頂管施工在管道施工中的應用

在管道施工的工程項目中，穿越道路及其他建筑設施的情況經常發生，為了降低施工成本一般采取頂管施工法進行施工，此項工藝不僅很大程度上提高了工期和施工成本也保證了施工的質量，已經在供水、燃氣管道等施工過程中被廣泛應用，尤其是在穿越鐵路及公路的施工中發揮了很大的作用。

2008年11月份開工的平煤神馬建工集團十一礦供水管路工程，在鋪設至十一礦水廠段時有一處將涉及穿越鐵路采取的便是頂管施工法中的小型涵管頂進法，小型涵管一般是指鋼筋混凝土圓管、小孔徑混凝土拱涵等，本次工程頂進采用的是直徑1m的螺旋焊管。

下面為簡介施工時的主要工藝流程及要點，主要工藝流程：頂管高程與軸線的定位→挖頂管工作坑→頂管道軌安裝與頂進后背的安裝→安裝頂進設備及吊放管節→挖土頂進及測量、糾偏→再次挖土頂進循環至完成，下面具體簡介：

1、高程與軸線的定位：主要是根據現場的實際情況，即頂管線路的走向及深度，且此時須考慮的頂進路面（或其他設施）地下有無預埋管道、線路或其他設施。本次施工頂管深度為-2.0m（管底）頂管軸線位置將垂直于鐵路，事前用經緯儀根據前期管線位置在設計工作坑前后打樁定位，以便后期頂進時進行糾偏。

管底進口高程是整個涵管高程正確與否的關鍵，該段基礎必須堅固密實，因此也可在進口端鋪設一層0.2～0.3m厚的混凝土基礎，再在其上設置導向軌，以確保進口端高程準確。

2、頂管工作坑的開挖：開挖工作坑前根據先前管線定位的頂管軸線進行頂管工作坑的開挖，工作坑除安裝頂管的機具設備后背、導軌、頂進管節以外，還要有利于向坑外出土和作業人員的操作。工作坑上口前緣距路緣≥2m，安放管節后每側要有1m的工作面，管節后側與千斤頂之間要有利于出土的空間，坑底要夯實，開挖大小定為長7m，寬2m，深2m。工作坑開挖完畢后坑底由人工將坑底清理找平，以便鋪設頂管導軌時的水平。

3、頂管導軌的安裝與頂進后背的安裝：導軌由兩根鋼軌和若干枕木組成，枕木置在工作坑底下1/2枕木高的基土上，枕木間距800mm，鋼軌的長度等于工作坑底面的長度減去鋼軌樁所占的位置，鋼軌的間距設為50cm，保證管節安放后下皮高出枕木上皮20mm，千斤頂安裝后要與管節的橫截面有最大的接觸面。鋼軌安裝要平直，鋪設時用經緯儀將兩導軌均勻置于頂管軸線兩側，鋪設時注意用水準儀或水平尺找平。后背由后背樁及后背梁，后背樁由后側的夯實土所組成。后背樁以枕木代替，在頂進后背處挖一高1m寬0.5m凹進約0.6m，隨后將枕木放置其中，固定牢固。

4、安裝頂進設備和管節：千斤頂安在后背梁與管節之間，管節后端和千斤頂之間采用塊木板套管管端保護，頂進管節外壁適當潤滑，減少頂進摩阻力，千斤頂通過傳力柱將管節頂入路基。

5、挖土、頂進、測量及糾偏：設備安裝后經試運轉無異常即可掏土頂進，土質較密而且覆土較厚，有利于形成卸力拱，可以適當多挖，土質松散或覆土厚度較小，則要少挖，勤挖勤頂，挖土直徑不可超過管節的外徑。

由于頂管套管采用直徑1m焊管，運土的工具將制作一寬0.6m高約0.75m大小的小車來運土，土方的垂直運輸將用電動葫蘆由坑內運出，在進行管節頂進時應提前將土方運出完畢且待前端挖土人員撤出后方可頂進。

頂進過程要時刻測量，頂管管節安裝完畢后即在管節上方置一水平尺來時刻注意頂進的水平度。每頂進2m后，對管的高程用水準儀進行頂進高程偏差的測量，如發現頂管前部上偏或下偏可調整傳力柱與頂進管節接觸位置的高低來進行調整；對管節的水平偏移用經緯儀結合事前管線軸線定位樁對管節中心線進行測量，如發現有水平偏移可以在管的前端設一斜撐支于管前的土壁上，結合一側超挖土方，隨頂隨糾偏。

這里須注意在頂進管節時，千斤頂施力點必須控制在管周下半圓之內。若施力點不當，頂進時將容易引起管端抬頭或栽頭，造成管節傾斜。

6、挖土頂進循環至完成：此過程中重復先前管節的挖土頂進及糾偏測量，確保頂管管節的的高程和軸線偏差。

頂管施工的技術要點在于糾正管節在地下延伸的偏差。特別適用于管道的非開挖鋪設。具有經濟、高效，保護環境的綜合功能。這種技術的優點是：不開挖地面；不拆遷，不破壞地面建筑物；不影響交通；不破壞環境；施工不受氣候和環境的影響；不影響管道的段差變形；省時、高效、安全，綜合造價低。

在管道施工過程中，頂管施工技術的應用很大程度上解決了管道埋設施工對城市建筑物的破壞和道路交通的堵塞等難題。這尤其對交通繁忙、人口密集、地面建筑物眾多、地下管線復雜的城市是非常重要的，頂管施工技術目前已廣泛用于城市地下給排水管道、天燃氣石油管道、通訊電纜等各種管道的非開挖鋪設。采用頂管施工，能很大程度上節約征地拆遷費用和減少道路的堵塞，具有顯著的經濟效益和社會效益。