顶管施工工作中的核心要点探讨

谢庆仕

（广西东融产业园管理委员会，广西 贺州542813）

1 顶管施工作业条件准备

顶管施工作业的条件准备包括6 个：

1）在顶管施工开始之前，需要根据设计图纸及施工方案的具体要求，深入调查施工区域内的地下管线，并且通知相关产权单位进行转移和保护，确保地上的障碍物都得以清除。

2）根据工程地质材料降低地下水位，将水位下降到坑底和管道低0.5m 以下。

3）确保施工区域的供水供电稳定，临时设施应该满足顶管施工的基本要求。

4）做好机械、运输车辆和各种辅助设备的维修检查和进场工作。

5）检查道路两旁的居民情况，包括房屋的结构类型、层高、原开裂的情况，将原开裂的房屋做好标志，拍照留存。

6）为了确保施工的稳定性和连续性，需要配备柴油发电机作为临时应急电源，将发电机和配电房设在一起。需要发电时，在通过双电源互投柜联网输出[1]。

2 顶管施工方案

2.1 工作井、接收井施工

具体的施工工艺流程为：工作井、接收井放样→挖机（人工）就位→检验中心点及开挖范围→开挖至第一层深度→护壁钢筋绑扎→护壁模板安装→护壁混凝土浇筑→开挖至第二层并循环上述工作到基底→制作底板（绑扎钢筋、模板安装、混凝土浇筑）→工作井、接收井完成。

2.2 顶管施工

顶管施工是工程项目中的关键。要想确保施工的安全性，在铺设管道之前就需要在管线段建造工作井。随后，根据设计管线的位置和坡度，在工作坑底建筑基础，在基础上设置导轨，将管道放置在这一导轨之上，并且根据管线的走向来设置后靠背。另外，在最前端安装可以调向的工具管，顶进过程中，用工具管开路。这一过程中，需要做好顶进纠偏操作，坚持“小纠”“勤测”“勤纠”的工艺原则。

1)顶管井施工中可采用现浇钢筋混凝土护壁支护方式，护壁厚度经计算土体压力确定，一般为0.5m 左右。

2)顶管施工遇到地下水时，应采用可靠的降水、阻水措施，以保证施工质量。当管道在砂卵石等松散土层中顶进时，应采用水泥水玻璃双液对管顶1m 范围内的土体进行注浆加固，防止管涌及管顶塌方。注浆孔深度为地面至管顶面以上0.5m。注浆孔沿管道轴线呈梅花形布置，沿管道纵横向间距根据施工实际确定，一般为1m 左右。注浆管可采用直径50mm 钢管。

3）顶管专用钢筋混凝土管前面的是工具管，在下钢筋混凝土管前，需先顶进工具管节，然后顶进钢筋混凝土管。工具管主要是控制管线方向、坐标、高程。

4）管前挖土工作是确保顶进质量和地上构造物安全的关键，管前挖土的方向和开挖的形状，对顶进管位的准确性造成了显著的影响。因此，也要对管周边挖土进行严格的控制。

3 顶管施工中的安全措施

1）采用封闭式施工，设置工作门方便作业工人及机械出入。

2）护栏横杆立杆采用φ48mm 钢管，间距符合规范及验算要求，并采用膨胀螺丝及电弧焊焊接固定。施工场地周围挂安全警示标志标牌。

3）交叉路口位置的井口，设专人指挥交通，确保施工生产安全。

4）挖井时，采用独节进深方法施工，每挖一节后应立即浇灌混凝土护壁。地面节浇灌混凝土护壁应高于地面0.3m，地面水才不会流入井内，同时，防止地面上的杂物、泥土掉入井内，确保井下工作人员安全。

5）井下施工过程中，需要采用安全灯进行照明，确保电压不超过36V。另外，对于用电设备的线路也要做好防漏电保护工作，确保井下施工的用电安全。

6）在开挖的井口2m 范围内严禁堆放杂物，井口也要设置防护栅栏。一旦发现周围平台上出现杂物，则需要立即清除。

7）如果挖井深度超过了操作人员的高度，则需要在距离挖土面2m 的地方设置安全保护挡板，吊筒上下时，井下人员应避于护板下，护板位置应随孔深增加，随作业面下移。

8）吊桶上下要扶正，确保其牢固可靠，并且在摇动不大的情况下起吊或者下放，吊桶钩的保险装置要完好、牢固。

9）在下井之前，需要对井中的气体进行抽样检查，判断其是否存在有害气体。如果抽样检查的结果表明有害气体含量超过标准，则采取相应的手段，将有害气体排除，并确保不会再继续出现新的有害气体。随后在下井作业。

10）采用鼓风机向井底送风，必要时也可以输送一定量的氧气，然后再下井作业。在井下作业的过程中，也要保持通风，确保井下氧气充足。

4 顶管常见问题的防治

4.1 管道轴线偏差过大

由于地层正面阻力不均匀，工具管受力不均，会使得管道轴线偏差过大，出现管道发生弯曲问题，对工程的安全性造成严峻影响。因此，在顶进施工之前，施工团队就要做好地质调研工作，设置测力装置。另外，也可以使用同一规格的液压千斤顶，使得顶力、速度保持相同，实现顶力合力线与管道中心线的重合。最后，顶进过程中应随时绘制顶进曲线，指导顶进纠偏工作。 如此一来，施工团队能够及时地辨识出管道轴线偏差的问题，寻找切实可行的方法加以应对。

4.2 地面沉降与隆起

在顶管施工过程中，以及施工完成之后，管道轴线两侧一定单位中，可能会出现地面沉降或者隆起的问题，导致周边的建筑物和道路交通受到严重影响，甚至直接影响到施工安全。出现这一现象的原因可以归结为3 个：一是开挖端面的取土量过多或者过少，导致工具管推进压力和开挖土体压力失衡；二是管道轴线出现偏差，导致地层土体出现一定程度的损失；三是管道接口不够严密，存在水土流失问题。正因如此，在施工之前，有必要对地质条件和周围环境进行详细的调研，设计出可靠的施工方案，选择合适的工具管。施工期间，还要高度关注顶管的轴线偏差，积极做好测量和纠正工作。最后，关注管道接口的密封质量，防止出现水土流失的问题[2]。

4.3 顶力突然增大

顶力突然增大的原因有4 个：首先是土层塌方或者工具管前段遇到障碍物，导致阻力迅速增大；其次，管道轴线偏差，导致摩阻力增加；再次，顶进设备发生故障；最后是顶进郭城镇停留的时间过长，导致润滑泥浆失水，减阻效果被削弱。针对这些问题，在顶进过程中必须要关注测量工作，及时纠正不合格的数据，确保管道轴线控制在允许偏差范围中。

4.4 钢筋混凝土管道接口渗漏

一般来说，导致钢筋混凝土管道接口渗漏的原因是：管节的密封材料质量不符合要求，或者在运输、装卸过程中已经出现损坏。另外，管道轴线的偏差过大，接口错位也是导致这一问题的重要原因。对此，可以采用环氧水泥砂浆或化学注浆的方法进行处理。

4.5 钢筋混凝土管节裂缝

管节纵向和环向出现明显的裂缝，出现管道漏水、渗水的问题。结合实践经验来看，其原因有3 个：一是管节本身的质量不符合要求；二是顶进过程中顶力超过管节的承压强度，或者轴线的偏差过大，导致管节出现一定程度的损坏；三是运输、装卸和码放的方法不妥，致使管节损坏。针对这些问题，本文认为在施工过程中，应该全面地分析裂缝产生的原因，采取针对性的应对方法，确保管节的完整性和承载性达到预期。

4.6 顶管前端正面土体坍塌

顶管施工过程中，实际出土量远超过理论出土量，地面出现明显的塌陷。造成这一现象的原因主要有3 个：一是前段图层的性质发生了显著的变化，导致顶进量过小，没有起到防护和平衡的作用；二是敞开式顶进时，人工一次挖土量远超预期值；三是出现流砂，对此，在顶管施工中，应该采取“短开挖、勤顶进”的操作方法，严禁超挖，并且时刻关注土质的变化，及时采取应对措施。

工作井接收井开挖和顶管施工过程中，必须保证支护结构和周围结构物的稳定性，以确保施工安全和道路的行车安全。为此施工过程中必须采取相应的监测保护措施。其内容包括：工作井及接收井基坑围护结构水平位移及基坑周边地表沉降监测；施工区域的路面沉降变形监测；施工区域的构筑物变形裂缝监测。监测项目应根据现场情况和物探资料进行适当的调整。