分边坡挖去，只能和线路架空作业一起进行，不能提前进行开挖工作。开挖之后要有相应的防护措施，若是发生路基塌陷事故，要立即堆码草袋等进行回填。顶进涵洞到达位置之后，要尽快砌筑护锥等，防止发生路基塌陷事故。

④顶进中要严格控制超挖。为了保持原状土的路基以及防止塌方，顶管作业要求超挖一般不能大于30cm，管道下部135°范围以内和管道的底部一定不能超挖，同时按照规定要确保安全开挖坡度。若是发生了塌陷事故并威胁到了列车安全，施工方要立即停止作业并根据线路的改变情况封锁线路，与此同时采取相应的维修加固方法，确保能尽快恢复正常。

⑤施工要及时的对顶进方向和高程进行测量，发现便宜随时进行纠偏。对于顶进过程中发现的偏差，要及时的纠正并进行记录，只有这样才能确保施工的进度以及施工质量，这也是顶管成功的重要因素之一。

【参考文献】

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