頂管施工要點(diǎn)及控制措施分析

單濤

摘 要：頂管施工法是借助于主頂油泵等頂進(jìn)設(shè)備的推力，將工具管或掘進(jìn)機(jī)從工作井穿過(guò)沿線土層進(jìn)入接收井，同時(shí)將緊隨其后的管道依次連接并埋設(shè)到這兩個(gè)井的管線土層中的敷設(shè)地下管道的施工方法，以南京江北新區(qū)某新建市政道路污水管道頂管施工為例，論述頂管施工要點(diǎn)及控制措施。

關(guān)鍵詞：污水管道；頂管施工；工作井

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.089

1 基本概況

本項(xiàng)目位于南京江北新區(qū)，是江北新區(qū)干線污水管網(wǎng)的重要組成部分，新建污水管道全長(zhǎng)約19.9km，其中頂管施工的污水管道總長(zhǎng)度約2.46km，頂管主要管徑d1000、d1200及d1500。頂管工作井及接收井均采用鋼筋混凝土沉井施工，管材采用C50鋼筋混凝土Ⅲ級(jí)管，抗?jié)B標(biāo)號(hào)S8，F(xiàn)型接口，楔形橡膠止水圈。

2 工程水文條件

本工程位置緊鄰長(zhǎng)江，地下水水位埋深 0.50m至1.0m 左右，勘探期間測(cè)得淺層地下水穩(wěn)定水位標(biāo)高5.50m至6.00m左右。水位變化主要受大氣降水和長(zhǎng)江水位的影響，年水位變幅一般在 0.5～1.0m 間。地下水腐蝕性評(píng)價(jià)按Ⅱ類(lèi)環(huán)境考慮，經(jīng)判定潛水（長(zhǎng)期浸水和干濕交替條件）對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具微腐蝕性；淺部承壓水及深部承壓水（長(zhǎng)期浸水條件）對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具微腐蝕性。

3 主要施工工藝及措施

3.1 高壓旋噴樁施工

本次頂管頂進(jìn)土層主要位于粉砂-粉土、粉砂、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土中，地質(zhì)環(huán)境較差。同時(shí)項(xiàng)目場(chǎng)地地質(zhì)中的①-2層和②-2層中有上層滯水型及潛水型地下水，靜止水位埋深在0.2-1.4米之間，地下水水位較高。為保證沉井施工保質(zhì)保量、安全順利進(jìn)行，在沉井頂管進(jìn)出洞口先進(jìn)行地基加固，地基加固方式定為高壓旋噴樁。

本工程旋噴樁采用雙管法，注漿材料為普通硅酸鹽水泥P.O 42.5，水泥漿（單液）水灰比為0.8～1.0。要求噴漿管下沉到達(dá)設(shè)計(jì)深度后，停止鉆進(jìn)，旋轉(zhuǎn)不停，高壓泥漿泵壓力增到施工設(shè)計(jì)值（20～30MPa），底座噴漿30s 后，邊噴漿邊旋轉(zhuǎn)，同時(shí)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)和試樁確定的提升速度提升鉆桿。

3.2 管徑降水

為配合工作井、接收井施工，在沉井周?chē)M(jìn)行管井降水處理。

工程場(chǎng)地主要在①-2層和②-2層中有上層滯水型及潛水型地下水，靜止水位埋深在0.2-1.4米之間，地下水受地表水影響大。由于土層滲水量大，且管道位置較深，采取管井降水的施工措施來(lái)降低地下水位，使水位控制在基坑底至少0.5m以下。管井井點(diǎn)降水是在管線兩側(cè)埋置深于管底的井管，依靠深井泵或深井潛水泵將地下水從深井內(nèi)提升到地面排出，使地下水位降至管底以下。

其中，井管為HDPE雙壁耐壓波紋管，管長(zhǎng)18米。濾布采用玻璃絲布作濾布，玻璃絲的規(guī)格為80～120目。在管井鉆孔洗孔完成后，拆除鉆桿并進(jìn)行井管安裝，回填濾料。地下水位以下井管采用透水管。下井管時(shí)先將井管牢固連接，并保證井管垂直、居中。井管下完后需及時(shí)回填濾料，濾料采用潔凈級(jí)配良好的中粗砂，濾料需均勻分布在井管四周，確保出水通暢。濾料填筑高程同地層相對(duì)應(yīng)，需高出含水層0.5～1.0m。

4 沉井施工

根據(jù)沉井的高度及實(shí)際結(jié)構(gòu)尺寸情況，整個(gè)沉井制作的步驟如下：地平整、測(cè)量放線→機(jī)械挖土至標(biāo)高→刃腳地基處理（鋪設(shè)砂墊層、澆筑砼墊層）→刃腳制作→刃腳混凝土養(yǎng)護(hù)（至70%的強(qiáng)度）→ 第二節(jié)沉井制作→井壁混凝土養(yǎng)護(hù)（至100%的強(qiáng)度）→第三節(jié)沉井制作→井壁混凝土養(yǎng)護(hù)（至100%的強(qiáng)度）→沉井下沉（至設(shè)計(jì)高度）→沉井封底→底板制作→頂管施工完畢后→流槽施工→蓋板及檢查井施工→沉井頂部級(jí)配碎石回填。

本工程沉井高度為6.79～13.3m，地質(zhì)性能一般，地層有流砂，沉井周?chē)Y源較豐富，大量抽除地下水非常困難，沉井周邊取水方便，排污也很方便，所以確定采用不排水下沉方法。沉井下沉的作業(yè)順序安排：下沉準(zhǔn)備工作→機(jī)械開(kāi)挖下沉→邊下沉邊觀測(cè)→糾偏措施→沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高→核對(duì)標(biāo)高、觀測(cè)沉降穩(wěn)定情況→井內(nèi)混凝土封底→底板鑿平及防水處理→底板鋼筋施工與隱蔽工程驗(yàn)收→底板混凝土澆筑→井內(nèi)結(jié)構(gòu)施工→上部建筑及輔助設(shè)施→回填。

5 頂管施工

本工程采用泥水平衡式頂管，主要頂管流程如下：施工準(zhǔn)備→地下管線勘查→工作井/接收井施工→設(shè)備安裝→設(shè)備調(diào)試→穿墻頂進(jìn)→下放管節(jié)、接管→加中繼環(huán)（視情況定） →安裝中繼環(huán)（視情況定） →正常頂進(jìn)、測(cè)量→到接收井→回收掘進(jìn)機(jī)→全段測(cè)量。

為防止路面沉陷和地上、地下構(gòu)筑物不受擾動(dòng)，頂管結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)對(duì)管體四周的縫隙充填水泥漿，使其密實(shí)堅(jiān)固，填充水泥所用設(shè)備與觸變泥漿設(shè)備相同。逐孔注漿，水泥漿液需攪拌均勻，無(wú)結(jié)塊，無(wú)雜物，注漿結(jié)束后，要及時(shí)清理注漿設(shè)備，以防堵塞。

頂管施工中的進(jìn)出洞口作業(yè)是一項(xiàng)很重要的工作，頂進(jìn)前，為防止洞口處的水土沿管外壁與洞門(mén)的間隙涌入工作井，在工作井內(nèi)洞口處安裝一道環(huán)形橡膠止水圈，在頂進(jìn)施工過(guò)程中可防止減摩漿從此處流失，保證泥漿套的完整，以達(dá)到減小頂進(jìn)阻力的效果。

雖然洞口經(jīng)過(guò)高壓旋噴樁地基處理，但為了機(jī)頭頂進(jìn)安全，機(jī)頭不下沉，還應(yīng)有機(jī)頭加固措施。機(jī)頭進(jìn)洞時(shí)將機(jī)頭與后面的五節(jié)管用拉桿連接起來(lái)，使之成為一個(gè)整體，并在導(dǎo)軌上用兩個(gè)手拉葫蘆間隔一米拉緊，從而使機(jī)頭沿著導(dǎo)軌方向順利頂進(jìn)。掘進(jìn)機(jī)頭頂進(jìn)到位后，吊放第一管節(jié)，拼接完畢，然后在工具管后管節(jié)內(nèi)安裝工具管輔助設(shè)備。

參考文獻(xiàn)：

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