淺析城市排水管網中頂管法技術

摘 要：文章主要闡述了頂管法施工的技術措施，同時總結了施工過程中的不足的和經驗，可供參考。

關鍵詞：頂管；施工；排水；管道

中圖分類號：TU992.05文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2011）18-0135-02

某城市管網工程排水干管穿過道路。管材：Ⅱ級預應力鋼筋混凝土管，管徑D1550，管頂埋深4 m；跨路凈長40 m，土層性質：砂礫層，地下水位-2.5 m。以自然地坪為準，因工程跨越道路，無封閉道路開挖的條件，故選用人工掘進頂管方案，文章對此進行分析。

1頂管施工的技術措施

1.1工作坑

①工作坑尺寸。頂進長度為40 m，選用單向頂進施工，工作坑設在管線一端，工作坑尺寸依據管徑1 550 mm、管節長度2 000 mm、操作方式、出土方式（人工挖掘，垂直吊運） 及背后長度而確定。

②工作坑的基礎。由于本施工段地下水位較高，土質復雜，工作坑基礎選用C10砼基礎，厚度為20 cm，澆筑寬度較枕木長50 cm，底下輔設10 cm碎石墊層。

③導軌安裝。導軌安裝是頂管施工中的一項重要工作，安裝的準確與否直接影響管子的頂進質量，因此導軌選用鋼制材料制作，并應達到足夠的鋼度，其安裝要求為：兩軌應平行、等高或略高于該處管道的設計高程，其坡度應與管道坡度一致；安裝后的導軌應牢固，不得在使用中產生位移，并應經常檢查校核。導軌安裝允許偏差為高程在0～3 mm之內。中線位移控制在3 mm內。

1.2測量標志的設置

將地面管道中心線用經緯儀引入工作坑兩側坑壁或支撐上，作為頂管的測量基線，設可靠的高程點，將地面臨時水準點引入工作坑的底部，設置兩個高程點，選擇不易碰撞及不擋測量視線的地方設置，工作坑的中心樁與水準點設置必須牢固緊靠管道中心樁的位置，要考慮到基礎變形的影響。

1.3頂管設備的安裝要求

主要頂進設備有液壓千斤頂，由控制箱和千斤頂組成，一般采用電動控制，由電泵驅動。還配有頂鐵，在頂管過程中傳遞頂力，延長千斤頂的行程，并擴大管節端部的承截面積。工作臺搭設在工作坑的頂面，主梁采用型鋼，上面鋪設15 cm ×15 cm方木，作為承重平臺，中間留下管和出土的方孔為平臺，在平臺口上設活動蓋板，起重架與防雨棚合成一體，兼作工作棚。必備的工具：內漲圈、硬木楔、水平尺、特制短高程尺、鋼尺、垂線、小球。

1.4頂進施工

下管前應先對管子進行外觀檢查， 檢查有無破損及縱向裂縫，端面要平直，管壁無坑陷或鼓包，管壁應光潔，合格的管子方可使用，在下管前檢查起重設備是否安全可靠，檢查后方可下管，下管時工作坑內嚴禁站人，當距導軌小于10 cm時，操作人員方可進前工作。第一節管子下到導軌上，測量管子中心及前端和后端的管底高程，確認安裝合格后方可頂進， 第一節管作為工具管，頂進方向與高程的準確，是保證整段頂管質量的關鍵。

①管前挖土。管前挖土是控制管節頂進方向和高程，減少偏差的重要作業，是保證頂管質量及管上構筑物安全的關鍵，關于管前挖土的長度，在一般頂管地段，土質良好，可超越管端30～50 cm。在不允許土下沉的地段，管子周圍一律不得超挖，在一般頂管地段，上面允許超挖1.5 cm，但在下面135°范圍內不得超挖，一定保持管壁與土基表面吻合。在土層松散或有流砂的地段頂管時，為了防止土方坍落，保證安全和便于挖土操作，在首節管前可安裝管帽，將管帽頂入土中后便可在帽檐下挖土，帽檐長度按規定長度制作。

②頂進。頂進開始時，應緩慢進行，待各接觸部位密合后，再按正常頂進速度頂進；頂進中若發現油路壓力突然增高，應停止頂進，檢查原因并經處理后方可繼續頂進；挖出的土方要及時外運，及時頂進，使頂力限制在較小的范圍內；為防止鋼筋混凝土管在頂管中錯口，有利于導向，頂進的前數節管中，在接口處應安裝內脹圈，通過背楔式調整螺栓，使脹圈與管壁脹緊成為一個剛體。脹圈一定要對平接口縫隙，安裝牢固，隨時檢查調整。

1.5測量與校正

1.5.1 測量

①在頂第一節管時，以及在校正偏差過程中，測量間距不應超過甚30 cm，保證管道入土的位置準確，管道進入土層后的正常頂進，測量間隔不宜超過100 cm。

②中心測量：頂進長度在60 cm范圍內，可采用垂球拉線的方法進行測量，要求兩垂球的間距盡可能拉大。用水平尺測量頭一節管前端的中心偏差。

③高程測量：用水準儀及特制高程尺，根據工作坑內設置的水準點標高（設兩個），測頭一節管前端與后端管內底高程，以掌握頭一節管子的走向趨勢，測量后應與工作坑內另一水準點閉合。

④全段頂完后，應在每個管節接口處測量其中心線位置和高程。有錯口時，應測出錯口的高差。

1.5.2校正糾偏

頂管誤差校正是逐漸進行的，形成誤差后應緩緩進行，使管子逐漸復位，不能猛糾硬調，以防產生相反的結果，常用的方法有以下三種：

①超挖糾偏法。偏差為1～2 cm時可采用此法，即在管子偏向的反側適當超挖，而在偏向側不超挖甚至留坎，形成阻力，使管子在頂進中向阻力小的超挖側偏向，逐漸回到設計位置。

②頂木糾偏。偏差大于2 cm，在超挖糾偏不起作用的情況下可用此法，用圓木或方木的一端頂在管子偏向的另一側內管壁上，另一端斜撐在墊有鋼板或木板的管前土壤上，支頂牢固后，即可頂進，在頂進中配合超挖糾偏法，邊頂邊支，利用頂進時斜支撐分力產生的阻力，使頂管向阻力小的一側校正。

③千斤頂糾偏法。方法基本同頂木糾偏法，只是在頂木上用小千斤頂將管子慢慢移位校正。

1.6接口

頂進鋼筋混凝土管時，在兩管的接口處加襯墊，一般是墊麻辮或是3層～4層油氈，頂進完畢后，拆除臨時連接的內脹圈，進行內接口，換打油麻石棉水泥或打油麻填塞膨脹水泥砂漿，填縫前先清理接縫， 填打油麻（深度的1/3） 然后用清水潤濕縫隙，填打石棉水泥或塞搗膨脹水泥砂漿，填完后及時養護。

1.7 頂進管道的質量要求

①外觀質量。管道直順、無反坡、清潔、不積水、管節無裂縫；管道內接口填料飽滿密實， 且與管節接口內側表面齊整。

②允許偏差（全程）管道中線位移為50 mm，管內底高程為+30 mm，-40 mm，相鄰管間錯口不大于20 mm。

③頂進記錄的主要內容。頂管工作坑的處理；每節管的高程、中線、偏差記錄；頂進中后背的回彈、壓縮及異常情況；頂進中出現的問題。

2結語

①經濟效益比較按頂進長度40 m計。掘進頂管法施工：總造價80 000元；大開挖施工：總造價81 697元。頂管施工和大開挖施工造價基本持平。

②工期比較。頂管施工：合計18 d；大開挖施工：合計24 d。由于大開挖施工受砼養護令期限制，并且在施工工序上比頂管施工多出了5～6道。因此總工期多出6 d左右。而且，頂管法施工在施工過程中不用封閉道路，不會影響交通的通暢和居民正常工作與生活。

綜上所述，頂管法施工和開槽法施工相比，在造價沒有增加的情況下既能縮短工期， 又能避免對管道沿線環境的污染，同時，在施工過程中不受地理環境的影響，是一種簡便易行的施工工藝，適合在城市排水管網施工中推廣應用。當然， 受技術條件的限制，頂管施工有待于進一步改進和提高。

參考文獻：

[1] 徐鼎文，常志緒，王佐安.給水排水工程施工[M].北京:中國 建筑工業出版社，2010.