微型顶管在城市排水中的应用解析

2023-11-17李岩

城市道桥与防洪 2023年10期

李岩

（上海宏波工程咨询管理有限公司，上海市 201707）

1 项目概况

某城市排水工程位于上海市闵行区，为城市老旧小区排水改造工程，工程共计涉及7 个居民小区，工程施工内容包括建筑物立管及出户管改造、雨污水管翻建改造、检查井及道路、绿化修复等附属工程。工程中新排一段污水管道总长500 m 左右，管道需横穿一个交通繁忙的十字路口，管道周边有停车场、门市店铺、菜市场等，地下还存在给水、雨水、燃气、电力等多条管线，若采用传统明挖施工法施工，会影响周边道路交通，并且地下管线搬迁难度极大。根据现场周围环境特点，为保证工程顺利实施，减少对周边环境的影响，减少施工阻碍，工程采用微型顶管施工工艺，该工艺具有顶进速度快、对土体扰动小、占地面积少等优点，能够在不开挖路面、不搬迁地下管线的基础上，解决上述难题。

本工程微顶管设计要求：微型顶管施工管材采用树脂混凝土管，管径为DN300；顶管工作井（PCLW-4）、接收井（PCLW-5）深度8 m，钢筒井型号为ϕ2090×20×7000，壁厚为20 mm；采用C35 水下混凝土封底，混凝土厚度为混凝土厚度为1.0 m；工程工作井及接收井施工采用摇管机操作。

2 微顶管施工方法

微型顶管采用二次工法施工，应用范畴通常是DN300～DN600 mm 的钢筋混凝土管，该类施工在德国、日本发展成熟，近年来被引入至国内建筑施工领域中。微顶管施工流程：现场勘测→工作坑制作→安装加固后靠背→架设机台→安装激光经纬仪→顶进先导管→顶进黑管→安装简易机头→管道顶进→拆除管路。

2.1 现场勘探

根据建设单位提供的物探资料，施工前对照地下管线现况采取超声波结合物探的方法进行实地摸排，核实地下管线种类、位置、高程等。

2.2 工作井和接收井的施工

（1）施工工艺流程

工作井（接收井）施工工艺流程：工作坑放样→摇管机安装→钢筒焊接沉设→开挖封底→安装临边防护。

（2）第一节钢筒底部需切割成锯齿状，齿深为10 cm，减少施工过程中的阻碍有利于钢筒下沉。

（3）摇管过程中，每30 cm 需检查钢筒的水平及垂直度，发现偏差及时调整，保证工作井的质量，为后续施工提供支撑。

（4）摇管机将钢筒安装至设计标高后，采用C35水下混凝土封底，底板厚度为100 cm。

（5）根据设计标高，并保证工作井及接收井的稳定性，钢筒底端嵌入土层不少于100 cm。

（6）在出入土洞口安装镜面框，镜面框由两块钢圈及橡胶圈组成，胶圈中心与管道同心，减少了水体流失量、确保施工安全。

（7）为了监控工作坑施工对周围土体的影响范围，在工作坑周边布置竖向位移、水平位移监测点。

（8）安装临时围护，防止坠落事故发生。

2.3 架设机台及后靠背加固

按照施工图纸，放出管道中心轴线，在钢筒轴线两端做好标记，按照设计要求，使用铅锤法将底座钢槽安装好。槽钢底同地板之间预留50 cm 的距离，作为泥沙和地下水的储存容器。完成底座槽钢之后，根据管道轴线对底板和推进台进行安装。

2.4 顶进先导管及扩孔管

扩孔管顶进接收井后，安装挤扩头，将挤扩头缓慢推进洞内，在机头完全进入洞内之后，安装机头所用的高压水管。

2.5 安装挤扩头及管道顶进

在推进过程中，接收井内部需要将扩孔管拆除。在顶进管道施工完成之后，管头的两端会有部分悬空，需要使用木方或者砖块支撑，避免磕头情况的出现。

2.6 拆除管路

2.7 微顶管施工技术措施

（1）微型顶管施工时，钢筒井壁开孔后，采用加装镜面框，起到止水止泥的作用。

（2）导向施工时，钢筒井壁开孔尺寸为12 cm，推进黑管施工时，开孔尺寸为23 cm，推进树脂混凝土管时。

（3）顶管顶进过程中，安装液压油管及高压水管。顶进一米接收坑拆除出土外管，依次循环完成整个顶管施工过程。

（4）工程完成后，管头的两端会有部分悬空，需要使用木方或者砖块支撑，避免管道端部下垂。

2.8 施工监测

（1）各监测项目在施工前应测定稳定初始值。

（2）基坑支护变形、地表及路面开裂与下沉为监测的重点。

（3）监测数据及时上报，综合分析成果，对施工进行评价、指导施工，保证安全施工。

（4）土堤地面沉降量小于或等于30 mm；公路地面沉降量小于或等于20 mm；施工过程中每天进行监测。

3 微型顶管工程施工质量控制要点

3.1 事前控制

（1）现场调查及复核。复核建设单位提供的有关地勘资料。影响范围管线开工前与权属单位进行现场交底和校对复核，开工前办理好地下管线监护交底卡。

（2）审核微顶管专项施工方案，根据要求督促施工单位对此方案组织专家论证，根据论证意见完善该专项施工方案并重新报审。

（3）原材料进场控制，审查确认原材料供应商资质，原材料进场时质保资料，供货单应齐全，外观质量经检查合格后再进行见证取样，及时送检，检测合格后方可投入使用。

（4）测量控制点放样和复核检查应符合相关要求。

（5）进场机械设备报审。重点审查施工机具仪表的检测校定证书和自检证明，拟进场设备及操作人员是否满足施工作业要求等。

（6）监督施工单位施工作业前完成质量和安全技术交底，明确施工中主要质量、安全控制点设置。

（7）在工作井、接收井周围围挡封闭，安装警示灯，对过往行人及车辆给与警示，严禁破坏路面及其他构筑物。开工前施工条件验收，符合开工条件后签发开工令。

3.2 事中控制

（1）按照要求针对施工单位的轴线与标高进行复核。

（2）工作坑开挖、围护：工作坑开挖时，要求严格按照经专家论证通过的专项施工方案进行开挖施工，做好基坑排水和围护结构。工作井顶面周边须设置防护栏杆，栏杆高度不低于1.2 m，栏杆底部设踢脚挡板,高度不低于20 cm，防止碎石块和其他零星物件滑落工作井内，地面人员严禁往工作井内抛物。进出工作井应设置上下扶梯，并设防护栏杆，防止人员坠落事故发生。

（3）顶管施工前的检查

a.各设备试运转正常，未发生异常情况；

b.顶管设备按施工方案配置状态是否良好；

c.工具管在导轨上的中心线、坡度和高程应符合设计要求；

d.开启封门的措施，防止流动性土或地下水由洞口进入工作坑的措施。