顶管施工要点及控制措施分析

文/王丽娟 中国华西工程设计建设有限公司辽宁北方分公司 辽宁沈阳 110000

随着市政工程在我国城市化进程中的影响越来越大，其中施工技术的安全和质量问题开始受到社会各界的关注，顶管技术是非大型开挖埋设管道工程中的一种施工工艺，适用于城市工程或者是江河环境的管道施工，因其特有的价格和环保优势受到了广大建筑企业的青睐，也开始在我国各个省份和地区开展了较大规模的推广和应用。

1、市政工程顶管施工技术的优势

①不用对地面进行开挖，因此对城市中的道路和环境相对友好；②不需要在施工的过程中进行征地和拆迁，对地面上的建筑物和其他构造物不会有影响；③在施工过程中幅度较小不会对城市中的交通形成秩序上的干扰；④施工是透过地面进行的地下施工，不会被周边环境和气候因素影响；⑤顶管的地下施工技术对地表上的植被没有破坏；⑥市政管道不会出现形变。

2、顶管施工技术的关键节点分析

2.1 现场踏勘及调查

顶管施工技术前期的准备工作非常重要，主要体现在现场踏勘及调查工作，主要工作如下：统计施工范围内人流和车流情况，确定施工区域内交通组织及路线，在路口设立交通导向牌疏导，必要时安排人员参与疏散交通；调查区域内地下管网情况，确定原有的电力、通讯、给水和煤气管道的位置，标识是否需要临时关停或搬迁；摸清区域内的排水系统，制定合理的排水线路，施工过程中可以设置临时管道，尽量不要影响原来的排水管道，同时应调查埋深较大的雨水渠箱、污水管道等市政地下构筑物；统计附近一些桥梁构筑物的基础、建筑物的基坑情况，如桥台基础、桩基深度及间距和建筑物的结构形式，是否采用喷锚结构施工，其长度是否在顶管顶进轴线内。

2.2 针对顶管施工进行线路设计以及相应井位设置

顶进距离由设备条件及周围环境来综合决定。考虑到工作井的造价比较昂贵，应尽量少一些工作井，尽量安排往两个方向顶进。由于设计院原有设计管道大多按照明挖方式设计，在现场调查后尽量优化线路设计，避开不利顶管的土层、尽量让顶管线路避开结构物及树木。最好在每个工作井或者接收井内设计成检查井位。线路与附近结构物的距离设计必须考虑到以后作检查井的方便和空间，尽量避免冲突。

2.3 施工所用管材选取以及顶力设置

在市政顶管施工中进行管材选取时必须对施工过程中的轴心受压柱情况进行分析，并以此为依据进行管材选取，在选取时必须综合考量在施工中顶管纠偏需求，必须在施工前考虑管道施工中偏心受压等情况，在管材配筋量设置、施工中钢筋布置情况等设计时做好安全余量的保留。而在顶力设置时应做好科学计算以及模型模拟工作，其实施工顶力的主要决定因素在于土质情况以及施工中注浆施工技术设计等，我们在实际施工中对顶力进行设置必须参考土层变化问题，施工中是否需要纠偏、施工中机头的切削形式等，总之顶力在施工中必须根据具体情况进行调整。

2.4 在顶进中进行科学纠偏

在我们进行市政工程施工时，对于顶管施工技术来讲，保证施工中方向性的科学是非常必要的，它直接关系着施工管道与设计要求是否相符，因此施工中必须通过测量技术来对顶进偏差趋势进行科学探究，一旦发现在顶进施工中出现了大范围偏差，就必须通过参数调节来纠正，而且纠偏过程必须保证在顶进中缓慢恢复顶管位置，绝不能用力过猛，否则会导致顶管设备的损坏，如果施工中不仅出现了高程偏差，同时还出现了方位偏差，那么就要首先测量偏差大小，优先进行较大偏差的纠正。而如果施工中出现了机头旋转问题，就要在顶管内向机头旋转的反方向施加压力，还可以在施工中利用旋转纠正力矩来进行机头调整，提升顶管施工过程中各施工环节的质量管理效果。

3、主要施工工艺及措施

3.1 高压旋喷桩施工

顶管施工技术应用前应先进行现场踏勘及调查，根据调查结果综合分析选择合适的顶管施工工艺。比如，项目现场地质情况为粉砂-粉土、粉砂、淤泥质粉质黏土中，地质环境较差。同时地质中的①-2层和②-2层中有上层滞水型及潜水型地下水，静止水位埋深在0.2-1.4米之间，地下水水位较高。为保证沉井施工保质保量、安全顺利进行，在沉井顶管进出洞口先进行地基加固，地基加固方式定为高压旋喷桩。

本次旋喷桩采用双管法，注浆材料为普通硅酸盐水泥P.O42.5，水泥浆（单液）水灰比为0.8～1.0。要求喷浆管下沉到达设计深度后，停止钻进，旋转不停，高压泥浆泵压力增到施工设计值（20～30MPa），底座喷浆30s后，边喷浆边旋转，同时严格按照设计和试桩确定的提升速度提升钻杆。

3.2 管井井点降水

为配合工作井、接收井施工，在沉井周围进行管井降水处理。

工程场地主要在①-2层和②-2层中有上层滞水型及潜水型地下水，静止水位埋深在0.2-1.4米之间，地下水受地表水影响大。由于土层渗水量大，且管道位置较深，采取管井降水的施工措施来降低地下水位，使水位控制在基坑底至少0.5m以下。管井井点降水是在管线两侧埋置深于管底的井管，依靠深井泵或深井潜水泵将地下水从深井内提升到地面排出，使地下水位降至管底以下。

其中，井管为HDPE双壁耐压波纹管，管长18米。滤布采用玻璃丝布作滤布，玻璃丝的规格为80～120目。在管井钻孔洗孔完成后，拆除钻杆并进行井管安装，回填滤料。地下水位以下井管采用透水管。下井管时先将井管牢固连接，并保证井管垂直、居中。井管下完后需及时回填滤料，滤料采用洁净级配良好的中粗砂，滤料需均匀分布在井管四周，确保出水通畅。滤料填筑高程同地层相对应，需高出含水层0.5～1.0m。

结语：

综上所述，市政工程顶管施工控制的技术需要针对施工现场具体的环境和气候情况，保障施工工程的质量以及现场工作人员的人身安全，为城市化建设贡献出积极的力量。