談某頂管工程施工方法及注意事項

楊海紅

(山西運城高速公路有限責任公司，山西運城 044000)

1 工程概況

某頂管工程排水管線與高速公路交叉于K6+280處，該段高速公路路基寬度為24.5m，設計行車速度80 km/h，設計荷載為汽車—超20級，掛車—120。地處秦嶺與中條兩個古老地塊之間，區內為全新世沖洪積成因地層，地層基本上呈現粉土與粉質粘土互層狀，局部層理比較明顯，巖性不太均一，有零星砂粒、礫石、薄砂層、粉土團塊或薄層等不同含量夾雜其間。依據《山西省地震烈度分布圖》，該地震烈度為8級。管道采用φ1 200鋼承口式鋼筋混凝土Ⅲ級管。

2 施工準備

2.1 材料準備

按設計要求準備穿越套管材料，其規格、數量、質量等必須符合設計標準和規定。

2.2 機具準備

施工用工程機械到位并進行保修保養，保證在施工期間良好的運行狀態。如:挖溝機、電焊機、翻斗車、發電機、吊車等;施工用輔助機械設備如:抽、排水機械、發電照明設備等按要求配備齊全并仔細檢查、保養，使其處于良好的運轉狀態。施工常用工具要配備齊全。

2.3 技術準備

施工前，應做好施工組織方案以及應急預案。施工技術人員應認真研究設計圖紙，根據圖紙說明了解穿越地段的地質、地形資料，并結合現場實際情況，編制施工組織方案報請監理或業主，得到同意和批準后方可施工。施工前首先要掌握穿越段的地形及底層情況，然后準確測量出穿越段長度。根據操作坑的大小，準備措施用料，通過甲方及設計人員了解穿越的準確位置是否有管道、電纜等地下設施，避免施工時對地下設施造成損壞。

對施工人員進行技術交底，明確施工中的重點、難點，掌握重點控制的施工工序、操作程序和應注意的有關事項。根據設計走向，進行測量，放出穿越目標施工占地邊界線和穿越段管道中心線。結合現場情況，確定進車道路，修筑施工通道。

2.4 設施準備

1)需設置沉降觀測點，施工過程中隨時觀測路基的變形情況。頂管施工會引起地層擾動和地層損失，特別是軟弱土層和砂土、粉砂層地基，引起地表沉降和隆起。在頂管穿越高速公路路堤時應解決兩個方面的問題:a.地下水位降低引起的路堤不均勻沉降;b.頂管施工使地基產生擾動，引起地基在未擾動和擾動區之間形成差異沉降，使路堤產生縱、橫向不均勻沉降，并影響路堤的穩定性。2)設置醒目的導向標志和安全警示標志，使施工便道與高速公路保持一定安全距離。工作坑設置安全警示帶，以免人員掉入。

3 施工過程

3.1 工藝流程

工藝流程如下:施工準備→測量放線→施工通道修筑→開挖操作坑及接收坑→操作坑壁作支護→操作坑降水→進行坑內基礎找平→安裝頂進設備軌道→安裝調試頂進設備→放置第一根管子并安裝水平儀和調向裝置→頂進作業→土石外運→預制管段安裝→穿越管段試壓→與主管段連頭→地貌恢復→施工驗收。

3.2 施工步驟

3.2.1 修筑施工便道

為了確保設備、人員的進退場施工，需修筑臨時便道，在施工點兩頭設置醒目的導向標志和安全警示標志。

3.2.2 開挖操作坑

用儀器進行測量放線，放出操作坑邊線，并在道路一側開挖操作坑，為保證作業坑不塌方和便于穿越施工，根據土質情況對邊坡適當加固防護，確保坑下作業的安全。另外為防止黑夜其他人員誤掉入坑中，在施工現場周圍拉設警示帶。開挖后的土石方用車輛倒運至公路管理部門指定的地點。

3.2.3 操作坑壁支護

基坑支護作為一個結構體系，應要滿足穩定和變形的要求，即通常規范所說的兩種極限狀態的要求，即承載能力極限狀態和正常使用極限狀態。

3.2.4 開挖目標坑

目標坑開挖平面與公路成一個平面，需把出土位置部分進行開挖，在開挖的同時，對管溝進行開挖;在頂管穿越兩端設置醒目的警示燈及施工警示標牌，設置警示帶。

3.2.5 降水、排水

設置臨時排水設施，并配備排水機具，引走可能影響邊坡穩定的地面水和地下水，施工時采取臨時排水措施，確保施工作業面不積水。開挖后應保證有效排水。

3.2.6 現場布置

合理安排現場，安裝好液壓千斤頂。穿越管中心線和軌道中心線應在一條直線上，然后再用水平儀找平每個軌道，承受頂進反作用力的作業坑背部用混凝土處理成垂直狀，然后安裝導軌，用儀器調整導軌，使兩導軌中心線與穿越中心線重合，同時還要保證導軌平面要保持在一個水平面上。

3.2.7 頂管施工

頂管工藝流程:

頂進時按以下程序進行:安裝頂鐵→開油泵使千斤頂伸出活塞→千斤頂伸出活塞額定長度后開閥門回油→下管。

3.2.8 清管檢測

清管時次數不宜少于2次，以排除無污物為清管合格。清管合格完畢后進行試壓及檢漏。

3.2.9 地貌恢復

按照施工規范設置標志樁、警示牌，完成地面恢復與場地清理。安裝就位后，與穿越兩側管道接頭。

4 施工注意事項

1)施工過程中，要嚴格控制施工程序及質量，頂管工作坑和接受坑應與公路設施保持一定的安全距離，以免基坑開挖或塌陷影響公路路基及排水設施的穩定;工作坑開挖和頂進施工時應保證路基邊坡的穩定，做好防排水工作。2)注意施工安全，加強施工控制，以免對路面結構造成影響。施工頂進操作時，應保證管節全斷面360°范圍內不挖，不擾動原狀土結構，路基范圍內頂進采用少挖勤頂的施工方法，每次頂進距離不大于15 cm。3)開始頂進和接近頂完時，應采用人工挖土緩慢頂進，頂進時如有偏差過大，應立即停止頂進。4)路基邊坡附近的管道需等距設置檢查井和控制閥門，以便污水管道有異常狀況可以及時并安全的維修，以保證路基的安全。5)應在穿越位置處的路基兩側路緣石和中央分隔帶處分別設置沉降觀測點，頂進過程中隨時進行沉降觀測;施工結束后，應在穿越點公路兩側設置永久性警示標志。6)在不允許基土下沉地段(頂管穿越路基范圍)，管子周圍一律不得超挖;在一般地段，上面挖弧面允許超挖1.5 cm。7)頂管施工期間，應對管外壁土進行注漿加固。

5 常見問題與預防措施

5.1 糾偏

糾偏是指混凝土管偏離設計軸線后，利用管端木楔斜頂法來改變管端方向，減小管線偏差的過程。

糾偏必須遵循以下規律:

1)糾偏應在頂進過程中進行，靜態糾偏會對管線產生不利的影響。2)第一段管節不宜過長，管段越短越有利，管段過長會影響糾偏的靈敏度，一般不宜超過2.0 m。3)糾偏過程中，要在網格底上繪制工具管的測點軌跡，推算出其行進軌跡，根據行進軌跡及時調整糾偏角度，避免糾偏過大產生過度彎曲。

5.2 頂管塌方

頂管施工過程中會發生:

1)操作坑支護不牢，出現滑坡、塌方。防治措施:及時清理操作坑，分析出現塌方的原因，重新進行加強支護。2)頂管頂進過程中，出現管端塌方。立即停止頂管頂進，防止塌方進一步惡化，清理現場，塌方處進行修筑。或采用人工在第一根頂管前端下方掏土10 cm，配合頂管機繼續頂進，頂管前上方的土石方會自動落入套管內，這樣即可穿越塌方點。

5.3 頂管暴死

頂管施工過程中會發生頂管暴死或頂管難以前行。

防治措施:保證施工連續作業，在作業中設有專人監護。

6 結語

頂管過程是一個復雜的力學過程，在頂管法施工過程中，必須根據土質條件、設計要求，認真選型、專項設計、合理配套，才能取得良好的效益，施工過程中嚴格按技術規程運作，精心施工操作，確保工程質量。

［1］王義強.頂管技術在管道施工中的應用［J］.西部探礦工程，2006，8(8):4-7.

［2］薛移彤.頂管技術在市政工程中有關問題探討［J］.科技信息，2007，6(6):24-26.