頂管施工過程中的質量控制

張佳文

(中交四航局第二工程有限公司，廣東 廣州 510230)

1 頂管施工法的重要作用

隨著經濟快速發展，城市設施與人口增長矛盾突出，城市設施不能滿足人口增長需要，如煤氣管道鋪設維修影響交通，非開挖施工技術是工程建設技術水平的體現，頂管施工技術在城市地下空間施工得到廣泛應用[1]。

頂管法施工是暗挖施工的常見形式，將掘進機從工作井穿過土層推到接收井，采用非開挖鋪設地下管線施工。頂管法施工技術能順利穿越公路、地下構筑物等。相比明挖施工可節約土地，可保證正常交通通暢，在穿越鐵路等障礙時可減少沿線拆遷工作量。

頂管技術已有100多年的歷史，在國外發展起步較早，美國是最早采用頂管法施工技術的國家。20世紀50年代長距離頂管施工技術得到長足發展，1964年上海一些單位進行大口徑機械式頂管實驗，由于頂管掘進機設計停留于原始階段，無針對性的理論指導。20世紀80年代后頂管法施工技術得到長足發展。目前頂管施工日益普及，近年來頂管施工運用到動力電纜等許多管道施工中。

2 頂管施工技術原理

頂管施工法將工具管從工作井穿越土層進入接收井，將工作管道埋設在管線土層中敷設地下管線。借助中繼間等推力，從工作井內穿過土層推到接收井，將管道埋設在兩井以實現非開挖敷設地下管道[2]。

頂管施工是系統復雜的工程，頂管施工包括工作井、主頂裝置中繼站、頂進用管、注漿系統等。頂管施工是從機械施工設備入場到作業完成過程，管道頂進分為工作井制作、工具管進入接收井洞口。工作井是安放頂進設備的場所，采用合適的支護方式開挖，做好底板混凝土，進行頂管所需混凝土強度復核，確定混凝土厚度。安裝示意見圖1。

圖1 頂管軌道安裝示意圖

頂管施工可按作業形式根據頂進前端工具管作業形式劃分，頂管前有一個帶刃口成為工具管，根據人工或擠壓方式挖土分為手掘式與擠壓式。半機械式頂管方式通常需配合輔助從事穩定挖掘工作面，按頂管管材分類可分為鋼混管頂管，鋼管頂管。根據口徑可分為大中小微型頂管，大口徑在D2 000 mm以上的管節，小口徑是在D500～D1 000 mm的管節。

早期頂管施工分裂中將水力切削泥土，泥水平衡式頂管利用泥水壓力平衡地下水壓力。假定頂管掘進機底部在地下水位h1深度處，頂管掘進機頂部壓力分為p1，p3將開泥水艙中閥門1、2開。泥水從閥門1進入機頭泥水艙，從閥門2排出[3]。

土壓式頂管施工是機械式頂管施工的方法，排出土是含水量少的干土，不需進行二次處理，適應土質范圍廣。氣壓施工是頂管施工的常用手段，可分為全氣壓與局部氣壓頂管施工，局部氣壓施工安全性較強。

3 頂管施工技術的應用

3.1 頂管施工技術工程

水生態建設項目五期工程大朗鎮截污管網由廣東省東莞市清澤水環境投資有限公司建設，大朗鎮截污管網工程位于大朗鎮區域，涉及高竹、松佛，銀朗等片區。建設內容包括截污次支管網等工程。本工程部分管段受施工條件制約或交通疏解等要求，采用頂管施工。對于管徑不小于800 mm 采用常規頂管施工；對于管徑小于600 mm 采用小口徑頂管施工，對于工作井采用沉井支護，確保井內作業人員的安全[4]。

施工放線根據平面圖中標注的檢查井坐標確定，以不影響周邊現狀建筑物、構筑物、地下管線等為原則，盡量減少對現狀道路、綠化的破壞，如有變化應由建設單位、施工單位及設計單位共同確認后執行，本工程設計圖紙采用珠區坐標系，地形標高為絕對標高。

地質勘察報告場地內分布有軟層，管道部分處于軟弱土層之中，對頂管施工造成影響，采取降水加固處理等輔助措施。根據氣候環境條件，注意針對季節性特點的施工措施，如夏季雨量大，必須采取修建臨時截水溝方式連通排水系統，應首先考慮到避開大雨中進行混凝土施工。減少對周邊交通及居民生活的騷擾。

3.2 頂管施工技術工藝

止水樁采用高壓旋噴樁設置在工作井四周，旋噴樁采用二重管注漿，水泥摻入量為250 kg/m3，水泥采用P·O42.5普通硅酸鹽水泥。頂管允許偏差見表1。

表1 頂管允許偏差 單位：mm

采用普通硅酸鹽水泥,進場水泥必須有產品合格證，制漿用水必須保證清潔無污染，旋噴樁位置施工前首先進行交通疏解和施工圍擋施工，然后采用切割機將原路面混凝土切割，采用破碎錘破除，挖掘機裝車運至棄渣場。

依照平面圖，用全站儀進行軸線定位，經復核無誤后設定明顯標志，并做好保護工作。在定孔位時，按照設計放樣定孔位，在施工軸線5～10 m范圍設控制樁。把鉆機移至鉆孔位置，鉆機的垂直度滿足精度要求，發現鉆機傾斜找平后再開鉆。設計配比1∶1配置攪拌成水泥漿，每孔高噴灌漿后統計材料用量。拌制漿液必須連續均勻。

旋噴注漿時要注意設備啟動順序，運轉正常后空載啟動高壓泵，使風量升高至規定值，待泵量泵壓正常后開始注漿。

應先噴漿后旋轉，需拆除注漿管時，應停止提升，噴射注漿的孔段與前段搭接。做好各項參數的測量工作,如冒漿量大于注漿量20%時，應查明原因,鉆進至符合要求深度后，按設計的提升方式提升,應隨時檢查各環節的運行情況。

3.3 頂管施工質量控制

頂管施工工作井深度通常>5 m,工作井堆砌圓曲度應均勻，使砌體材料抗壓強度得到發揮。沉井構建后進行頂管操作，沉井主要具備占地面積小、為頂管施工提供支撐力等優勢，不需配置支護結構，不會對周圍建筑物造成不良影響。

后背墻枕木需與土壁接觸，使后背墻外側土體均勻受壓變形，土體不平應進行處理后頂進。施工中存在后背墻外側土體含水量較高問題，導致土體液化，頂管會無法繼續頂進，工作人員應針對性的選擇降低含水量的方法，應清理土方后填充袋裝碎石處理。

為了使水泥漿具有較好的和易性，必須根據現場情況控制水灰比為0.55。應采用較低的水灰比。針對本工程土質特點，采用較低的送漿壓力，淤泥層中適當增大送漿壓力，根據規范要求為不大于0.6 m/min。采用“四攪兩噴”工藝，控制攪拌樁垂直度，垂直度小于1.0%樁長。

軸線在是頂管施工中重要的指標。頂進管道前應將水準點引測至工作坑下部井壁，確保坡降標高符合設計要求，每次頂進測量軸線標高。管道外壁壓入減阻泥漿，泥漿套形成質量決定阻力減小效果，泥漿套支撐作用減輕地層流失問題，應注意確保原料充足性。

施工前應對管線土層變化情況進行了解，預先加固處理，避免施工造成地表大幅度沉降。管道發生滲漏時確定漏點，鑿出V型槽埋入導水管，強度達到要求后進行水泥水玻璃漿壓入。頂進推力應得到精確計算，工作人員應根據計算最大頂力形成工作井加固方案。

通過進場檢驗制,杜絕小廠水泥進場。進行鋼筋化學分析，重點按工序落實檢查控制，根據進度安排預檢計劃，履行簽字歸案。

4 結 語

本文對頂管施工技術進行研究，總結頂管施工技術方法，提出頂管施工質量控制措施。隨著我國城市化進程的加快，城市交通狀況形勢嚴峻，頂管施工技術優越性逐漸被人們接受，目前技術理論有很多不完善有待深入研究，我國頂管施工由于施工條件不同，有待進一步分析，針對實際工程情況提出完善方案。

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