微型頂管在城市排水中的應用解析

李 巖

（上海宏波工程咨詢管理有限公司，上海市 201707）

1 項目概況

某城市排水工程位于上海市閔行區(qū)，為城市老舊小區(qū)排水改造工程，工程共計涉及7 個居民小區(qū)，工程施工內(nèi)容包括建筑物立管及出戶管改造、雨污水管翻建改造、檢查井及道路、綠化修復等附屬工程。工程中新排一段污水管道總長500 m 左右，管道需橫穿一個交通繁忙的十字路口，管道周邊有停車場、門市店鋪、菜市場等，地下還存在給水、雨水、燃氣、電力等多條管線，若采用傳統(tǒng)明挖施工法施工，會影響周邊道路交通，并且地下管線搬遷難度極大。根據(jù)現(xiàn)場周圍環(huán)境特點，為保證工程順利實施，減少對周邊環(huán)境的影響，減少施工阻礙，工程采用微型頂管施工工藝，該工藝具有頂進速度快、對土體擾動小、占地面積少等優(yōu)點，能夠在不開挖路面、不搬遷地下管線的基礎(chǔ)上，解決上述難題。

本工程微頂管設(shè)計要求：微型頂管施工管材采用樹脂混凝土管，管徑為DN300；頂管工作井（PCLW-4）、接收井（PCLW-5）深度8 m，鋼筒井型號為?2090×20×7000，壁厚為20 mm；采用C35 水下混凝土封底，混凝土厚度為混凝土厚度為1.0 m；工程工作井及接收井施工采用搖管機操作。

2 微頂管施工方法

微型頂管采用二次工法施工，應用范疇通常是DN300～DN600 mm 的鋼筋混凝土管，該類施工在德國、日本發(fā)展成熟，近年來被引入至國內(nèi)建筑施工領(lǐng)域中。微頂管施工流程：現(xiàn)場勘測→工作坑制作→安裝加固后靠背→架設(shè)機臺→安裝激光經(jīng)緯儀→頂進先導管→頂進黑管→安裝簡易機頭→管道頂進→拆除管路。

2.1 現(xiàn)場勘探

根據(jù)建設(shè)單位提供的物探資料，施工前對照地下管線現(xiàn)況采取超聲波結(jié)合物探的方法進行實地摸排，核實地下管線種類、位置、高程等。

2.2 工作井和接收井的施工

（1）施工工藝流程

工作井（接收井）施工工藝流程：工作坑放樣→搖管機安裝→鋼筒焊接沉設(shè)→開挖封底→安裝臨邊防護。

（2）第一節(jié)鋼筒底部需切割成鋸齒狀，齒深為10 cm，減少施工過程中的阻礙有利于鋼筒下沉。

（3）搖管過程中，每30 cm 需檢查鋼筒的水平及垂直度，發(fā)現(xiàn)偏差及時調(diào)整，保證工作井的質(zhì)量，為后續(xù)施工提供支撐。

（4）搖管機將鋼筒安裝至設(shè)計標高后，采用C35水下混凝土封底，底板厚度為100 cm。

（5）根據(jù)設(shè)計標高，并保證工作井及接收井的穩(wěn)定性，鋼筒底端嵌入土層不少于100 cm。

（6）在出入土洞口安裝鏡面框，鏡面框由兩塊鋼圈及橡膠圈組成，膠圈中心與管道同心，減少了水體流失量、確保施工安全。

（7）為了監(jiān)控工作坑施工對周圍土體的影響范圍，在工作坑周邊布置豎向位移、水平位移監(jiān)測點。

（8）安裝臨時圍護，防止墜落事故發(fā)生。

2.3 架設(shè)機臺及后靠背加固

按照施工圖紙，放出管道中心軸線，在鋼筒軸線兩端做好標記，按照設(shè)計要求，使用鉛錘法將底座鋼槽安裝好。槽鋼底同地板之間預留50 cm 的距離，作為泥沙和地下水的儲存容器。完成底座槽鋼之后，根據(jù)管道軸線對底板和推進臺進行安裝。

2.4 頂進先導管及擴孔管

擴孔管頂進接收井后，安裝擠擴頭，將擠擴頭緩慢推進洞內(nèi)，在機頭完全進入洞內(nèi)之后，安裝機頭所用的高壓水管。

2.5 安裝擠擴頭及管道頂進

在推進過程中，接收井內(nèi)部需要將擴孔管拆除。在頂進管道施工完成之后，管頭的兩端會有部分懸空，需要使用木方或者磚塊支撐，避免磕頭情況的出現(xiàn)。

2.6 拆除管路

在推進過程中，接收井內(nèi)部需要將擴孔管拆除。在頂進管道施工完成之后，管頭的兩端會有部分懸空，需要使用木方或者磚塊支撐，避免磕頭情況的出現(xiàn)。

2.7 微頂管施工技術(shù)措施

（1）微型頂管施工時，鋼筒井壁開孔后，采用加裝鏡面框，起到止水止泥的作用。

（2）導向施工時，鋼筒井壁開孔尺寸為12 cm，推進黑管施工時，開孔尺寸為23 cm，推進樹脂混凝土管時。

（3）頂管頂進過程中，安裝液壓油管及高壓水管。頂進一米接收坑拆除出土外管，依次循環(huán)完成整個頂管施工過程。

（4）工程完成后，管頭的兩端會有部分懸空，需要使用木方或者磚塊支撐，避免管道端部下垂。

2.8 施工監(jiān)測

（1）各監(jiān)測項目在施工前應測定穩(wěn)定初始值。

（2）基坑支護變形、地表及路面開裂與下沉為監(jiān)測的重點。

（3）監(jiān)測數(shù)據(jù)及時上報，綜合分析成果，對施工進行評價、指導施工，保證安全施工。

（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；施工過程中每天進行監(jiān)測。

3 微型頂管工程施工質(zhì)量控制要點

3.1 事前控制

（1）現(xiàn)場調(diào)查及復核。復核建設(shè)單位提供的有關(guān)地勘資料。影響范圍管線開工前與權(quán)屬單位進行現(xiàn)場交底和校對復核，開工前辦理好地下管線監(jiān)護交底卡。

（2）審核微頂管專項施工方案，根據(jù)要求督促施工單位對此方案組織專家論證，根據(jù)論證意見完善該專項施工方案并重新報審。

（3）原材料進場控制，審查確認原材料供應商資質(zhì)，原材料進場時質(zhì)保資料，供貨單應齊全，外觀質(zhì)量經(jīng)檢查合格后再進行見證取樣，及時送檢，檢測合格后方可投入使用。

（4）測量控制點放樣和復核檢查應符合相關(guān)要求。

（5）進場機械設(shè)備報審。重點審查施工機具儀表的檢測校定證書和自檢證明，擬進場設(shè)備及操作人員是否滿足施工作業(yè)要求等。

（6）監(jiān)督施工單位施工作業(yè)前完成質(zhì)量和安全技術(shù)交底，明確施工中主要質(zhì)量、安全控制點設(shè)置。

（7）在工作井、接收井周圍圍擋封閉，安裝警示燈，對過往行人及車輛給與警示，嚴禁破壞路面及其他構(gòu)筑物。開工前施工條件驗收，符合開工條件后簽發(fā)開工令。

3.2 事中控制

（1）按照要求針對施工單位的軸線與標高進行復核。

（2）工作坑開挖、圍護：工作坑開挖時，要求嚴格按照經(jīng)專家論證通過的專項施工方案進行開挖施工，做好基坑排水和圍護結(jié)構(gòu)。工作井頂面周邊須設(shè)置防護欄桿，欄桿高度不低于1.2 m，欄桿底部設(shè)踢腳擋板,高度不低于20 cm，防止碎石塊和其他零星物件滑落工作井內(nèi)，地面人員嚴禁往工作井內(nèi)拋物。進出工作井應設(shè)置上下扶梯，并設(shè)防護欄桿，防止人員墜落事故發(fā)生。

（3）頂管施工前的檢查

a.各設(shè)備試運轉(zhuǎn)正常，未發(fā)生異常情況；

b.頂管設(shè)備按施工方案配置狀態(tài)是否良好；

c.工具管在導軌上的中心線、坡度和高程應符合設(shè)計要求；

d.開啟封門的措施，防止流動性土或地下水由洞口進入工作坑的措施。

3.3 事后控制

（1）微頂管施工質(zhì)量驗收標準嚴格按照現(xiàn)行國家標準對各個工序嚴格檢查驗收，質(zhì)量查驗內(nèi)容及要求見表1。

表1 質(zhì)量查驗內(nèi)容及要求

（2）管道頂進結(jié)束后，應督促承包商進行頂進觸變泥漿的置換。

（3）及時進行CCYV 檢測，查看管道內(nèi)接口與管壁情況是否完好，符合設(shè)計及規(guī)范要求。

（4）及時進行閉水試驗，檢測管道的密封程度能否符合滲透允許值指標。

（5）及時組織單位工程驗收。

4 微型頂管施工工藝特點

（1）施工占用場地小、工作井施工簡單。工作井相比常規(guī)工作井結(jié)構(gòu)施工占地小，工作井結(jié)構(gòu)形式靈活。微頂管工作井可布置為圓形，直徑2～3 m 的工作井,其總體施工占地面積約為40 m2，相比常規(guī)頂管施工區(qū)域減少占地一半以上，相比傳統(tǒng)開槽埋管等施工工藝，城市道路占用明顯減小。

（2）施工速度快,施工精度高。正常工況施工條件下，每臺班鋼套筒下沉速度在8-10 m/d，每臺班頂進速度在20～30 m/d。施工速度較快，相比與常規(guī)工作井較大程度縮短了施工期和相關(guān)養(yǎng)護期。

（3）施工污染小、噪聲小。施工過程中減少大型機械作業(yè)、污染小、噪聲小、利于環(huán)保。

（4）施工建安造價低。搖管鋼套筒工作井結(jié)構(gòu)相比常規(guī)工作井樁基圍護結(jié)構(gòu)建安造價大大減少，同時鋼套筒可以在工程結(jié)束后拔出，達到重復利用價值，建安造價低。

（5）微型頂管施工過程中需著重防范地下管線、高處墜落、起重傷害等安全隱患，建立風險防范措施，以保證工程順利實施。

5 結(jié)語

微型頂管適用管徑為DN300-DN600 mm，管材為鋼筋混凝土管、樹脂混凝土管,長度1m/根；微型頂管頂距不宜超過60 m，最佳頂距為45 m 以內(nèi)，適用土層為粘土層及砂層。通過微型頂管工藝介紹，其表現(xiàn)出施工快速、精準度高、噪聲低、對道路交通影響較小的特點，可為類似工程施工提供借鑒。