如何在砂性土层中进行PCCP管顶管施工

李义皓

摘 要：在本篇文章当中，笔者从工程实例出发，讲述在砂性土层当中PCCP管顶管施工过程中相关的技术难点。并在此基础上，提出相关的对应措施，同时对在该工程中，所获取的经验进行总结，希望凭借自己对于该技术的个人理解，给予该行业相关从业人员带来一些有价值的帮助，并借此起到抛砖引玉的效果。

关键词：砂性土层；管顶管施工；技术难点

PCCP管是我国主要的供水工程材料，该材料拥有很强的防腐蚀性和密封性，并且同其他供水材料进行对比，PCCP管在整体造价上，远低于其他供水运输材料。因此，在我国的诸多供水工程施工中，PCCP管被大量的投入使用，但是，在砂性土层之中，PCCP管往往会同钢制管材进行连接。但在连接的过程当中，很容易出现漏水现象，给供水工程的整体安全性带来严重的隐患。针对这一现象，笔者从工程实例出发，对在此工程当中的相关处理办法进行论述。

1 工程简介

该工程是某市的一个污水处理厂废水排江工程，因为施工现场的限制，原定的开挖埋管的预案无法顺利开展，因此在施工现场，施工作业方式变为顶管法进行作业。经审核，所选择的顶管管材的规格是DN1600毫米双胶圈接口PCCP管材，该管的管壁厚度为180毫米，每一节PCCP管的长度为3米，每节PCCP管的重量为7.6吨，每一节PCCP管核定顶力大小为8000KN，在管材使用过程之中，核定工作压力为0.4MPa。

在此工程之中，PCCP管需要经过粉土层、粉砂层。PCCP管的挖掘总长为230米，砂性土层覆盖PCCP管道的厚度约为8米。

2 PCCP管顶管施工过程当中的技术难点

因为PCCP管自身材料特点与结构等诸多因素，使用此种管材进行管顶管施工作业时，整体顶进距离很小，而且不宜进行曲线顶进。所以在此工程项目施工作业过程中，顶管能够在砂性土层之中顺利开展施工作业，最为重要的原因便是在此工程中，一直保持直线顶进状态。因此，在进行顶进施工的过程之中，针对轴线产生的偏差控制就显得十分关键。同时还需要进行关注的是，PCCP管在砂性土层施工过程当中，还有如下技术难点。

2.1 PCCP在接口位置可能出现进沙状况。在此工程当中，施工地段绝大部分处于砂性土层当中，如果在管顶管施工过程当中出现了位置较大的偏移，就会让管口和管口之间的链接出现夹角，而夹角的产生就会让砂砾进入到管口与管口之间的连接接缝当中，并且很难被清除。一旦PCCP管中进入砂砾，就很有可能让PCCP管在进行供水作业的过程中，产生漏水现象，并引发严重的安全事故。

2.2 在PCCP关接头处的受力面积很小，会对最大顶力产生影响。虽然PCCP管的管壁厚度达到了180毫米，环形横截面面积达到了1.01m2，但是在实际施工作业过程当中，笔者发现可以进行受力作用的PCCP管的管壁厚度大约只有128毫米，最大受力面积不超过0.62m2，可能会对原计划当中所设计的8000KN最大顶力产生影响。

2.3 止水橡胶会对工程的治水效果和最大顶力产生影响。在此工程之中，PCCP管与管之间的连接处是使用两根直径为20毫米的圆形橡胶圈。虽然在之前的使用过程中，表现出较为良好的止水效果。但橡胶圈的安装位置在PCCP管受力面的内部，所以，如果受力面有砂砾进入，在PCCP管的接头处所开展的力的传递将会受到很大的影响，并无法达到预期的最大顶力效果。同时，还会在一定程度上，对圆形橡胶圈的止水作用产生不利影响。

2.4 在PCCP管连接处所设置的注浆孔无法确保和顶管进行同步注浆。在此工程之中，所使用的PCCP管在相同的界面当中，均匀分布有三个注浆孔，这三个注浆孔的位置全部在PCCP管接口受力面的内部。若PCCP管的接口整体受力较为均匀，注浆就不能达到PCCP管的外侧，但是如果注浆通道状况良好，PCCP管接口处的受力面积就会很小，从而让PCCP管的整体受力情况受到影响。并且还需要注意的是，如图一所示，若注浆不能够进入PCCP管的外部，就会对PCCP管的整体止水能力产生影响。

3 对应措施

3.1 关于设备的处理。因为在此次工程施工过程中，作业环境为砂性土层，所以在进行挖掘的过程当中，必须要谨慎小心，杜绝出现正面坍塌等情况。所以，考虑到此次工程施工中的技术特点，在此次施工的过程当中选择使用了一台泥水平衡工具管开展施工作业。使用此项技术之后，能有效防止砂性土层常见的流沙现象，并且还拥有以下的优势。首先，在此工程施工作业时地下水位整体较高，但是仍不影响泥水平衡工具管的使用。并且，同传统技术进行比较，施工速度远高于其他方案，在施工作业时，整体的安全性较高。最后，因为平衡管自身的超高智能自动化程度，所以在进行施工作业的过程当中，极少出现管道安装位置的便宜，因此有效的把砂砾带进管口的风险降低了。

3.2 关于注浆处理。在此工程中，施工方把补浆孔之间的距离保持在10米左右，一般来说，PCCP管每顶进一米，进行注浆的体积为0.1-0.2m3。对于泥浆的使用，在该工程中使用了复合陶土粉，该泥浆的成浆率达到了98%以上。经漏斗法测量，黏度为31S，在泥浆制作完成之后，经过24小时发酵之后才可以进行使用，以确保泥浆达到最佳的效果。在施工现场，还设置有多个泥浆储备箱，以求在进行PCCP管顶进过程中能够顺利开展同步注浆。在同步注浆完成之后，需要立即针对之后的PCCP顶管开展补浆作业，依靠补浆的有效调控，减少PCCP管和砂性土层之间产生摩擦力，由此降低砂砾进入PCCP管接口的可能性，并最大程度保障PCCP管的整体止水效果。

3.3 关于顶力的控制。经过针对相关数据的运算，在此工程项目当中，顶管施工遇到的最大阻力值为6093KN。因此在后座，施工单位选择了4台2000KN的千斤顶，同时在工具头的尾部约6米左右的地方进行了接力环的装配。

3.4 关于沉降监测。在全部施工作业完成之后，施工单位在PCCP管铺设沿线的上方位置进行了沉降监测点的安排。其安排方式为，在PCCP管铺设的路径之上，每间隔五米设置一个沉降观测点。

3.5 其他。为了进一步杜绝在PCCP管顶管施工作业的过程当中，出现夹角而产生的砂砾进入的现象。在施工作业的过程之中，施工方需要指派专业技术人员开展相对应的巡视工作。若在进行巡视的过程之中，发现PCCP管连接处的位置出现夹角，就需要马上针对出现夹角的位置进行对应的固定加固处理，防止管口接口处进沙而产生更为严重的后果。在此次施工作业之中，因为相关技术人员对于现场的处理恰当，并且补浆工作开展及时。因此经过测量，在此工程当中，最大顶力值为3556KN，并且施工速度极快，仅仅耗时十一天就完成了总长为230米的PCCP管道铺设工作，并且地面沉降高度为12毫米，符合该行业的相关技术要求。

4 结语

此次工程其施工位置处于典型的砂性土层当中，相关的技术选择和细节处理正确，希望凭借此次正确的案例描述，能够为该行业的相关从业者带来一次有价值的参考。

参考文献

[1] 付才.在砂性土层中进行PCCP管顶管施工[J].建筑施工，2013（08）： 772-773.

[2] 袁坚.砂土层顶管法施工技术的试验研究[D].西安：西安理工大学，2003.