市政工程中顶管技术质量保证措施

摘要：顶管施工采用的非开挖技术解决了管道埋设施工对城市建筑物的破坏和造成道路交通堵塞等难题，在稳定土层和环境保护方面凸显优势，使其在市政管道工程中得到了广泛的应用。本文以广汕公路改造工程—供水、污水管道工程为实例，对顶管施工技术作一介绍。

关键词：顶管施工；工作井；

1.前 言

经过多年的发展，顶管施工技术在我国已得到大量地实际工程应用，且保持着高速的增长势头，无论在技术上、顶管设备还是施工工艺上都取得了很大的进步，在某些方面甚至达到了世界领先水平。

2.前期技术准备

前期技术准备主要重点在于地质情况的摸查及设备的选型。顶管施工的大忌是对地质情况的摸查不够清楚，一般而言，设备一下井，工程的成败顺利与否就已基本经定了。所以前期的地质情况调查是重中之中的工作。了解土层的物理性质（颗粒组成、含水量大小、透水系数及塑性指数）、力学参数（标准贯入值、内粘聚力及内摩擦角）、分布状况（分布范围及埋深厚度）等等。了解地下水的状况及变化规律如地下水来源、水面标高及是否受到潮汐影响而变化等。在业主应承条件下我们自己也在顶进线路上补鉴别孔，局部问题点补技术孔。

3.顶管工艺流程

施工准备——测量高程及轴线——挖顶管工作坑——铺顶管导轨——设置顶进后背——安装顶进设备及吊放管节——挖土顶进——测量及纠偏——再次挖土（管中土）顶进——测量循环作业直致完成。

4.施工过程的技术要求

顶管在粘性土或砂性土层且无地下水影响时，宜采用手掘式或机械挖掘式顶管法；当土质为砂砾土时，可采用具有支撑的工具管线注浆加固土层的措施。本工程为湿陷性黄土，采用手掘式顶管法。

4.1 工作井

工作井选择离配电源和水源较近的地方，槽段的开挖和工作坑应满足设计和（gb50268—97）《给水排水管道工程施工及验收规范》的规定。工作井的施工要满足以下三点：

1）顶管工作井的位置的设置应便于排水、出土和运输，并对地上与地下建筑物、构筑物易于采取保护和安全生产措施。

2）采用装配式后背墙由方木、型钢或钢板等组装而成，组装后的后背运动员具有足够的强度和刚度。

3）工作井的支撑应形成封闭式模框架，矩形工作坑的四角应加斜撑。

4.2 设备的安装

导轨应选用钢质材料制作，两导轨顺直、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致。

1）导轨：选用钢质材料制作，两民轨安装牢固、顺直、平行、等高，其纵坡与管道设计坡度一致。其允许偏差为轴线位置3mm，顶面高程0～+3mm，两轨内距±2mm。在使用中经常检查校核导轨，防止产生位移。

2）千斤顶：安装时固定在支架上，并与管道中心的垂线对称，其合力的作用点在管道中的中心的垂线上。千斤顶采有用多台时，宜采用偶数，且其规格宜相同，对称位置。千斤顶的油路应并联，每台千斤顶应有进油、退油的控制系统。

3）油泵：应与千斤顶相匹配，并用备用油泵；安装完毕后进行试运转。顶进过程中油压突然增高时，应立即停止顶进，检查原因并经处理后方可继续顶进。

4）顶铁：顶铁采用焊接成型，焊缝不得高出表面，且不得脱焊。顶铁的允许联接长度，应根据顶铁截面尺寸确定，当顶铁截面为20cm×30cm时，单行顺向使用的长度不得大于1.5m，双行使用的长度不得大于2.5m，且应在中间加横向顶铁相联。顶铁应有足够的刚度，并且顶铁的相邻面相互垂直。安装后的顶铁轴线应与管道轴线平等、对称，顶铁与导轨之间的接触面不得有泥土、油污。更换顶铁时，先使用时观察顶铁有无异常现象。顶铁与管口之间采用缓冲材料衬垫，当顶力接近管节材料的允许抗压强度时，管口应增加u型或环形顶铁。

5）起重设备：正式作业前应试吊，检查重物捆扎情况和制动性能；严禁超负荷吊装。

4.3 下 管

下管前，先严格检查管材，龄期未到、强度不够及有明显缺陷的不合格管材的严禁使用。第一节管下到导轨上时，应测量管的中线及前后端管底高程，以校核导轨安装的准确性。要安装户口铁或弧形顶铁保护管口，以防止管周被破损。

4.4 顶 进

顶时前应对全部设备进行检查并经过试运转，顶进的方法应满足设计要求及《给水排水管道工程施工及验收规范》（gb50268-97）的规定。当第一根管子下到导轨就位后，应检查管子中线，管内底前后高程，确认无误后方可顶进。顶进中应勤测、勤检、防止管中线偏差；如发生偏差应及时纠偏，顶进第一管端20～30cm时，应对中心线及其高程测量一次，在正常顶进中，每顶进50～100cm，测量一次，当顶管段顶完时，应重测一次；每个接口测1点，有错口时测2点。

顶钢筋混凝土管时，管两端接口处应加衬垫；防止顶进中错口，应安装内胀圈。顶管时三班制不停施工，当顶管前方发生塌方或遇障碍或后背倾斜和严重变形，或顶铁有扭曲迹象；管位偏差过大校正无效、较预计增大，超过管口承受能力时，方应停止顶进。

钢筋混凝土顶管后，及时灌注两端管下混凝土基础和勾填管缝。顶管完成后的工作坑应及时进行下步工序，经检验后及时按有关规定进行回填。

采用手工掘进顶进应符合下列规定：

1）工具管接触或切入土层后，自上而下分层开挖。

2）在允许超挖的稳定土层中正常顶时时，管下部135度范围内不得超挖；管顶以上超挖量不得大于15mm；管前超挖根据具体情况确定，并制定安全保护措施。

5.质量保证措施

5.1 管材进场检验；严格执行材料进场检验制度，确保管材强度等满足要求。

5.2 顶进纠偏，在顶进的过程中应定期对中线进行复核，如发生偏差应及时纠偏，纠偏方法：

1）挖土校正法：即在管子偏向一侧少挖土，而在另一侧多超挖些，强制管子在前进时向另一侧偏移。适用于偏差为10-20mm时。

2）木杠支撑法：如管端下陷，管子发生错口时，可采用木杠支撑法方法校正，适用于偏差为20mm时。

5.3 顶进过程中，出现下列紧急情况时应采取措施进行处理，并有针对性制定处理方案：

1）工具管前方遇到障碍

2）后背墙变形严重

3）顶铁发生扭曲现象

4）管位偏差过大且校正无效

5）顶力超过管端的允许顶力

6）油泵、油路发生异常现象

5.4顶管进程中遭遇障碍物的处理方法

（1）对长距离中风化或微风化地质的处理

当顶管施工遇到中风化和微风化的地质结构时，不管是人工顶管或是机械顶管都很难顶进，对长距离、深度较大的中风化和微风化地质可采用暗挖隧洞施工；位于中风化及微风化地质，根据情况采用大开挖施工或支护开挖施工。

（2）采用破岩井处理孤石

当遇到石头时应对此处重新加密钻探，探清地下地质情况，若遇到孤石，应根据孤石大小设置破岩井，从地面设竖井取石后继续顶进。

（3）采用管内破除旧有构筑物

当顶管顶进时遇旧有构筑物时，应先联系有关单位收集该障碍物原用途、大小、形状等各种资料。在摸清情况后，可以采用从顶管内用风炮机（气动扳手）对障碍物进行破除。破除范围只需稍大于管径即可。

6.结 语

顶管施工技术在我国已相当成熟，故企业在给排水、煤气管道等特别是地上构筑物和地下管线均复杂多变的市政工程中应优先采用顶管施工这一非开挖技术，降低市政工程施工对环境的影响，从而达到文明施工、绿色施工。

参考文献：

[1]马福海。发展中的中国非开挖事业[j].非开挖技术，2006，（03）：85

[2]蓝忠义，骆有芳. 市政管道工程施工要点[j].中国水运，2008.

[3]王义强. 顶管技术在管道施工中的应用[j].西部探矿工程，2006.