市政道路工程污水管網暗挖頂進施工技術

摘要：指出了隨著城市的迅速發展，地面活動的加劇已經不能滿足快速發展的需求，城市地下管網建設應運而生。由于地下條件復雜多樣，暗挖地下管網成為最主要的施工方法之一。以實際工程為例詳細總結了暗挖頂進施工技術，并取得了良好的施工效果。以供參考。

關鍵詞：市政道路工程;污水管網;暗挖頂進

中圖分類號：TU990.3 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2020）04-0200-02

1 工程概況

新繁、龍橋兩鎮全域截污工程中設計管徑為d800，采用頂管專用鋼承口Ⅲ級鋼筋砼管，設計坡度i=0.001～0.0015，設計管長L=3657.1m，設計埋深4.8～7.5m。根據地勘報告顯示：管道施工埋設地層為砂礫石層，其中Wz-25～Wz-29;Wz-41～Wz-44;Wz-45～Wz-47;Wz-57～Wz-59;Wz-61～Wz-62;Wz-69～Wz-71;Wb-2～Wb-4;Wb-5～Wb-7;Wb-12～Wb-13;Wb-22～Wb-27為細砂層，本項目采用人工開挖頂進法施工，頂管結束后應及時對管道周邊空隙進行灌漿填實，加固土體。

2 暗挖頂進施工技術總結

2.1 泥水式推進法施工

泥水式推進法在施工過程中最需要注意的是頂速，要保證速度的合理性，同時利用刀盤掘進機保持正面土壓力、循化水壓力以及地下水壓力的穩定。此種施工方法的優勢在于能夠有效推進施工進程且減少地表沉降幅度，避免了對地基的改造和降水的處理程序[1，2]。

2.2 土壓式推進法施工

土壓式推進法是將泥倉內灌滿所有混合材料，目的在于保持正面土壓力與地下水壓力的穩定。此種施工方法能省略一般工程中常見的如泥漿泵一類的傳輸裝置傳送混合材料，而使用成本較低的施工推進裝置;此外，免去對泥漿處理的步驟也能降低施工成本。需要注意的是，此施工方案中使用的是單刀盤和多刀盤的土壓力平衡機，因此要配合施工管道的直徑，選擇1000～3000mm之間的刀盤[3]。

2.3 泥濃式推進法施工

泥濃式推進法是城市給水管長距離推進施工過程中最常用的施工方法，此方法的主要目的是通過二次注漿的方式排出直徑達到頂管直徑1/3的礫石，分離地下的泥土與礫石運送到地上，再與地表將其進行外運，此種施工方法以減小摩擦的方式保證頂管建設不受到任何干擾。應用范圍非常廣泛，可應用于頂進管徑在700～2200mm的管道中，也可應用于充滿巖石的土質環境。

2.4 人工開挖頂進法施工

人工開挖頂進法是采用人工掘土、出土、頂進的方式進行頂管施工，此方法最大特點在于適用性較廣，可適用于絕大部分地層及底線管線密集處施工。需要注意的是此方法施工時部分地層（大粒徑砂礫石層、細砂層）需進行預固結灌漿，以保證頂進順利及人員安全。

3 施工設計

此施工設計實施長度為3657.1m的頂管，采用Ⅲ級鋼筋混凝土頂管專用管材。頂管施工采用2.0m單節最大長度的頂管，在施工之前一定要確保井方位準確，準備妥當后再進行作業，當頂管從洞口出來時及時使用接收井收回工具的頭部。具體流程見圖1。

3.1 工作井設計及建設

工作井及接收井采用逆作法做混凝土結構井，工作井結構尺寸為內徑6.0m，壁厚30cm;接收井結構尺寸為內徑4.0m，壁厚30cm，管道及工作井均位于砂卵石層上，基礎承載力滿足要求。

3.2 后背墻

此項工程的后背墻是千斤頂的支撐骨架，由于后背墻要平衡地承受力，所以格外注意對后背墻的建設。其高度2.5m，厚度50cm，寬度≥1.5倍管徑;后背墻壁面與管道頂進呈之間90°夾角，保證垂直度誤差小于0.1%，水平扭轉度誤差小于0.1%。

3.3 工作井導軌組裝

為了保證頂進工作按照原計劃的中心線和坡度進行，組裝工作井導軌是必要的保障。在組裝導軌時在符合管節中心高程和坡度的施工設計的同時還要加固導軌的組裝，采用雙排120的工字導軌，20的槽鋼并將其焊接。在組裝過程中采用測量儀器對其檢測，保證軸線位置誤差小于0.003m，頂面高程在小于0.003m，兩軌間距離誤差不超過2mm。

3.4 千斤頂組裝

（1）此項目使用2臺150t的千斤頂。在使用過程中千斤頂的力要與管壁的力處于一條直線上，以減少頂進出現差錯。依據經驗需將千斤頂擺在位于管道線中心的架子上，并將受力點調整與管節垂直直徑的1/4～1/5。

（2）千斤頂采用型號為Zb50的油泵。電動機與油泵同時工作，控制閥和分配器輔助，隨后進入千斤頂。另外要注意位于千斤頂內的進油管為并聯方式連接，油管筆直，并確保千斤頂活塞用力點始終處于設定的路徑上。

3.5 頂鐵的組裝

（1）頂鐵的主要作用是在千斤頂和管道兩端傳接力。頂鐵主要分為環形頂鐵和u型頂鐵。目的是將平攤千斤頂的合力，控制千斤頂與管道端部之間的間隔。

（2）組裝頂鐵的注意事項：①保持頂鐵與導軌、頂鐵與頂鐵之間的良好接觸，避免因接觸不良產生滑移現象。②為避免作用點發生偏差，管道中線和頂鐵軸線要保持對稱。③為了平攤頂力、緩沖作用力，應在管道出口和頂鐵中間位置放置膠合板。④即使組裝完成后也要保證管道、頂鐵和千斤頂能與軸線設置平行。

4 頂進施工

4.1 正常頂進施工

在開始頂進管道工作之前檢查設備運轉情況是必要步驟。鑿開護壁之后，工具管要及時頂進，同時科目每次頂進0.3m便對其進行測量，減小誤差;而土層下方的管道可以放寬距離，在每次頂進1m之后，在對其進行測量即可。工具管剛剛頂進0～5m時可以結束的誤差軸線、高程的距離都要小于3mm。最后在管道頂進的過程中一定要保證泥漿充足，每一次開始頂進工作之前都要補充泥漿，并且邊壓泥漿邊頂進。

4.2 測量與糾偏

全站儀和激光水準儀是測量時主要使用的設備。

（1）頻率測量。第一節的管節頂進工作頻率控制在0.2～0.5m/次，其他情況的頂進頻率為每次1m，另外要在管道頂進半節時重新測量并調整。

（2）測定中線。其測量方式需在作業井周圍垂吊延伸至井底的鉛錘，觀察管道前段的中心刻度尺，當其刻度與鉛錘重疊即為準確方向，反之則有偏差。

（3）測量高程。找到工作井中的水準點，在頂進結束時把激光水準儀按照在頂鐵上，同時測量管道前段底部高程。

（4）糾正偏差。工具投前面有一段管節可以用來調整測量誤差，糾偏節中的千斤頂可以在頂進過程中調整誤差，當工具投方向誤差>5mm即需要調整，保證工具管始終按照計劃方向前進。

4.3 其他有關施工方案

（1）穿墻頂入頂管出洞口對于頂管的意義重大[4]，因此為了使工作實際與預期效果一致，加固穿墻管前面2m區域內的土體，隔絕泥土與水流，在接收井周圍采用深層水泥攪拌方法是必要的步驟[5～7]。

（2）利用觸變泥漿減少阻力。觸變泥漿可以有效降低阻力，利用灌入泥漿形成泥漿保護套。涉及到的相關設備材料參數如下：水泥質量參數是土：水：堿～200：50：1，壓漿泵型號是LI50，壓力保持在0.1～0.2MPa。壓漿與頂人要充分及時，分多次少量完成，在頂進完成后置換出孔內泥漿。

（3）采取合理的防水措施與適合的管節接頭。為了實現優質的密封環境，選擇F型密封圈，配對F型柔性的接口，氯丁橡膠楔形膠圈，并配有止水鋼環置于接頭內是最好的選擇。

5 結語

城市廢水處理已成為不可忽視的重要問題。因此在管道施工時需要做好準備工作，按照城市實際的廢水處理要求規劃適宜的工作步驟，并對施工過程中出現的問題制定應對處理策略，最大限度地保障工程的建設質量。

參考文獻：

[1]何燁.市政道路排水工程污水管頂管施工技術[J].佳木斯職業學院學報，2018（10）：490，492.

[2]楊玉嶺.市政道路排水工程污水管頂管施工技術[J].黑龍江水利科技.2016（7）：125～126.148.

[3]袁運光，李雷.泥水平衡頂管施工工藝在污水管網敷設中的應用[J].珠江水運，2019（12）：102～103.

[4]姚露.市政道路排水工程污水管頂管施工技術[J].城市建設理論研究（電子版），2019（4）：168.

[5]戚福坤.市政道路給排水施工中頂管技術應用的相關研究[J].農家參謀，2017（20）：168.

[6]方熠，張慧，朱瑩，等.環境與工程地球物理技術研究及應用述評[J].安全與環境工程.2018，25（6）：818.

[7]楊占東.綜合物探方法在復雜條件下供水管網測漏中的應用[J].工程地球物理學報，2018，15（4）：470～474.

收稿日期;2020-02-11

作者簡介：蘇李剛（1985-），男，工程師，主要從事從事項目管理工作。