頂管施工要點及控制措施分析

單濤

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

關鍵詞：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

本項目位于南京江北新區，是江北新區干線污水管網的重要組成部分，新建污水管道全長約19.9km，其中頂管施工的污水管道總長度約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級管，抗滲標號S8，F型接口，楔形橡膠止水圈。

2 工程水文條件

本工程位置緊鄰長江，地下水水位埋深 0.50m至1.0m 左右，勘探期間測得淺層地下水穩定水位標高5.50m至6.00m左右。水位變化主要受大氣降水和長江水位的影響，年水位變幅一般在 0.5～1.0m 間。地下水腐蝕性評價按Ⅱ類環境考慮，經判定潛水（長期浸水和干濕交替條件）對混凝土結構和鋼筋混凝土結構中的鋼筋具微腐蝕性；淺部承壓水及深部承壓水（長期浸水條件）對混凝土結構和鋼筋混凝土結構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

本次頂管頂進土層主要位于粉砂-粉土、粉砂、淤泥質粉質黏土中，地質環境較差。同時項目場地地質中的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保量、安全順利進行，在沉井頂管進出洞口先進行地基加固，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設計深度后，停止鉆進，旋轉不停，高壓泥漿泵壓力增到施工設計值（20～30MPa），底座噴漿30s 后，邊噴漿邊旋轉，同時嚴格按照設計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，在沉井周圍進行管井降水處理。

工程場地主要在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。管井井點降水是在管線兩側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18米。濾布采用玻璃絲布作濾布，玻璃絲的規格為80～120目。在管井鉆孔洗孔完成后，拆除鉆桿并進行井管安裝，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。井管下完后需及時回填濾料，濾料采用潔凈級配良好的中粗砂，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應，需高出含水層0.5～1.0m。

4 沉井施工

根據沉井的高度及實際結構尺寸情況，整個沉井制作的步驟如下：地平整、測量放線→機械挖土至標高→刃腳地基處理（鋪設砂墊層、澆筑砼墊層）→刃腳制作→刃腳混凝土養護（至70%的強度）→ 第二節沉井制作→井壁混凝土養護（至100%的強度）→第三節沉井制作→井壁混凝土養護（至100%的強度）→沉井下沉（至設計高度）→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→沉井頂部級配碎石回填。

本工程沉井高度為6.79～13.3m，地質性能一般，地層有流砂，沉井周圍水資源較豐富，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。沉井下沉的作業順序安排：下沉準備工作→機械開挖下沉→邊下沉邊觀測→糾偏措施→沉至設計標高→核對標高、觀測沉降穩定情況→井內混凝土封底→底板鑿平及防水處理→底板鋼筋施工與隱蔽工程驗收→底板混凝土澆筑→井內結構施工→上部建筑及輔助設施→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：施工準備→地下管線勘查→工作井/接收井施工→設備安裝→設備調試→穿墻頂進→下放管節、接管→加中繼環（視情況定） →安裝中繼環（視情況定） →正常頂進、測量→到接收井→回收掘進機→全段測量。

為防止路面沉陷和地上、地下構筑物不受擾動，頂管結束后，應及時對管體四周的縫隙充填水泥漿，使其密實堅固，填充水泥所用設備與觸變泥漿設備相同。逐孔注漿，水泥漿液需攪拌均勻，無結塊，無雜物，注漿結束后，要及時清理注漿設備，以防堵塞。

頂管施工中的進出洞口作業是一項很重要的工作，頂進前，為防止洞口處的水土沿管外壁與洞門的間隙涌入工作井，在工作井內洞口處安裝一道環形橡膠止水圈，在頂進施工過程中可防止減摩漿從此處流失，保證泥漿套的完整，以達到減小頂進阻力的效果。

雖然洞口經過高壓旋噴樁地基處理，但為了機頭頂進安全，機頭不下沉，還應有機頭加固措施。機頭進洞時將機頭與后面的五節管用拉桿連接起來，使之成為一個整體，并在導軌上用兩個手拉葫蘆間隔一米拉緊，從而使機頭沿著導軌方向順利頂進。掘進機頭頂進到位后，吊放第一管節，拼接完畢，然后在工具管后管節內安裝工具管輔助設備。

參考文獻：

[1]楊久靈.市政排水管道長距離頂管施工主要影響要素及控制要點分析[J].江西建材，2016（07）：97+100.

[2]黃磊.市政給排水長距離頂管施工影響要素及控制要點分析[J].江西建材，2015（18）：74-75.