市政給排水工程頂管施工關鍵技術探討

牛兵元

中鐵三局集團廣東建設工程有限公司 廣東 廣州 510080

1 前期準備

1.1 工作井與接收井施工

①在設置工作井以及接收井的位置時，需結合現場實際并依據管網走向、施工區域地質情況、施工條件等予以綜合分析、合理規劃，并須與鄰近建筑物和地下工程保持可靠的安全距離；②工作井以及接收井的尺寸應由設計及施工方案編制人員依據相應規范及實際頂進作業需求予以計算、設計；③根據工作井及接收井的安全施工要求，對支護結構、場地基礎、排水措施及坑邊圍護工作等進行施工；④由于在進行頂管頂進作業時需要依靠工作井后背墻作為支撐，形成反向推動力來推進頂進設備施工，因此后背墻的強度及穩定性、垂直度等相關參數必須嚴格按照規范要求設置并確保施工質量，同時，結合推進力及土壤摩阻力、承載力等多種因素來綜合確定承壓面積。

1.2 工作平臺搭設

搭設工作平臺用材料為工字鋼、槽鋼，搭設完成后墊好方木，隨后開始搭設起重臺架及提升機具，然后根據頂管施工相關技術參數要求搭設作業平臺，并計算好承載力、吊重量等數據，以經濟合理為原則選擇吊裝機具。

1.3 頂進設備安裝

（1）導軌安裝。首先，導軌作為引導頂管前進方向，控制頂管位置及高程精度的關鍵，其材質的強度、剛度以及穩定性必須滿足相關參數要求。導軌可以選用重型鋼軌，在導軌的下方墊設方木，并通過軌道釘來進行可靠的固定。其次，導軌的布設間距應依據相關計算公式計算后得出，且導軌布設施工時應細致量測，保持等高、雙軌平行、軌道順直穩定，且縱坡與管道坡度一致。導軌施工誤差應在規范允許的誤差范圍內，中心間距誤差＜3mm，高程誤差＜2mm，邊施工、邊觀測，以便及時對偏差進行調整[1]。另外，導軌安裝且穩定后應及時進行檢測，確定導軌安裝的高度、間距、位置、坡度等均符合精確度需求，以便于頂進作業的開展。需要注意的是，在頂進作業期間也應進行定期的檢驗，避免由于頂進作用力而導致導軌出現變形或偏移。

（2）頂鎬與油泵安裝。根據公式得出頂進阻力并結合計算結果配置對應數量及適宜規格的頂鎬，然后依照具體作業安排及要求進行頂鎬布設。在實際頂進施工中，如若需要多臺頂鎬同時協助開展頂進作業時，應確保配置頂鎬的數量為偶數，油管的連接采用并聯方式，且偶數量的頂鎬應按照對稱的原則進行布設，以確保頂進過程保持同步。此外，為避免因頂進施工控制不當生成力偶而造成頂進出現偏移，應使頂進合力與管壁產生的反作用力保持軸線對齊。頂鎬的作用點應設置在管道總高的四分之一處，且應大于組裝后背高度的三分之一。頂進施工所用油泵和頂鎬的數量應合理配置，為保障油路暢通應盡量順直減少彎路，安裝完成后試頂并結合觀測情況及時予以調整。

2 頂管施工

（1）掘進施工。完成設備安裝且管材質量檢測達標后，下放管道至導軌并安裝頂鐵，然后對管道中線、前后標高及接口進行檢查，檢查質量不達標的應及時調整。完成準備工作后組織人工管前挖土，整個作業過程應保持連續，以減少由于停工導致摩擦力增加而難以頂進。其次，為防止塌方，應做好隨挖隨頂，并將頂管外壁與土體間的間隙進行嚴密封堵后方能開展頂進工作。另外，對于挖出的土方要及時運出，水平運輸采用平槽滑道小車，垂直運輸采用卷揚機拉升后運至地面再使用裝卸車運出。管前挖土工作主要依賴人工，須做好相應防護工作與準備工作，挖土過程中應對管內氣體進行安全檢測，保證管內通風及照明，堅決杜絕超挖，每節頂管挖后做好支撐和保護，避免管口被破壞。

（2）頂進施工。首先，裝好頂鐵并固定擠牢，在人工挖土至指定深度及位置時，開始啟動油泵開關開始驅動頂鎬進行頂進。當完成一個施工段的頂進距離后，將油泵關閉，通過控制閥收回頂鎬，然后在前段空間進行人工管前挖土。依次反復，直至首節管道頂進完成并進行固定安裝，將頂鐵拆除。隨后用25t吊車起吊下一節管道至導軌位置，管道連接采用環形橡膠，可以有效保證管道接口過渡平滑、受力均勻、無縫隙，然后按照上述步驟進行管道頂進施工直至所有管道頂進到位。

3 測量糾偏

（1）施工測量。①將頂管吊運至導軌位置后，確保頂管中軸線與頂進方向一致，前后端高程與頂進路徑一致，避免后期出現偏差。密切關注起始頂進段前3m的偏差情況，及時校正偏差，做好一鎬一測。中心樁掛線繩測中線用中心尺復檢，水準儀測高程用高程尺輔助復檢，第一節管頂進開始的每30cm進行一次中心線與高程測量，正常頂進后每50cm測量一次。②在工作井合理位置設置經緯儀測站，根據頂管頂進路徑的縱向坡度來實時調整經緯儀的垂直度。機頭位置通過光靶進行實時觀測，及時修正中心線位置、高程的偏差。通過經緯儀測站對頂管頂進的全過程進行密切觀測，管道每頂進約30cm就進行一次觀測，一般每節頂管頂進中約有3次記錄，當發現出現超過允許偏差時，應及時采取措施進行糾偏，同時在頂管進洞、出洞以及糾偏過程中，須提高測量頻率，以有效確保頂進施工的精確度。

（2）糾偏校正。頂管糾偏須嚴格遵循“預防為主”、“減少糾偏、勤觀測、勤糾偏”等原則，避免因偏差較大而出現不可挽回的施工問題。頂管糾偏過程中，應注意避免過大幅度糾偏，若中心線與高程同時偏差，則應按照“先上下、后左右”的原則開展糾偏工作。糾偏不可硬糾猛調、擅自糾偏，應結合實際緩慢低速糾偏。糾偏常用方法為：①若偏差不大在1～2cm范圍內時，采用挖土校正法即可。即在管道偏離中心線的對側進行一定量的超挖，而產生偏離的一側適量欠挖，運用土體的壓力來進行頂管糾偏。②若偏差較大超過2cm時，挖土校正已無法滿足糾偏需求時，可采用頂木校正或千斤頂校正，頂木校正的原理為在首節管頂端位置偏離的對側管壁位置設置斜撐支木，確保穩固后再啟動頂鎬，并配之小范圍的挖土校正進行糾偏。千斤頂糾偏時采用千斤頂在偏離側頂出，反側的千斤頂收回進行糾偏。