浅谈顶管与既有高水位快流速检查井对接施工技术

陈 健 南京同力建设集团股份有限公司项目技术负责人，工程师

在主城闹市区，由于客观条件限制，在无法调排水的情况下，为了确保新建顶管与即有高水位、快流速检查井对接时施工人员的安全，需要对施工过程中可能出现的风险进行预防与控制，从而使管道顺利对接。

1 工程概况

某城市新建污水主干管，项目地处主城闹市区，采用顶管法施工，管径D1800～D2000。最下游与运行检查井相接，管道管径D2000，检查井为原顶管工作井，深度7 m，井内最高水位至现有路面1.5 m，流速较大。

2 原有检查井内施工

2.1 施工准备

在破除路面前，需要进行相应的准备工作，以保证施工过程顺利，减少安全隐患。首先，施工人员要熟悉图纸，了解施工过程中的施工工序及步骤，调查原有检查井的结构形式、尺寸、平面位置，检查井周边范围内地下、地上综合管线情况，确保开挖和吊装等施工安全。其次，工程技术人员要配合交通管理部门调查施工区域的交通流量，做好交通疏导方案，避免围挡施工造成交通堵塞[1]。再次，为了避免出现返工现象，要严格把控材料关，所有进场的原材料、结构配件都要具有相关部门的检测合格证和出厂合格证，在实际使用前，还需要进行二次检测，确保材料合格，施工过程中要注重过程控制，确保工程质量。最后，应根据设计图纸，进行相应的测量放线，明确管道的走向和位置，奠定良好的施工条件。

2.2 施工工艺及步骤

（1）破除原有检查井路面。正式破除前，要通知各管线产权单位到现场进行技术交底。如果开挖面底下有管线，应进行临时迁改。路面破除后开挖至检查井盖板标高，将盖板吊至合适位置存放，同时在井顶离路面1.5 m深的基坑内，沿着井壁四周用MU20砖砌筑至现有路面，内外用M10砂浆粉刷，砖护壁与周围老路基之间的空隙用级配碎石填充密实，保证井周围路基的稳定性[2]。

（2）原有检查井内闸门式钢板挡水墙施工。由于上游检查井和下游检查井中间横跨城市主干道，且井内水位高、流速快，潜水员无法下井封堵，且现场不具备调排水条件。如何在不断流的情况下，保证新建管道能顺利接入检查井是本工程的重点和难点。项目部结合多年施工经验，对多种方案进行反复论证，决定根据检查井的尺寸，定做一整块2 cm厚的钢板插入井内，钢板上口用8根M16槽钢焊接，槽钢两端与道路固定牢固，使钢板保持稳定状态。钢板与井壁接缝处如有漏水现象，应安排2台水泵抽水，同时安排潜水员下井，在钢板背后由上而下依次用200×200×12型钢做支撑，间距0.5 m，使闸门钢板在水压力作用下能够保持稳定。确保施工安全后，由潜水员将10 cm×10 cm×1 cm国际角钢用M16膨胀螺栓固定在井壁上，作为闸门式钢板的定向导轨，把之前钢板以及背后固定的支撑全部拆除后重新吊装至导轨中，再观察局部渗漏点进行封堵（详见下图1）。

图1 老井内钢板止水闸施工剖面图

3 新建顶管与原有检查井对接施工技术

3.1 新建顶管工作井位置选择

由于原有检查井内安装了闸门式钢板挡水墙，顶管接入井内后，机头无法取出，结合现场实际情况，决定采用不带机头顶进的方法施工。新建工作井应尽量紧靠原有工作井，使两井之间的距离保持在2 m左右，方便后期管道顶进。

3.2 顶进方法及管材的选择

在选择管道的顶进方法时，要充分考虑现场的施工条件，包括地下水、地质、管径等因素，还要满足以下要求：（1）如果土质为粉质黏土层，且无地下水影响时，可以选择机械挖掘式或手掘式顶管法施工。（2）如果土质为砂土或者流砂地段，且有地下水影响时，可以降低地下水位，在顶管管道轴线两侧各3 m范围内采用高压旋喷桩加固后，采用机械挖掘式或手掘式顶管法施工。（3）此段2 m长顶管由于不带机头顶进，所以采用刚度较大的钢管管材[3]。

3.3 顶管工作井与原工作井间的加固措施

根据本项目的地勘报告，原有工作井地段为粉土夹粉砂地质，地下水丰富，确保在顶管顶进过程中没有流砂涌入工作井，保障人员安全。顶进前，在管道轴线及左右两侧各3 m范围，施打双重管高压旋喷桩用作止水帷幕，桩径800 mm，间距400 mm，水泥用量300 Kg/m3，桩长10 m。待高压旋喷桩施工完成且达到一定龄期后，方可进行顶管顶进施工，且施工过程中应结合现场实际情况，在井四周适当布置降水井，降低地下水位，确保施工安全，如图2所示。

图2 新老井对接平面图

3.4 顶管与原有检查井对接

当顶管顶至原有检查井井壁时，应停止顶进，由潜水员在原有检查井中用风镐逐层破除井壁，使洞口符合新建管道管径后，用千斤顶把管道顶进原有检查井，待洞口止水设施施工完毕后，拆除原有检查井内的闸门式钢板挡水墙，恢复盖板和路面[4]。

4 工作井、接收井洞口止水处理

由于顶管属于地下工程，会因为施工测量的一定误差或某些施工原因导致机头姿态难以控制，管道与预留洞口间会存在一定间隙。如果施工时处理不当，在后期管道运行过程中，随着地下水的长时间冲刷，会导致水土从间隙处进入工作井或接收井，对管道造成淤堵，同时水土流失会造成井周围地面下陷，带来极大安全隐患。为了避免此类情况的发生，首先，施工时要严格按照相关要求，控制好顶管顶进时的标高及轴线偏位，加强现场施工管理。其次，需要严格按照设计要求在洞口设置止水设施，止水设施的材质要符合相关要求[5]。

本项目施工前，通过与专业技术人员的沟通，决定在洞口设置橡胶密封圈的同时，在工作井、接收井井壁上支模，向间隙处灌注抗渗混凝土，振捣密实，确保管道与井壁紧密连接，不会漏水。只有通过各种技术手段，加强现场施工管理，才能保证顶管的施工质量，充分发挥其效益。

5 结语

随着我国经济的快速发展，环境保护已上升为国家战略，将全面提升城市市政基础设施，铺开管网建设。采用闸门式钢板挡水墙可以有效的解决顶管与即有高水位、快流速检查井对接的难题，在降低安全风险的同时，显著提高了施工效率和经济效益。