市政给排水施工中的长距离顶管施工技术分析

摘 要：市政给排水管网作为重要的市政基础设施之一。随着市政工程的不断发展，地下管道工程的重要性日趋凸显。

关键词：市政给排水；长距离顶管；施工技术

我国传统管道的多采用开挖施工，但是在施工现场的条件不具备开挖的时候，就应该采用顶管法施工。在此介绍如下工程实例。

一、工程概况

某市政排水管道全长约3000m，从1#工作井起始，由西向东至2#工井，穿越3#工井后，由西向东至9#工井，最终到达10#工井。地下管道采用顶管法施工，管材均为内径Φ3000钢承口式钢筋混凝土管。其中9#-10#顶管总长530m，为半径1023m曲线顶管。地下管道穿越土层为灰色砂质粉土层和淤泥质粉质粘土层。顶管施工采用多刀盘土压平衡顶管掘进机推进。由于在顶管施工的过程中，当掘进到约283m的时候，无法正常掘进，最终掘进到298m的时候，因管材承受力因素无法在进行顶进工作。决定采用从10#接收井反方向顶管对接施工。

二、顶管法施工原理

顶管法施工的原理主要是沿着管道沿线，依据设计方案布置工作井和接收井，在工作井的内部设置坚固的后座，吊进油压千斤顶和需要顶进的钢管或者是混凝土管，接着接好照明以及油管等线路，然后用油压千斤顶缓慢的进行顶进工作，通过压浆系统来使得管道额周边形成泥浆套，确保管道在泥浆套中滑行。在具体顶进的时候，通过经纬仪来测量顶管的方向，一边顶进一边排土进行微调，最终确保钢管或者是混凝土管被顶进至接收井内部。

三、顶管设备的选择

结合施工条件及本工程的施工特点，决定10#反方向顶管对接采用经过改制的多刀盘土压平衡顶管掘进机。在对接施工前可通过注浆孔对对接区进行土体补充加固；掘进机胸板上还预留了人孔，施工过程中可排除正面碰到的障碍物，且对接时施工方便，必要时可打开人孔，进行人工清障施工。10#主顶进系统采用6只2000 kN油缸，总推力12000kN。主顶液压动力机组由两台大流量斜轴式轴向柱塞泵供油，采用大通径的电磁阀和系统管路，减小系统阻尼，6只油缸可以单动，亦可联动。

四、对接施工关键技术措施

（一）对接区土体加固。为了防止对接区周围土体渗水，便于两个掘进机之间土仓土体的安全清除，保证对接区内部结构的施工质量。这里采用旋喷桩工艺施工，采用32.5级普通硅酸盐水泥，水灰比1.0。水泥掺入量控制在10%左右，加固范围为管外径向外3.0m，加固长度为10m。

（二）接收井后靠土体加固及增设后靠侧墙。10#井原设计为接收井，现作为10#-9#对接顶管施工的工作井。必须对后靠土体采取加固措施。这里采用旋喷桩工艺，水泥掺量取40%。由于原10#工井侧墙结构配筋未考虑承受顶管后座力，决定在后靠侧墙内侧再浇筑一道后靠墙体结构，墙厚600mm，高度自底板至顶管洞口向上1000mm。在浇筑施工前必須对原侧墙面部进行凿毛处理。

（三）长距离曲线对接顶管测量措施。

1.对接区顶进轴线的微调。首先，对待对接掘进机9#顶进，进行精确测量，以此来为对接掘进机10#顶进，便于两掘进机的顺利对接；其次，对对接掘进机一定范围的轴线进行微调，使对接掘进机按待对接掘进机的实际轴线走向在对接区实现直线对接，降低安全风险系数。

2.测量控制措施。在该工程中，用管节L=2.5m来进行9#-10#顶管的对接施工。顶管的轴线控制测量每节管节，且每隔50m不能少于一次的贯通测量，在距离对接位置50m，30m，15m以及5m的位置分别进行一次贯通测量，在贯通测量的时候需确保地面控制网的联测。此外还应实行三级测量的复核制度。

（四）顶管注浆施工措施。在工具管尾部环向均匀地布置4只压浆孔，用于顶进时跟踪注浆。其后每3节管节里有一节管节上有压浆孔，管节上布置4只压浆孔。除工具管及随后的3节管节外，压浆总管上每隔6m装一只三通，再用压浆软管接至压浆孔处。

（五）对接施工流程和连接措施。其一，待两个顶管掘进机的刃口位置仅仅距离20m左右的时候，确保两个掘进机尽量保持同轴或者平行；其二，待掘进机的刃口距离越来越近的时候，应用钢筋通过机头前方的胸板上的注浆孔来探测二者实际的间距，以方便在不影响掘进机刃口间的钢板的连接施工时，便可以停止顶进；其三，分别在掘进机胸板的上下左右割除小孔，主要用以观察土体加固和渗水的情况，针对需要加固或者有渗水的位置，通过胸板上预留的注浆孔进行双液补充注浆，然后在打开胸板上的小孔，以检查土体的加固情况和渗水情况，满足条件后进行下一步施工；其四，将掘进机内部的各种机电设备以及线路拆除；其五，掘进机的胸板割除和刃口的连接施工必须同时进行施工操作。整个胸板可以依据井的形状分块，首先割除下方的胸板，并用提前备好的钢板将刃口用焊接连接；接着依次由下部向两侧、上部进行连接，最后封死顶部，胸板两侧需要对称进行连接，每一块连接钢板间必须满焊封死，以实现防水的效果。

（六）对接区内部结构浇注措施。第一，依据地下管道原有内径尺寸，以及管节配筋进行钢筋绑扎施工。按要求固定好预埋铁件。第二，分别分三次浇筑整个管节，并且采用常规混凝土浇筑的方式进行混凝土的振捣和浇筑施工，确保振捣的质量；第三，开始第三次模板施工，在顶部预留好浇筑孔，加工储气泡以及混凝土投料斗等设备，然后用空气压缩机将混凝土用软管送入到模板内，确保混凝土的浇筑密实度。

五、结语

在市政给排水施工中运用长距离顶管施工技术，能够有效减少工作井的数量，有利于缩短工期，节省资源，提高社会经济效益。

参考文献

[1] 张捷.市政给排水施工中长距离顶管施工技术研究[J].科技创新与生产力，2014（09）.

[2] 刘汛.顶管技术在市政给排水施工中的有效应用研究[J].赤峰学院学报（自然科学版），2014（24）.

作者简介：于洪涛，天津市管道工程集团有限公司。