淺談頂管與既有高水位快流速檢查井對接施工技術

陳 健 南京同力建設集團股份有限公司項目技術負責人，工程師

在主城鬧市區，由于客觀條件限制，在無法調排水的情況下，為了確保新建頂管與即有高水位、快流速檢查井對接時施工人員的安全，需要對施工過程中可能出現的風險進行預防與控制，從而使管道順利對接。

1 工程概況

某城市新建污水主干管，項目地處主城鬧市區，采用頂管法施工，管徑D1800～D2000。最下游與運行檢查井相接，管道管徑D2000，檢查井為原頂管工作井，深度7 m，井內最高水位至現有路面1.5 m，流速較大。

2 原有檢查井內施工

2.1 施工準備

在破除路面前，需要進行相應的準備工作，以保證施工過程順利，減少安全隱患。首先，施工人員要熟悉圖紙，了解施工過程中的施工工序及步驟，調查原有檢查井的結構形式、尺寸、平面位置，檢查井周邊范圍內地下、地上綜合管線情況，確保開挖和吊裝等施工安全。其次，工程技術人員要配合交通管理部門調查施工區域的交通流量，做好交通疏導方案，避免圍擋施工造成交通堵塞[1]。再次，為了避免出現返工現象，要嚴格把控材料關，所有進場的原材料、結構配件都要具有相關部門的檢測合格證和出廠合格證，在實際使用前，還需要進行二次檢測，確保材料合格，施工過程中要注重過程控制，確保工程質量。最后，應根據設計圖紙，進行相應的測量放線，明確管道的走向和位置，奠定良好的施工條件。

2.2 施工工藝及步驟

（1）破除原有檢查井路面。正式破除前，要通知各管線產權單位到現場進行技術交底。如果開挖面底下有管線，應進行臨時遷改。路面破除后開挖至檢查井蓋板標高，將蓋板吊至合適位置存放，同時在井頂離路面1.5 m深的基坑內，沿著井壁四周用MU20磚砌筑至現有路面，內外用M10砂漿粉刷，磚護壁與周圍老路基之間的空隙用級配碎石填充密實，保證井周圍路基的穩定性[2]。

（2）原有檢查井內閘門式鋼板擋水墻施工。由于上游檢查井和下游檢查井中間橫跨城市主干道，且井內水位高、流速快，潛水員無法下井封堵，且現場不具備調排水條件。如何在不斷流的情況下，保證新建管道能順利接入檢查井是本工程的重點和難點。項目部結合多年施工經驗，對多種方案進行反復論證，決定根據檢查井的尺寸，定做一整塊2 cm厚的鋼板插入井內，鋼板上口用8根M16槽鋼焊接，槽鋼兩端與道路固定牢固，使鋼板保持穩定狀態。鋼板與井壁接縫處如有漏水現象，應安排2臺水泵抽水，同時安排潛水員下井，在鋼板背后由上而下依次用200×200×12型鋼做支撐，間距0.5 m，使閘門鋼板在水壓力作用下能夠保持穩定。確保施工安全后，由潛水員將10 cm×10 cm×1 cm國際角鋼用M16膨脹螺栓固定在井壁上，作為閘門式鋼板的定向導軌，把之前鋼板以及背后固定的支撐全部拆除后重新吊裝至導軌中，再觀察局部滲漏點進行封堵（詳見下圖1）。

圖1 老井內鋼板止水閘施工剖面圖

3 新建頂管與原有檢查井對接施工技術

3.1 新建頂管工作井位置選擇

由于原有檢查井內安裝了閘門式鋼板擋水墻，頂管接入井內后，機頭無法取出，結合現場實際情況，決定采用不帶機頭頂進的方法施工。新建工作井應盡量緊靠原有工作井，使兩井之間的距離保持在2 m左右，方便后期管道頂進。

3.2 頂進方法及管材的選擇

在選擇管道的頂進方法時，要充分考慮現場的施工條件，包括地下水、地質、管徑等因素，還要滿足以下要求：（1）如果土質為粉質黏土層，且無地下水影響時，可以選擇機械挖掘式或手掘式頂管法施工。（2）如果土質為砂土或者流砂地段，且有地下水影響時，可以降低地下水位，在頂管管道軸線兩側各3 m范圍內采用高壓旋噴樁加固后，采用機械挖掘式或手掘式頂管法施工。（3）此段2 m長頂管由于不帶機頭頂進，所以采用剛度較大的鋼管管材[3]。

3.3 頂管工作井與原工作井間的加固措施

根據本項目的地勘報告，原有工作井地段為粉土夾粉砂地質，地下水豐富，確保在頂管頂進過程中沒有流砂涌入工作井，保障人員安全。頂進前，在管道軸線及左右兩側各3 m范圍，施打雙重管高壓旋噴樁用作止水帷幕，樁徑800 mm，間距400 mm，水泥用量300 Kg/m3，樁長10 m。待高壓旋噴樁施工完成且達到一定齡期后，方可進行頂管頂進施工，且施工過程中應結合現場實際情況，在井四周適當布置降水井，降低地下水位，確保施工安全，如圖2所示。

圖2 新老井對接平面圖

3.4 頂管與原有檢查井對接

當頂管頂至原有檢查井井壁時，應停止頂進，由潛水員在原有檢查井中用風鎬逐層破除井壁，使洞口符合新建管道管徑后，用千斤頂把管道頂進原有檢查井，待洞口止水設施施工完畢后，拆除原有檢查井內的閘門式鋼板擋水墻，恢復蓋板和路面[4]。

4 工作井、接收井洞口止水處理

由于頂管屬于地下工程，會因為施工測量的一定誤差或某些施工原因導致機頭姿態難以控制，管道與預留洞口間會存在一定間隙。如果施工時處理不當，在后期管道運行過程中，隨著地下水的長時間沖刷，會導致水土從間隙處進入工作井或接收井，對管道造成淤堵，同時水土流失會造成井周圍地面下陷，帶來極大安全隱患。為了避免此類情況的發生，首先，施工時要嚴格按照相關要求，控制好頂管頂進時的標高及軸線偏位，加強現場施工管理。其次，需要嚴格按照設計要求在洞口設置止水設施，止水設施的材質要符合相關要求[5]。

本項目施工前，通過與專業技術人員的溝通，決定在洞口設置橡膠密封圈的同時，在工作井、接收井井壁上支模，向間隙處灌注抗滲混凝土，振搗密實，確保管道與井壁緊密連接，不會漏水。只有通過各種技術手段，加強現場施工管理，才能保證頂管的施工質量，充分發揮其效益。

5 結語

隨著我國經濟的快速發展，環境保護已上升為國家戰略，將全面提升城市市政基礎設施，鋪開管網建設。采用閘門式鋼板擋水墻可以有效的解決頂管與即有高水位、快流速檢查井對接的難題，在降低安全風險的同時，顯著提高了施工效率和經濟效益。