泥水平衡顶管穿越高速公路施工技术要点分析

刘旺兵（中海油粤东液化天然气有限责任公司，广东 揭阳515200）

在当前城市化发展中，高速公路作为推动区域经济的重要内容，通过施工方案的完善以及施工技术的明确，可以更好的提高施工效率，满足行业的发展需求。高速公路施工中通过泥水平衡顶管穿越技术的运用，会保证安全、优质以及高效的施工，降低工程施工难度，以保证地面工作环境的稳定性。而且，将泥水平衡顶管穿越技术运用在高速公路施工中，可以达到连续作业、安全性高以及保持挖掘面稳定的目的，缩短高速公路工程的施工时间，为行业的运行及发展提供参考。

1 工程概况

本工程管道CA019G-CA020 号桩于潮州市潮安区沙溪镇贾里村东穿越G78 汕昆高速，根据G78 汕昆高速穿越审查意见，穿越公路路基段方式为顶进钢筋混凝土套管104m，管底设计标高-1.7m，采用顶进钢筋混凝土套管方式，管道规格为Φ 914×22.2mm,材质X70M,设计压力为9.2MPa套管接头形式为钢承口，套管执行标准《混凝土和钢筋混凝土排水管》（GB/T11836-2009）的规定，套管规格为DRCPⅢ1500×2500 GB/T11836。

2 工程特点

2.1 工程施工现场的特点

由于受南方气候多雨以及台风雨季汛期的影响，在工作井制作时每座工作井的首节护壁必须高出自然地面30～35cm，以防止雨水涌入基坑内。由于施工场地是临近道路的空地。要切实做好交通疏导、地下管线的探明及保护，现场安全和环境保护文明施工工作。施工中加强对安全施工的监控力度，降低对周边环境的影响。

2.2 施工配合特点

本工程工期紧，顶管作业需24h连续施工(夜间施工)，需要有关单位的大力配合和支持，工作井及接收井要严格围闭和夜间照明。

2.3 沉井结构特点

沉井结构体量大，井体施工需长臂钩机配合施工难度比较大。它对周围土体的扰动较小。作井位置在开始顶管作业时要严格围蔽和夜间照明，施工期间在工作井内应配置足量的排水设备，在后座位置设置活动雨棚，以保证雨季汛期的管道施工顺利、安全[1]。

3 泥水平衡顶管穿越高速公路施工技术要点

3.1 测量放线施工技术

在高速公路施工中，泥水平衡顶管穿越高速公路的测量放线技术如下：第一，施工单位需要按照设计控制桩，采用RTK确定穿越管段的中心桩，之后使用喷漆标出明确的直线。第二，在施工区域边界线位置确定中，应该在公路穿越中设置穿越点。

3.2 明确施工方法

由于该段管线顶管位置处于中砂层，采用顶进钢筋混凝土套管104m,施工时采用非开挖-泥水平衡施工方法。

3.3 沉井的施工工艺

在工程项目施工中，需要结合高速公路的施工状况，确定工作坑的施工工艺。第一，该工程的沉井结构工作井直径6.5m，井体混凝土标号为C25 壁厚0.5m，井体下沉至设计标高之后制作工作井底板，底板采用C25 钢筋混凝土制作，厚度为0.4m。沉井深度4.5m，每节1.5m，分3次下沉。第二，沉井基坑开挖中，需要根据井体坐标定出沉井中心桩及沉井井体外壁四个角点的控制桩，基坑底四边尺寸比沉井结构外围尺寸沿周边各放宽0.5m，依据沉井平面尺寸确定基坑底面尺寸，沉井的基坑开挖深度为1m。沉井基坑采用机械挖土并人工整平基底，井中设置大功率潜水泵抽水进行降水，土方可随即用车辆外运。第三，沉井基坑铺筑，在人工整平之后，沿沉井墙体中心线铺设碎石垫层，垫层厚度为150mm，铺设宽度1.5 m（比刃脚宽度两侧各放宽0.5m），并用人工机具夯实平整；然后在碎石垫层上填筑粗砂垫层，厚度为100mm，用平板震动整平、密实。在垫层上沿沉井刃脚四周浇筑素砼垫层带，厚度为100mm，宽度比沉井墙体厚度内外宽200mm。应该注意的是，在灌注水下封底混凝土时，需要的导管间隔及根数根据导管作用半径和封底面积确定，具体参数如表1[2]。

表1 导管作用半径随导管下口超压力大小关系

3.4 操作控制施工技术

高速公路施工中，为了提升泥水平衡顶管穿越施工的技术，需要选择专业性强的操作人员，在施工中做到：第一，操作人员在操作控制台中，需要按照具体的数据、控制系统等，对人员的控制方向以及数据进行记录，以提高各项施工参数确定的合理性，施工人员在操作中，当遇到地下水或是软土层时，应该在洞口止水圈安装接受口，以保证泥水平衡顶管穿越施工的整体质量。第二，在掘进机土层施工中，在完成管道铺设之后，关闭接受井口。第三，最后布设整个输送管道，以更好的提高泥水平衡顶管穿越施工的质量。

3.5 顶管施工技术

高速公路施工中，顶管施工技术作为泥水平衡顶管穿越中较为重要的工序，泥水平衡式工具头顶管施工图如图1 所示。顶管施工明确以下技术内容：第一，确定顶管的测量及控制指标。施工人员在顶管施工中，应该将轴线的允许偏差控制在合理范围内，仔细观察激光点的偏向状态，在施工中通过对控制台的复测，提高工程的精确度。第二，在独立坐标放样中，需要按照独立的坐标系统测量控制台的精确，为顶管施工指明方向。第三，在顶管测量及方向控制中，施工人员需要在后顶观察台中设置激光经纬仪，通过对后标点水平角以及竖直角的测量，计算顶管头部以及尾部的高程参数[3]。

图1 泥水平衡式工具头顶管施工图

3.6 附件安装技术

在泥水平衡顶管穿越高速公路施工中，套管顶管穿越完成之后，应该对输送管道进行敷设，清理输送管道内的积水以及杂物，在套管封堵中，需要使用沥青水泥进行砖砌，提高附件安装的整体质量[4]。

3.7 恢复地貌

施工完成之后，施工人员需要进行回填操作以及管沟处理，清理施工后的生活和生产垃圾，恢复施工地区原状地貌，最后经过相关部门的验收认可施工。

4 结语

总而言之，在泥水平衡顶管穿越高速公路施工技术使用中，为了提高工程施工质量，应该结合工程项目的施工特点，明确具体的施工工艺。施工人员需要按照具体的工程标准，进行各项施工技术的执行，以提高各项工程施工的质量，为高速公路施工效率的提升提供参考。