大直径竖曲线钢顶管施工关键技术研究

王建明

（上海羽畅建筑工程有限公司，上海市 201202）

1 工程概述

某顶管为双排钢管顶进，顶进长度约为741m×2，钢管外径1820mm，壁厚18mm，为避让深埋管线，只能从管线下方管经过R=12000m曲线后顶入接收井。钢管作为顶管工程的管道已应用比较广泛，通常情况下，由于钢管管道接口采用焊接形式连接，不具备形成曲线线形的条件，一般情况不采用曲线顶进，但该工程该顶段情况特殊，方案经过专家评审可行后采用竖曲线顶进。

该工程整条管道位于第④层淤泥质黏土，土质较均有光泽，无摇振反应，干强度中等，韧性高。针对本标段顶管的土层性质，采用泥水机械平衡式顶管机。该顶管机能平衡切削面水、土压力，有效控制地面沉降，操作安全可靠，施工进度快。

2 曲线顶管参数及特殊管结构

2.1 顶管轴线曲线参数

73-1#～73#段顶管总长为741m，从工作井73-1#开始450m后进入竖曲线段（向上爬坡），约291m后曲线段完成，曲线段直接顶入73#接收井内，如图1所示。

2.2 特殊管节布置

73-1#～73#顶段为竖曲线顶管，管道进入曲线段长度约为291m，钢管长度为8m/节，曲线段每5节（41.5m）钢管后面设置一环特殊管（1.5m/节），按此推算该段顶管曲线段需要特殊管8节（特殊管型式同中继环）。

图1 顶管曲线参数及周边环境

2.3 曲线段开口量计算

73-1#～73#顶段：钢管外径D=1820mm，顶进长度L=741m，设计曲率半径R=12000m，管道长度（5节8m钢管+特殊管1.5m）41.5m，L=41.5m。

曲线段开口夹角：β=2sin-1（L/（2R-D））=2sin-1（41.5/（2×12000-1.82））=0.19817°

曲线段开口量：Δ=2Dsin（β/2）=2×1.82×sin（0.19817/2）≈0.0063≈6mm

进入曲线段后管道单边张口拉开，钢管处于单边受力状态，为避免特殊管承插口处钢管与钢管直接接触，承口处设置1cm以上厚度的木衬垫。……