市政雨污管道頂管施工工藝分析

宣 卓 （肥東縣重點工程建設管理中心，安徽 合肥 231600）

1 引言

在雨污管道施工工程中常規的施工方式為管道開槽施工，但這種施工方式往往會受到一定地形因素限制，造成不利于溝槽開挖。市政雨污水管道大口徑頂管施工技術是一種新式的施工技術，其能夠有效地免除溝槽開挖、使作業面更加地光滑，在提升施工效率的同時，有效地保持管道的密閉性，并且對原有工程影響極小。雖然管道頂管施工造價高于其他方式，并且施工周期較慢，但是由于其成熟的施工工藝依然應用較廣。本研究將結合實際工程案例，對管道頂管施工的應用進行分析總結。

2 工程概況

合肥某道路工程中雨污頂管施工，設計道路污水以店埠河為界，分為二段，工程污水方案最終確定如下：①橋頭集至店埠河路段，該道路規劃用地為倉儲用地，現狀主要為農田用地，區域范圍內地勢北高南低，距離北側撮鎮污水廠在5.5km～6.5km，距離較長且存在逆坡。現依據物流園的排水規劃，并結合規劃部門意見，沿本道路敷設D500污水管，排至東華路，遠期地塊開發投入使用后向南排至小型污水處理設施處理。②店埠河以東路段屬于循環經濟園區，該段落污水經過前期與肥東縣規劃局和循環園區溝通，確定并經過與園區委托的規劃設計單位對接后，該段污水通過撮鎮路、長樂路和四頂山路排入污水處理廠進行深度的處理。

圖1 污水系統圖

3 工程施工方法

3.1 污水工程設計

設計道路污水以店埠河為界，分為二段，下面分段進行介紹。經過與合肥市規劃局、肥東縣規劃局、循環經濟園區管委會等單位的溝通咨詢，工程污水方案最終確定如下：①橋頭集至店埠河路段，該道路規劃用地為倉儲用地，現狀主要為農田用地，區域范圍內地勢北高南低，距離北側撮鎮污水廠在5.5km～6.5km，距離較長且存在逆坡。現依據物流園的排水規劃，并結合規劃部門意見，沿本道路敷設D500污水管，排至東華路，遠期地塊開發投入使用后向南排至小型污水處理設施處理。②店埠河以東路段屬于循環經濟園區，該段落污水經過前期與肥東縣規劃局和循環園區溝通，確定并經過與園區委托的規劃設計單位對接后，該段落污水通過撮鎮路、長樂路和四頂山路排入污水處理廠進行深度的處理。

圖2 平面示意圖

3.2 過路預留管設計

為避免道路建成后，其他類管線過路再次開挖，排水設計時在K8+860、K10+345、K10+400、K11+280、K11+347、K12+323、K12+400、K12+800、K12+850、K13+281、K13+387、K13+810、K13+870、K14+360、K14+415、K14+895、K14+980相交路口預留過路管涵，以便遠期其他管線過路使用。

3.3 管線位置

依據合肥市規劃局下發管線綜合標準橫斷面圖，這條道路目前只針對機動車道開展了相關的施工，對于其他兩條道路，即非機動車道及人行道還沒有相關的規劃實施，因此，管道設計主要集中在機動車道下，以便一并實施，對于本次不進行實施管線置于非機動車道和人行道。雨水管線在道路中心線兩側14.5m處；污水管線分兩段位置設置，店埠河以西段本次與機動車道一并實施，設置在道路中心線兩側11m處；店埠河以東段根據肥東縣規劃局來函，暫無污水排放需要，設計時將污水管布設在機動車道外側，位于道路中心線兩側21m處。

3.4 管道材料

D700及污水管選用的材質為鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管，這種材質已經達到了國家相關的行業標準要求。環剛度≥12.5kN/m。管道施工應滿足中國工程標準化協會標準的相關要求。在D700以上部分的排水管普遍選用的是鋼筋混凝土材質的平口管，在管道的接口處采取水泥砂漿進行抹帶。頂管所選用的材質是F型混凝土管，而且選用的這個材質已經達到了國家施工要求的相關管材規定。在交口處的D600預留管選用的材質也是混凝土排水平口管。在雨水口處用于連接使用的管道材質選用的是D300平口式鋼筋混凝土圓管，均以i＝0.01坡向雨水檢查井，雨水口連接管基礎參見04S516P22。所有雨水口連接管和管道覆土小于0.7m的排水管須采用C15混凝土包封處理。

3.5 管道基礎及接口

鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管熱收縮套管（帶）接口，砂石基礎。管道基礎見04S520-57（管頂填砂 50cm）；管道與檢查井的連接見04S520-59、60；鋼筋混凝土管道選用混凝土作為管道的基礎，參見標準圖04S516-17；管道接口參見 4S516-23、28。

3.6 雨水口

本次對于雨水口位置的設計模式是偏溝式，設計的理念就是將雨水口設置在道路相對低點位置，具體的設計可以參看排水平面圖；對于設計的雨水口的深度通常情況下要超過1.0m。采用D300進行管口的連接i=0.01縱坡流向雨水檢查井。所有雨水口連接管與覆土小于0.7m的排水管道均須進行管道加固。

4 施工步驟

4.1 井施工

針對工程中豎井的施工，首先要了解現場地質狀況，豎井的主要構成有鎖扣圈梁、底板、井墻，鎖扣圈梁主要采用c30鋼筋混凝土作為其材料，施工現場需要對其進行澆筑；井墻的結構主要采用的是格柵鋼架、錨噴、錨桿，厚度大約維持在30cm左右；底板的材料主要是由c16、錨噴，平均的厚度超過了30cm。在施工時，需要對頂管進行反復的核查，確保土體的強度能夠達到工程的要求，從而能夠更加準確地確定鋼板和混凝土的厚度。能否將管材順利進行頂進最重要的步驟就在于確定準確底板和混凝土的強度。

4.2 管材的選擇安裝

在安裝管材前，需要系統檢查管材的質量，如果工程中選用的管材出現了質量問題，必須要防止其應用在現場施工中，更要防止其在管道施工中使用，要保證管道吊起之前將膠止水圈上好。當管材已經在軌道上吊放完成以后，才能將環形頂鐵進行相應的安放，管材進行連接時要保持謹慎，切忌發生碰撞破壞管體質量，尤其是要對管材口進行科學的拼接處理。在施工中如果損壞了管材，或者安放好的管材發生了翻轉和出槽等相關的問題，安裝的管材就必須要進行更換，重新調節橡膠圈，然后才能繼續地進行安裝管材工程。當完成拼接管道工作后，要進行管材的頂進施工處理，具體操作要采用液壓千斤頂來完成。

5 管道頂進施工

①通過對頂進的鉆頭進行相應的技術改良，能夠有效地降低頂進所受到的阻力，提升的推力速度會跟著頂管距離的拉大而持續地加速。在對管材進行頂進時，一定要防止管材由于受到壓力后出現的損壞，只有大幅地降低管壁處的阻力才能夠使工程圓滿地完成。在進行施工的過程中，所使用到的管材周邊在進行注觸時會變成泥漿，通過相關的工藝保持管材與土之間形成的干摩擦轉變成為濕摩擦，這樣做的好處就是能夠將阻力減小到最低。制作工程所使用的觸變泥漿的具體方法就是將膨潤土、燒堿、CMC、水按照一定的比例進行混合，具體的比例為0.3∶0.2∶0.01∶1混合配制后將其進行放置24h，等其充分地混合均勻以后才能夠投入工程使用。在對其進行施工時，要從機頭開始進行通過壓漿系統，將觸變泥漿通過注漿孔壓進位于前三節的管道，由此可以形成一個厚度大約10mm的泥漿套，確保頂管能夠滑行于泥漿套中，這樣就可以最大限度地使摩阻力降低。利用壓力表和流量表對壓入的泥漿進行有效地控制，使其所受到的壓力能夠達到1.1～1.2倍的地下水壓。在進行施工操作的過程中，必須先將泥漿進行壓入操作，然后才能夠進行頂管，之后保持兩個操作逐項完成，最后先將頂進停止，然后不斷地進行補漿，通過這種操作方式能夠最大限度地保持住泥漿套的性能。

②對施工中的頂進線路要進行科學地控制。具體操作方式要利用相關設備，并按照正確的操作方式進行施工，要保持一定的預見性。為了確保管道的設計思路是按照高程和頂進方向進行設計的，那么就要在開展頂進的過程中利用相關的工具持續地測量高程方向，通過不斷地測量將出現的偏差進行調整，然后根據反饋的情況，再對千斤頂進行糾正，從而使機頭的方向得到相應的調整，最終實現控制頂進的方向，使得工程設計的管道能夠沿著軸線進行頂進。

6 注意事項

工程中地面如果出現沉降或隆起的時候應該引起重視。頂管施工過程中沉降觀測點要按照一定的間距進行沿線布設，施工期間要對地面出現的沉降量進行實時的監測。對端面進行開挖的過程中過多或過少的取土行為會使地面出現一定程度的變化。為防止出現這種不良情況，可采取以下措施進行化解：在壓漿時要對壓力進行科學的控制，要保證“泥漿套”上面的土體所受到的壓力達到相對的平衡。在管道接口處進行密封時要嚴格控制其質量，避免出現不必要的滲漏。在埋藏較淺距地面1.5m處，可在局部管道將鋼板壓入沿線，加載的形式采用的是將砂包進行上堆，這樣能夠更好地防止觸變泥漿發生上浮，導致泥漿套不能充分地發揮其功能。

7 結語

在本次雨污混流管道施工中，根據工程的實際情況，結合工程進行綜合性的分析，采用內嵌鋼管頂進技術相較于支護開槽施工更具有操作性，能夠極大滿足施工要求，可為將來雨污管道施工提供了一定的借鑒與參考。