大口徑頂管施工技術在市政道路工程中的應用

吳志標

（福建博業建設集團有限公司， 福建 廈門 361000）

0 前言

在復雜環境且不破壞周邊環境的情況下，采用頂管施工技術可以有效地保護周邊水土流失，提高市政道路工程建設的效率，創造出良好的經濟效益，頂管施工技術近年來成為市政道路工程建設的重要的技術之一[1]。

1 工程概述

湖邊水庫綜合整治D標工程采用φ2700鋼筋混凝土頂管全長約385m，橫穿仙岳路。根據本項目有關地勘資料，本頂管段處于相對穩定地塊，無活動性斷裂，無不良地質現象，抗震場地類別為Ⅱ類，適合頂管施工，頂管穿越的部位為凝灰熔巖殘積黏性土，該土質主要由長石等風化形成的次生粘土礦物組成，含少量石英顆粒，粘性較差，遇水崩解軟化成泥，土質易穿越。該段地下水豐富地下水位標高在14.9～7.3,地下水壓力高且變化范圍大，覆土較深。根據湖邊水庫綜合整治D標工程施工設計圖要求，橫穿仙岳路的排洪雨水管采用φ2700頂管施工，設置 2座頂管井。施工方案圖如下：

2 頂管施工方案及控制措施

2.1 頂管簡況

本工程φ2700鋼筋混凝土頂管施工方案：根據湖邊水庫綜合整治D標工程施工設計圖要求，頂管采用曲線頂管，四個頂程，設置 2座頂管井（工作井和接收井），采用沉井施工方案。

2.2 管材的選擇

根據本項目地質勘察報告的地質情況描述，頂管過程所涉及到土質情況和管道埋深情況，將采用“F”型鋼承口式鋼筋砼管，及楔形橡膠圈接口。

2.3 頂管機械的選擇

頂管掘進機的選擇是頂管施工過程關系到施工的成敗與否。根據湖邊水庫綜合整治D標工程的詳細地質勘察報告，φ2700鋼筋混凝土頂管穿越的土層主要在凝灰熔巖殘積黏性土，該土質主要由長石等風化形成的次生粘土礦物組成，含少量石英顆粒，粘性較差，遇水崩解軟化成泥，土質易穿越，主要的地質土層是③-1層為淤泥層、③-2層為粉砂夾淤泥層。因為要橫穿仙岳路，仙岳路是城市主干道，為確保交通暢通，保證頂管管道的周邊地下管線和地上構筑物的安全，所以選擇具有沉降控制精度高，頂進速度快，便于操作等特點的泥水平衡掘進機。

2.4 頂管施工工藝的說明，最大頂推力及其限制措施

2.4.1 頂管工藝流程圖

施工準備 工作井和接收井施工 頂進設備安裝 掘進機井內就位 掘進機穿墻 管道頂進 管道頂進結束

2.4.2 頂管工作坑設施

頂管工作井采用沉井施工方案，在沉井施工過程中，務必要確保工作井混凝土的抗壓抗折強度，應具有足夠的強度和剛度。在工作井封底施工中，基坑導軌安裝完成后，應在工作井的兩側采用工字鋼和槽鋼交替支撐，采用鋼筋混凝土腰梁加固，確保基坑導軌在受外界沖擊的情況下，可以保證正常工作。

2.4.3 工作井平面布置

在工作井實行全封閉隔離，并建筑必要的生產臨時設施，要保持施工現場的文明、安全和衛生整潔。(見下圖1)

圖1

2.4.4 最大頂推力及其限制措施

本工程主頂液壓系統最大頂推力設定為 600T。限制措施為控制液壓系統的壓力，當液壓系統的壓力達到設定值時,主頂液壓的信息控制臺將立即報警，同時以滿足限制最大頂力的主要控制措施[2]。

2.5 頂管進出洞口土體加固措施

做好頂管施工前的準備，調查頂管進出口周邊土體的土質，分析土體的地質情況，做好頂管進出洞口周邊土體加固措施，主要取決于頂管施工成敗與否，同時也是本工程主要施工節點控制。在進出洞口的土體先進行注漿地基基礎加固是非常必要的，根據施工規范及設計要求，在工作井和接收井的周邊加固范圍為L＊B＊H＝5＊4＊4m=80m3。

（1）本項目的頂管進出洞口的土體采用注漿地基基礎加固為滲透性注漿。漿液注入土體的過程中，要嚴格控制注漿壓力，防止注漿壓力過大，導致土體劈裂現象。

（2）注漿施工應注意的要點：首先要做注漿試驗樣品，根據合格的試驗樣品，提取樣品的試驗參數，務必嚴格控制注漿參數進行注漿。控制注漿鉆孔垂直度偏差為1%，孔距誤差小于5cm。在考慮這類漿液的凝膠時間時，應重點考慮水泥漿的濃度。施工中水泥漿的水灰比（質量比）控制在0.6以下，注漿流量采用12L/min；水玻璃流量控制在4L/min。

2.6 洞口止水裝置

根據湖邊水庫綜合整治D標工程施工設計圖的設計要求，當φ2700鋼筋混凝土頂管頂進時，要采用人工破除墻體。在頂管工作井預留洞的底部，為了避免頂管的泥水平衡掘進機機頭在出洞時向下偏移，應在出洞口處增設基坑導軌并延長。在頂管完成后，在洞口澆筑防水砼作為密封處理。

2.7 地面沉降控制措施

在頂管施工前，必須對沿線管線進行調查摸底，并與各管線產權單位進行對接，盡快調查清楚各管線的具體位置，測量出各管線的高程。根據調查摸排各管線的情況，編制各管線的保護方案，上報各管線產權單位，得到相關產權單位的確認后，并辦理相關的手續，方可施工，確保頂管施工作業周邊管線的安全及仙岳立交橋的交通順暢，并做好仙岳路的交通組織方案，并市交警支隊的批準。

2.8 頂管糾偏要點

糾偏應在下管后盡早進行，注意觀察傾斜儀讀數的糾后趨勢及光點滯后變化，同時通知地面和地下壓漿人員加大同步壓漿量[3]。糾偏動作后如無折角變動應即停頂，盡早排除故障，嚴防軸線超差。

2.9 頂管過程中出現的情況并提出針對性措施

在頂管頂進過程中，頂進100m處出現孤石給施工造成了非常大的困難，對孤石進行爆破處理，采用小藥量的控制爆破將孤石炸裂，然后進行人工鑿除，再進行頂管作業。在采用小藥量控制爆破過程中，先周邊的地下管線進行有效的保護和加固，同時不能影響仙岳立交橋的車輛正常通行。

在頂管頂過仙岳路時，出現大量建筑垃圾，這時給頂管作業造成極其困難，此時，只能對仙岳路的坡腳進行加固防護處理，然后再進行管道基槽開挖施工。

3 頂管質量保證措施

(1) 公司和項目經理部詳細分析湖邊水庫綜合整治D標工程的地質勘察報告，摸排調查頂管位置周邊的地下管網，以及地上構造物的詳細情況，編制管線保護方案和監測方案。

(2) 施工前，要進行三級安全教育，對頂管的作業班組進行安全和施工技術交底，對各作業人員進行崗前培訓，并做好手續辦理。

(3) 頂管進出洞口的地基基礎加固，必須嚴格按審批方案進行實施。

(4) 頂管注漿施工是頂管施工的關鍵，嚴格按照注漿的技術操作規程進行施工。

4 結語

綜上所述，本工程在頂管施工過程中，出現了施工環境突變，采用有效的施工措施，使本工程順利完成，并上級部門的表揚。本文對頂管施工技術的適用地質情況、施工要點等方面進行簡易的分析，提出了合理的有效地施工措施，為今后頂管施工技術在市政道路工程建設過程中，若有出現類似的情況，提供一些可借鑒的施工技術措施。

[1]萬敏. 頂管施工技術在實際市政工程中的實踐探究[J].江西建材，2017，9:32-33.

[2]李建文.頂管施工技術在市政工程中的應用[J].工程建設與設計，2017，7:55-56.

[3]給水排水工程頂管技術規范[Z].中國計劃出版社，2008，10:62-63.