如何在砂性土層中進行PCCP管頂管施工

李義皓

摘 要：在本篇文章當中，筆者從工程實例出發，講述在砂性土層當中PCCP管頂管施工過程中相關的技術難點。并在此基礎上，提出相關的對應措施，同時對在該工程中，所獲取的經驗進行總結，希望憑借自己對于該技術的個人理解，給予該行業相關從業人員帶來一些有價值的幫助，并借此起到拋磚引玉的效果。

關鍵詞：砂性土層；管頂管施工；技術難點

PCCP管是我國主要的供水工程材料，該材料擁有很強的防腐蝕性和密封性，并且同其他供水材料進行對比，PCCP管在整體造價上，遠低于其他供水運輸材料。因此，在我國的諸多供水工程施工中，PCCP管被大量的投入使用，但是，在砂性土層之中，PCCP管往往會同鋼制管材進行連接。但在連接的過程當中，很容易出現漏水現象，給供水工程的整體安全性帶來嚴重的隱患。針對這一現象，筆者從工程實例出發，對在此工程當中的相關處理辦法進行論述。

1 工程簡介

該工程是某市的一個污水處理廠廢水排江工程，因為施工現場的限制，原定的開挖埋管的預案無法順利開展，因此在施工現場，施工作業方式變為頂管法進行作業。經審核，所選擇的頂管管材的規格是DN1600毫米雙膠圈接口PCCP管材，該管的管壁厚度為180毫米，每一節PCCP管的長度為3米，每節PCCP管的重量為7.6噸，每一節PCCP管核定頂力大小為8000KN，在管材使用過程之中，核定工作壓力為0.4MPa。

在此工程之中，PCCP管需要經過粉土層、粉砂層。PCCP管的挖掘總長為230米，砂性土層覆蓋PCCP管道的厚度約為8米。

2 PCCP管頂管施工過程當中的技術難點

因為PCCP管自身材料特點與結構等諸多因素，使用此種管材進行管頂管施工作業時，整體頂進距離很小，而且不宜進行曲線頂進。所以在此工程項目施工作業過程中，頂管能夠在砂性土層之中順利開展施工作業，最為重要的原因便是在此工程中，一直保持直線頂進狀態。因此，在進行頂進施工的過程之中，針對軸線產生的偏差控制就顯得十分關鍵。同時還需要進行關注的是，PCCP管在砂性土層施工過程當中，還有如下技術難點。

2.1 PCCP在接口位置可能出現進沙狀況。在此工程當中，施工地段絕大部分處于砂性土層當中，如果在管頂管施工過程當中出現了位置較大的偏移，就會讓管口和管口之間的鏈接出現夾角，而夾角的產生就會讓砂礫進入到管口與管口之間的連接接縫當中，并且很難被清除。一旦PCCP管中進入砂礫，就很有可能讓PCCP管在進行供水作業的過程中，產生漏水現象，并引發嚴重的安全事故。

2.2 在PCCP關接頭處的受力面積很小，會對最大頂力產生影響。雖然PCCP管的管壁厚度達到了180毫米，環形橫截面面積達到了1.01m2，但是在實際施工作業過程當中，筆者發現可以進行受力作用的PCCP管的管壁厚度大約只有128毫米，最大受力面積不超過0.62m2，可能會對原計劃當中所設計的8000KN最大頂力產生影響。

2.3 止水橡膠會對工程的治水效果和最大頂力產生影響。在此工程之中，PCCP管與管之間的連接處是使用兩根直徑為20毫米的圓形橡膠圈。雖然在之前的使用過程中，表現出較為良好的止水效果。但橡膠圈的安裝位置在PCCP管受力面的內部，所以，如果受力面有砂礫進入，在PCCP管的接頭處所開展的力的傳遞將會受到很大的影響，并無法達到預期的最大頂力效果。同時，還會在一定程度上，對圓形橡膠圈的止水作用產生不利影響。

2.4 在PCCP管連接處所設置的注漿孔無法確保和頂管進行同步注漿。在此工程之中，所使用的PCCP管在相同的界面當中，均勻分布有三個注漿孔，這三個注漿孔的位置全部在PCCP管接口受力面的內部。若PCCP管的接口整體受力較為均勻，注漿就不能達到PCCP管的外側，但是如果注漿通道狀況良好，PCCP管接口處的受力面積就會很小，從而讓PCCP管的整體受力情況受到影響。并且還需要注意的是，如圖一所示，若注漿不能夠進入PCCP管的外部，就會對PCCP管的整體止水能力產生影響。

3 對應措施

3.1 關于設備的處理。因為在此次工程施工過程中，作業環境為砂性土層，所以在進行挖掘的過程當中，必須要謹慎小心，杜絕出現正面坍塌等情況。所以，考慮到此次工程施工中的技術特點，在此次施工的過程當中選擇使用了一臺泥水平衡工具管開展施工作業。使用此項技術之后，能有效防止砂性土層常見的流沙現象，并且還擁有以下的優勢。首先，在此工程施工作業時地下水位整體較高，但是仍不影響泥水平衡工具管的使用。并且，同傳統技術進行比較，施工速度遠高于其他方案，在施工作業時，整體的安全性較高。最后，因為平衡管自身的超高智能自動化程度，所以在進行施工作業的過程當中，極少出現管道安裝位置的便宜，因此有效的把砂礫帶進管口的風險降低了。

3.2 關于注漿處理。在此工程中，施工方把補漿孔之間的距離保持在10米左右，一般來說，PCCP管每頂進一米，進行注漿的體積為0.1-0.2m3。對于泥漿的使用，在該工程中使用了復合陶土粉，該泥漿的成漿率達到了98%以上。經漏斗法測量，黏度為31S，在泥漿制作完成之后，經過24小時發酵之后才可以進行使用，以確保泥漿達到最佳的效果。在施工現場，還設置有多個泥漿儲備箱，以求在進行PCCP管頂進過程中能夠順利開展同步注漿。在同步注漿完成之后，需要立即針對之后的PCCP頂管開展補漿作業，依靠補漿的有效調控，減少PCCP管和砂性土層之間產生摩擦力，由此降低砂礫進入PCCP管接口的可能性，并最大程度保障PCCP管的整體止水效果。

3.3 關于頂力的控制。經過針對相關數據的運算，在此工程項目當中，頂管施工遇到的最大阻力值為6093KN。因此在后座，施工單位選擇了4臺2000KN的千斤頂，同時在工具頭的尾部約6米左右的地方進行了接力環的裝配。

3.4 關于沉降監測。在全部施工作業完成之后，施工單位在PCCP管鋪設沿線的上方位置進行了沉降監測點的安排。其安排方式為，在PCCP管鋪設的路徑之上，每間隔五米設置一個沉降觀測點。

3.5 其他。為了進一步杜絕在PCCP管頂管施工作業的過程當中，出現夾角而產生的砂礫進入的現象。在施工作業的過程之中，施工方需要指派專業技術人員開展相對應的巡視工作。若在進行巡視的過程之中，發現PCCP管連接處的位置出現夾角，就需要馬上針對出現夾角的位置進行對應的固定加固處理，防止管口接口處進沙而產生更為嚴重的后果。在此次施工作業之中，因為相關技術人員對于現場的處理恰當，并且補漿工作開展及時。因此經過測量，在此工程當中，最大頂力值為3556KN，并且施工速度極快，僅僅耗時十一天就完成了總長為230米的PCCP管道鋪設工作，并且地面沉降高度為12毫米，符合該行業的相關技術要求。

4 結語

此次工程其施工位置處于典型的砂性土層當中，相關的技術選擇和細節處理正確，希望憑借此次正確的案例描述，能夠為該行業的相關從業者帶來一次有價值的參考。

參考文獻

[1] 付才.在砂性土層中進行PCCP管頂管施工[J].建筑施工，2013（08）： 772-773.

[2] 袁堅.砂土層頂管法施工技術的試驗研究[D].西安：西安理工大學，2003.