北方黄土层直顶大口径PCCP管道施工实践

张 羽

（山西省水利建筑工程局，山西 太原 030006）

1 工程概况

禹门口PCCP主管线穿公路顶管工程共13处，先后下穿临夏线、侯禹高速、大运高速、晋侯高速出口等路段。其中直径2 000 mmPCCP穿公路4处，直径1 800 mmPCCP穿公路7处，直径1 400 mmPCCP穿公路2处。这13处穿越地段地质均为Q2和Q3黄土，土质均匀，地下水埋深超过15 m，特别有利于顶管作业，有利于提高开挖精度，且可直接采用人工挖土作业。

2 直顶PCCP施工工艺与方法

2.1 测量放线

根据施工设备的大小，按照设计坐标及桩号把工作坑精确定位，然后根据土质确定坡度，确保安全。接收坑的放线可稍微随意点，但必须保证顶进头及管道顺利顶出，且不能让管道的高程轴线偏离设计要求。

2.2 工作坑和接收坑开挖

工作坑开挖应按照测量时的定位开挖，前后侧应垂直向下，尤其后侧，必须根据管道设计要求的坡度与地面呈90°。上半部可按1∶0.3放坡。

开挖深度至底面80 mm左右时，开始用人工精细清理底面。误差尽量控制在几毫米以内，然后在底面铺设100 mm厚的碎石，以增强抗压强度。如浇注混凝土可稍随意调整，接收坑的开挖按照放线的位置下挖，深度和宽度保证顶出管道满足设计高程和轴线活动范围内即可。在雨季时工作坑和接收坑周围要做围堰，底部要挖集水坑。

2.3 工作坑安装顶进设备

后靠背采用刚靠背时可按计算好的高程距离安放，若采用混凝土靠背，工作坑后靠背的位置须按照设计要求支模型，与油缸接触面要用平整的钢板预埋。油缸支架的安放要和架子高低、底面高程相结合，油缸后座与后靠背中心或预埋的钢板满面接触，同时保证千斤顶的活塞和管道顶铁的中心位置在允许范围之内，如采用偶数油缸时还要保持对称。

导轨安装时要根据管道规格不同来计算轨距，然后安装在预先设计好的钢板上支撑固定，最后水平吊放在平整好的碎石铺垫的地面上，安装位置和油缸架子不能发生冲突，以保证管道顶进结束时顺利吊出。如果用混凝土地面，可把导轨预先按照轨距要求支撑固定好，然后浇注混凝土，最后用仪器测量导轨的轨距及高程，如果与要求不符，要逐步调整，直至调整到要求范围内。

2.4 管道吊装安放

由于管道需放在导轨上，不能将绳子取出，因此预先做了吊具。吊具应满足所吊物体的重量并收取方便。用吊具把管道平稳吊起，再平稳地放在安放好的导轨上，然后用仪器测量安放好管道的高程轴线，如不在误差范围内，应将管道吊起重新调整，直至调整到范围内。最后把预先制作好的顶进头安装在管道插口上焊接连接，这样既可保护管道的插口，又可切入土体减少阻力，还可纠偏。顶进头连接好后要调整好断面，使其切入土体后引导管道按照设计要求向前顶进。

2.5 顶铁的安装和使用

顶铁安装的轴线应与管道轴线平行对称，顶铁与导轨之间的接触面不得有泥土，为了润滑减少阻力，还应在导轨上适当涂抹润滑剂。当顶铁的连接长度超过3 m时，顶铁应有足够的截面尺寸，以保证在顶力逐渐加大时顶铁有很好的稳定性。为保护好管口，在管道的承口端应使用U型顶铁，且在两者之间加垫薄木板或其他缓冲物品作衬垫。

2.6 顶进施工

各项工作准备就绪后，开始顶进作业。接通泵站开动千斤顶把管道顶到顶进头与土体接触时停下，U型顶铁垫到管口后继续顶进，顶进头全部切入土体时立即停止，然后把管道内土方清理干净。清理完毕后测量管道的轴线和高程是否与设计吻合，否则现行调整。

管道前方挖土是保证质量和地上建筑物及挖土人员人身安全的关键。挖土的方向和形状直接影响顶进管道位置的准确性，因此要严格控制管道前方周围超挖，密实土质前上方要有1.5 cm的空隙，以减少顶进阻力。管道下部135°中心角范围内不得超挖，这样可保持土体有斜坡，防止管道口塌方，还可在顶进过程中防止管道下沉。

为了保证管道在土体中平缓前进及防止管道错口，在前3节管中应加内衬钢环，用相应的槽钢将其连为一体，在顶进中可通过加垫起到纠偏的功能。

顶管施工要按设计要求的轴线、高程及坡度进行，所以必须勤测、勤挖、勤纠，校正误差要逐步进行，保持缓慢复位，这样既可减少阻力，还可提高管道的质量及美观性。当管道处出现2 cm左右偏差时可用超挖的方法进行纠偏，即在管道偏向的相反方向轻微超挖，在顶进过程中让其在偏向侧形成阻力，相反侧没阻力，管道会自动复位。

管道偏差较大时，用原木和方木顶在管道偏向的另一侧，另一端顶在土体上顶进。如果不能使管道缓慢复位，可以采取顶进头的纠偏措施。若管道因土基软而下沉，需将顶进头下部清理干净，垫上足够截面的物体作支撑，让管道在顶进过程中逐步上提，然后再正常推进。

2.7 测量控制点

测量控制点应设在方便校正且不易扰动、易于保护的地方，前两节要勤测，保持在顶进30 cm测一次，然后根据测量结果顶进管道，第二节管道进入土体后适当放宽测量次数，50 cm测一次。在纠偏过程中，适当增加测量次数，可根据实际情况10 cm测量一次。

2.8 接缝施工

顶进结束后应立即注浆处理外缝，用高压管道把注浆机和顶进管道的注浆孔连接起来，配用1∶1的水泥浆，压力不能超过0.1 MP，将管壁外部和土体之间的空隙填满，然后打压，把管壁缝内用钢丝刷清理再用干净布把内缝擦拭干净后，按设计要求抹聚硫密封膏，剩余部分用水泥砂浆抹平。灌浆孔采取同样的办法，待管缝干燥后，把聚脲防水涂料或采用机器按照设计要求光滑涂抹。

3 结语

由于该工程施工工期短、技术要求高，加之在国内可借鉴的同类施工实践经验不多，承建单位在施工建设中，按照设计要求，采取有效施工办法使施工工艺得到简化，大大减小了施工难度，顶进施工进度得到加快，确保了工程质量，使工程如期完成，节约了工程投资，大大缩短了整个提水工程的施工工期，并顺利通过验收，为以后的同类工程项目积累了有益的工程经验，取得了很好的效果。