淺析頂管工程施工技術(shù)

焦 健，楊 洋

（沈陽市政集團(tuán)有限公司，遼寧 沈陽 110000）

1頂管施工的優(yōu)點

（1）頂管施工可不破壞環(huán)境、無泥塵污染、不阻斷交通、不破壞道路和植被，對地表的干擾非常小。

（2）無須進(jìn)行溝槽開挖即可進(jìn)行各類地下管線鋪設(shè)，有效避免了開挖施工對居民生活和交通所帶來的干擾，減少對周圍建筑基礎(chǔ)的破壞，減少了地下水作業(yè)的麻煩。

（3）環(huán)境污染小，施工噪音小，可加快施工進(jìn)度，縮短施工工期，作業(yè)面小，綜合施工成本低。

（4）在難以進(jìn)行或根本不允許進(jìn)行開挖施工的情況下，采用頂管施工可完成管線施工，且管線長度經(jīng)濟(jì)合理。

2頂管法施工

以采用D1200mm鋼筋混凝土頂管為例。

2.1工作坑

2.1.1工作坑尺寸

根據(jù)設(shè)計圖紙及施工現(xiàn)場實際情況，確定設(shè)頂進(jìn)工作坑、副坑（取帽坑）見圖。

工作坑尺寸計算公式：

工作坑長度：L=L1+L2+L3+L4+L5

工作坑寬度：B=D1+S

根據(jù)以上計算，頂進(jìn)工作坑斷面尺寸為6m×4m。

工作坑深度計算公式：

①H1=h1+h2+h3

②H2=h1+h3

2.1.2工作坑設(shè)置

根據(jù)現(xiàn)場實際情況每段施工作業(yè)各設(shè)一個頂進(jìn)工作坑，一個副坑（取帽坑），頂進(jìn)工作坑尺寸為4m×6m，副坑尺寸為4m×4m。

頂進(jìn)工作坑（4×6m）：采用25b工字鋼進(jìn)行支護(hù)，其中頂進(jìn)工作坑工字鋼長12m，支撐鋼框架4道。

副坑（4×4m）：采用25b工字鋼進(jìn)行支護(hù)，其中副坑工字鋼長12m，支撐鋼框架4道。

2.1.3頂力計算

表1 頂力計算表格

?

根據(jù)此數(shù)據(jù)選用YQ-400以上的千斤頂滿足施工需要，頂進(jìn)后期若需要更換可采用YQ-500千斤頂或增加一臺YQ-200千斤頂。

2.1.4千斤頂設(shè)備選擇

選用YQ-400以上的千斤頂滿足施工需要，頂進(jìn)后期若需要更換可采用YQ-500千斤頂或增加一臺YQ-200千斤頂。

2.1.5工作坑后背驗算

根據(jù)現(xiàn)場勘查地質(zhì)情況為砂土，基坑選用100mm厚鋼板做后背，后壁墊鋼板樁傳力；

如E≤Ep滿足要求

表2 每米寬度上土總被動土壓力，KN/m

擬采用混凝土靠背作為頂管靠背?？勘吵叽纾洪L×寬×高=4000×300×1200mm。內(nèi)設(shè)兩層Φ12鋼筋網(wǎng)，間距為15cm，以保證砼靠背的頂力。

表3 每米寬度上土總被動土壓力，KN/m

?

2.1.6工作坑施工方法

（1）場地平整后，進(jìn)行工作坑定位及軸線尺寸控制，確定井位中心，放出開挖邊線，確保工作坑與副坑的位置及尺寸滿足設(shè)計要求。

（2）土方開挖：工作井土方開挖采用人工配合機(jī)械方式進(jìn)行。土方開挖從上至下逐層進(jìn)行。采用挖掘機(jī)開挖至2.5m深，人工將槽底整平，將支撐框吊入，吊裝時夾緊鋼板樁，不能移動，確保鋼板樁垂直不傾斜。

（3）支撐框及鋼板樁吊入完成后，進(jìn)行人工挖土，卷揚(yáng)吊機(jī)出土。隨挖土進(jìn)行鋼板樁及支撐框平穩(wěn)下沉，頂進(jìn)后背梁鋼板樁埋入要在設(shè)計深度以下0.5m。

（4）要保證頂進(jìn)工作坑基礎(chǔ)強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)尺寸?；A(chǔ)頂面高程要比設(shè)計管下皮低1cm，并將管道中心點設(shè)置在基礎(chǔ)上。工作坑土方挖至設(shè)計高程后，進(jìn)行工作坑底板砼施工，在工作坑中心澆筑2m寬0.2m厚的砼底板。

（5）根據(jù)管徑確定滑道安裝寬度及高程，確?；乐行木€與管道軸線重合，導(dǎo)軌安裝牢固，頂面高程允許誤差為：0～+3mm。

2.2頂管施工

2.2.1管帽設(shè)計

據(jù)我公司鋼筋混凝土管頂管施工經(jīng)驗，我們就本工程設(shè)計了頂管管帽如圖所示，并根據(jù)以往頂管中經(jīng)常出現(xiàn)的中隔板在頂進(jìn)中先進(jìn)入土中造成塌方的問題，在施工過程中將挖土的方法進(jìn)行改進(jìn)，不許超挖，防止頂進(jìn)時塌方。

本工程頂進(jìn)管帽采用以A3鋼板δ=20mm，卷板機(jī)卷制焊接成型，與頂進(jìn)用鋼筋混凝土管略大1cm的管徑，頂進(jìn)時與鋼筋混凝土管對接。見下圖：

管帽示意圖

2.2.2頂前準(zhǔn)備

（1）頂前拔入管口板樁時在被撥板樁周圍及管帽前用草袋圍堵成一道墻，防止塌方。

（2）在管道頂進(jìn)施工前復(fù)測首節(jié)管的中心線及高程，測量偏差在規(guī)范允許范圍內(nèi)方可進(jìn)行首節(jié)鋼筋混凝土管頂進(jìn)施工。

2.2.3首節(jié)管頂進(jìn)

首節(jié)管的頂進(jìn)對后續(xù)施工起著非常重要的作用，所以必須嚴(yán)格控制首節(jié)鋼筋混凝土管的頂進(jìn)質(zhì)量。

2.2.4管道頂進(jìn)施工及調(diào)整

（1）本工程頂管頂進(jìn)采用400t千斤頂進(jìn)行，出土采用人工配合手推車進(jìn)入管內(nèi)水平運(yùn)輸，采用電葫蘆垂直運(yùn)輸。

（2）頂管頂進(jìn)施工時，必須做到四勤原則，即勤頂、勤測、勤取土、勤調(diào)整。頂進(jìn)的每根管都要進(jìn)行中心測量，及時發(fā)現(xiàn)問題及時糾偏。

（3）為減少鋼筋混凝土管的磨阻力，減少鋼筋混凝土管在頂進(jìn)過程中對土壤的擾動，鋼筋混凝土管的外皮涂潤滑劑。

（4）在頂進(jìn)過程中如出現(xiàn)偏差，進(jìn)行調(diào)整偏差。調(diào)整方法是：①挖土校正法，即通過采用在不同部位增減挖土量的辦法，以達(dá)到校正的目的。其校正誤差范圍不大于10～20mm。②強(qiáng)制校正法，當(dāng)偏差大于20mm時，用圓木或方木頂在管子偏離中心的對應(yīng)側(cè)管壁上，另一端裝在墊有鋼板或木板的管前土壤上，支架穩(wěn)固后，利用千斤頂給管子施力，使管子得到校正。

2.2.5工作坑拆除

（1）工作坑拆除時，每層框拆除隨填土依次進(jìn)行下框和上框拆除。拔出鋼板樁需待回填至路面結(jié)構(gòu)以下時進(jìn)行。

（2）回填前應(yīng)將工作坑內(nèi)的雜物清除干凈。

（3）工作坑回填材料及壓實度應(yīng)符合設(shè)計及規(guī)范要求。

2.2.6工作坑內(nèi)鋼筋混凝土管道鋪設(shè)

（1）下管、安管施工

①下管時采用邊線法控制安管中心線。鋼筋混凝土管從下游向上游鋪設(shè)。

②橡膠圈使用前必須逐個檢查，不得有割裂，破損，汽泡，飛邊等缺陷。管口接口工作面清洗干凈。

（2）鋼筋混凝土管的吊裝

①下管采用卷揚(yáng)吊機(jī)、人工配合的方法吊裝。

②管鋪設(shè)前對基礎(chǔ)高程進(jìn)行復(fù)測。如有誤差，及時調(diào)整。

（3）管的回填

①管鋪設(shè)完畢后，報請監(jiān)理工程師驗收閉水試驗合格后方可回填。

②回填用人工回填至管上皮，管兩側(cè)均勻回填防止管因側(cè)向壓力而發(fā)生軸線方向偏移。管頂50cm以上采用裝載機(jī)回填。

3檢查井施工

（1）井墻用模塊進(jìn)行砌筑，采用M7.5砂漿進(jìn)行砌筑，無地下水時可用M5.0混合砂漿砌模塊。

（2）抹面、勾縫、座漿等所用的水泥砂漿應(yīng)平整、密實。

4管接口處理

為了使管道接口處受力均勻，頂管過程中在管材對口處加石棉，管道形成后為防止管接口處發(fā)生漏水現(xiàn)象，在管接口處進(jìn)行鑿毛并抹一層防水砂漿。

5工作坑回填

（1）管道頂進(jìn)工程施工完成后，經(jīng)監(jiān)理人員驗收合格后方可對工作坑進(jìn)行回填。

（2）撼砂時分層進(jìn)行，每0.5m的高度為一層撼砂區(qū)域。撼砂采用循環(huán)撼，配用插入式振搗器與插釬來滿足密實度的要求。每立方米的砂至少保證0.5m3的用水量。

（3）管三角區(qū)回填粗砂，砂石基礎(chǔ)采用中粗砂夯實。

（4）回填時注意事項：

①回填時兩側(cè)均勻、對稱同時回填。以防止受力不均擠壓管道變形。

②回填材料符合設(shè)計及規(guī)范要求，回填時不損傷管節(jié)及管接口。管道兩側(cè)和管頂以上回填材料，由人工兩側(cè)對稱運(yùn)入槽內(nèi)，不直接扔在管道上?；靥詈笾饘舆M(jìn)行，且不得損傷管道。檢查井四周保證同時回填。