談某頂管工程施工方法及注意事項

楊海紅

(山西運城高速公路有限責任公司，山西運城 044000)

1 工程概況

某頂管工程排水管線與高速公路交叉于K6+280處，該段高速公路路基寬度為24.5m，設(shè)計行車速度80 km/h，設(shè)計荷載為汽車—超20級，掛車—120。地處秦嶺與中條兩個古老地塊之間，區(qū)內(nèi)為全新世沖洪積成因地層，地層基本上呈現(xiàn)粉土與粉質(zhì)粘土互層狀，局部層理比較明顯，巖性不太均一，有零星砂粒、礫石、薄砂層、粉土團塊或薄層等不同含量夾雜其間。依據(jù)《山西省地震烈度分布圖》，該地震烈度為8級。管道采用φ1 200鋼承口式鋼筋混凝土Ⅲ級管。

2 施工準備

2.1 材料準備

按設(shè)計要求準備穿越套管材料，其規(guī)格、數(shù)量、質(zhì)量等必須符合設(shè)計標準和規(guī)定。

2.2 機具準備

施工用工程機械到位并進行保修保養(yǎng)，保證在施工期間良好的運行狀態(tài)。如:挖溝機、電焊機、翻斗車、發(fā)電機、吊車等;施工用輔助機械設(shè)備如:抽、排水機械、發(fā)電照明設(shè)備等按要求配備齊全并仔細檢查、保養(yǎng)，使其處于良好的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。施工常用工具要配備齊全。

2.3 技術(shù)準備

施工前，應做好施工組織方案以及應急預案。施工技術(shù)人員應認真研究設(shè)計圖紙，根據(jù)圖紙說明了解穿越地段的地質(zhì)、地形資料，并結(jié)合現(xiàn)場實際情況，編制施工組織方案報請監(jiān)理或業(yè)主，得到同意和批準后方可施工。施工前首先要掌握穿越段的地形及底層情況，然后準確測量出穿越段長度。根據(jù)操作坑的大小，準備措施用料，通過甲方及設(shè)計人員了解穿越的準確位置是否有管道、電纜等地下設(shè)施，避免施工時對地下設(shè)施造成損壞。

對施工人員進行技術(shù)交底，明確施工中的重點、難點，掌握重點控制的施工工序、操作程序和應注意的有關(guān)事項。根據(jù)設(shè)計走向，進行測量，放出穿越目標施工占地邊界線和穿越段管道中心線。結(jié)合現(xiàn)場情況，確定進車道路，修筑施工通道。

2.4 設(shè)施準備

1)需設(shè)置沉降觀測點，施工過程中隨時觀測路基的變形情況。頂管施工會引起地層擾動和地層損失，特別是軟弱土層和砂土、粉砂層地基，引起地表沉降和隆起。在頂管穿越高速公路路堤時應解決兩個方面的問題:a.地下水位降低引起的路堤不均勻沉降;b.頂管施工使地基產(chǎn)生擾動，引起地基在未擾動和擾動區(qū)之間形成差異沉降，使路堤產(chǎn)生縱、橫向不均勻沉降，并影響路堤的穩(wěn)定性。2)設(shè)置醒目的導向標志和安全警示標志，使施工便道與高速公路保持一定安全距離。工作坑設(shè)置安全警示帶，以免人員掉入。

3 施工過程

3.1 工藝流程

工藝流程如下:施工準備→測量放線→施工通道修筑→開挖操作坑及接收坑→操作坑壁作支護→操作坑降水→進行坑內(nèi)基礎(chǔ)找平→安裝頂進設(shè)備軌道→安裝調(diào)試頂進設(shè)備→放置第一根管子并安裝水平儀和調(diào)向裝置→頂進作業(yè)→土石外運→預制管段安裝→穿越管段試壓→與主管段連頭→地貌恢復→施工驗收。

3.2 施工步驟

3.2.1 修筑施工便道

為了確保設(shè)備、人員的進退場施工，需修筑臨時便道，在施工點兩頭設(shè)置醒目的導向標志和安全警示標志。

3.2.2 開挖操作坑

用儀器進行測量放線，放出操作坑邊線，并在道路一側(cè)開挖操作坑，為保證作業(yè)坑不塌方和便于穿越施工，根據(jù)土質(zhì)情況對邊坡適當加固防護，確保坑下作業(yè)的安全。另外為防止黑夜其他人員誤掉入坑中，在施工現(xiàn)場周圍拉設(shè)警示帶。開挖后的土石方用車輛倒運至公路管理部門指定的地點。

3.2.3 操作坑壁支護

基坑支護作為一個結(jié)構(gòu)體系，應要滿足穩(wěn)定和變形的要求，即通常規(guī)范所說的兩種極限狀態(tài)的要求，即承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。

3.2.4 開挖目標坑

目標坑開挖平面與公路成一個平面，需把出土位置部分進行開挖，在開挖的同時，對管溝進行開挖;在頂管穿越兩端設(shè)置醒目的警示燈及施工警示標牌，設(shè)置警示帶。

3.2.5 降水、排水

設(shè)置臨時排水設(shè)施，并配備排水機具，引走可能影響邊坡穩(wěn)定的地面水和地下水，施工時采取臨時排水措施，確保施工作業(yè)面不積水。開挖后應保證有效排水。

3.2.6 現(xiàn)場布置

合理安排現(xiàn)場，安裝好液壓千斤頂。穿越管中心線和軌道中心線應在一條直線上，然后再用水平儀找平每個軌道，承受頂進反作用力的作業(yè)坑背部用混凝土處理成垂直狀，然后安裝導軌，用儀器調(diào)整導軌，使兩導軌中心線與穿越中心線重合，同時還要保證導軌平面要保持在一個水平面上。

3.2.7 頂管施工

頂管工藝流程:

頂進時按以下程序進行:安裝頂鐵→開油泵使千斤頂伸出活塞→千斤頂伸出活塞額定長度后開閥門回油→下管。

3.2.8 清管檢測

清管時次數(shù)不宜少于2次，以排除無污物為清管合格。清管合格完畢后進行試壓及檢漏。

3.2.9 地貌恢復

按照施工規(guī)范設(shè)置標志樁、警示牌，完成地面恢復與場地清理。安裝就位后，與穿越兩側(cè)管道接頭。

4 施工注意事項

1)施工過程中，要嚴格控制施工程序及質(zhì)量，頂管工作坑和接受坑應與公路設(shè)施保持一定的安全距離，以免基坑開挖或塌陷影響公路路基及排水設(shè)施的穩(wěn)定;工作坑開挖和頂進施工時應保證路基邊坡的穩(wěn)定，做好防排水工作。2)注意施工安全，加強施工控制，以免對路面結(jié)構(gòu)造成影響。施工頂進操作時，應保證管節(jié)全斷面360°范圍內(nèi)不挖，不擾動原狀土結(jié)構(gòu)，路基范圍內(nèi)頂進采用少挖勤頂?shù)氖┕し椒ǎ看雾斶M距離不大于15 cm。3)開始頂進和接近頂完時，應采用人工挖土緩慢頂進，頂進時如有偏差過大，應立即停止頂進。4)路基邊坡附近的管道需等距設(shè)置檢查井和控制閥門，以便污水管道有異常狀況可以及時并安全的維修，以保證路基的安全。5)應在穿越位置處的路基兩側(cè)路緣石和中央分隔帶處分別設(shè)置沉降觀測點，頂進過程中隨時進行沉降觀測;施工結(jié)束后，應在穿越點公路兩側(cè)設(shè)置永久性警示標志。6)在不允許基土下沉地段(頂管穿越路基范圍)，管子周圍一律不得超挖;在一般地段，上面挖弧面允許超挖1.5 cm。7)頂管施工期間，應對管外壁土進行注漿加固。

5 常見問題與預防措施

5.1 糾偏

糾偏是指混凝土管偏離設(shè)計軸線后，利用管端木楔斜頂法來改變管端方向，減小管線偏差的過程。

糾偏必須遵循以下規(guī)律:

1)糾偏應在頂進過程中進行，靜態(tài)糾偏會對管線產(chǎn)生不利的影響。2)第一段管節(jié)不宜過長，管段越短越有利，管段過長會影響糾偏的靈敏度，一般不宜超過2.0 m。3)糾偏過程中，要在網(wǎng)格底上繪制工具管的測點軌跡，推算出其行進軌跡，根據(jù)行進軌跡及時調(diào)整糾偏角度，避免糾偏過大產(chǎn)生過度彎曲。

5.2 頂管塌方

頂管施工過程中會發(fā)生:

1)操作坑支護不牢，出現(xiàn)滑坡、塌方。防治措施:及時清理操作坑，分析出現(xiàn)塌方的原因，重新進行加強支護。2)頂管頂進過程中，出現(xiàn)管端塌方。立即停止頂管頂進，防止塌方進一步惡化，清理現(xiàn)場，塌方處進行修筑。或采用人工在第一根頂管前端下方掏土10 cm，配合頂管機繼續(xù)頂進，頂管前上方的土石方會自動落入套管內(nèi)，這樣即可穿越塌方點。

5.3 頂管暴死

頂管施工過程中會發(fā)生頂管暴死或頂管難以前行。

防治措施:保證施工連續(xù)作業(yè)，在作業(yè)中設(shè)有專人監(jiān)護。

6 結(jié)語

頂管過程是一個復雜的力學過程，在頂管法施工過程中，必須根據(jù)土質(zhì)條件、設(shè)計要求，認真選型、專項設(shè)計、合理配套，才能取得良好的效益，施工過程中嚴格按技術(shù)規(guī)程運作，精心施工操作，確保工程質(zhì)量。

［1］王義強.頂管技術(shù)在管道施工中的應用［J］.西部探礦工程，2006，8(8):4-7.

［2］薛移彤.頂管技術(shù)在市政工程中有關(guān)問題探討［J］.科技信息，2007，6(6):24-26.