續建配套與節水改造工程頂管施工分析

劉德明

摘要：本文主要針對韓江粵東灌區續建配套與節水改造工程（安揭總干渠渠首工程）的頂管施工工程做具體的方案分析，并就施工方案和組織設計進行探討，不脫離工程施工具體環境的特點下，對頂管施工的重點及難點做具體分析，分析具體的施工要點。

關鍵詞：頂管施工；分析

該工程項目的頂管工程的各種要點設計控制如下：頂管的內徑3000毫米，采用Q345材質、厚度達到38毫米的、長度648.838米的鋼管，由于需要穿越韓江大堤，該穿越長度為65858米。此外，前提充分的工程地質得出，該工程區主要處于深厚的第四系地層，土質是砂類的軟質土壤，沖積的淤泥軟土分成了三層淤泥，第三層夾的淤泥質砂受到外界的因素影響導致形成液化土壤，頂管工程中，穿過的地質大部分為粉質粘土和中砂層。

1頂管施工工程的施工流程

1.1頂管施工工程的總體流程

首先，做好萬全的施工準備，才能進行工作井施工，施工難免出現偏差移位，此時，應該對正常的頂進部位進行糾正偏差和位移，再進行穿墻的初始頂進工作；緊接著，進行工作井的上下部分機器的調試以及安裝，達到頂進后進行就緒工作，才進行出坑，最后才能拆除管線，并把機器工具吊出，再進行最后的復出管線。

1.2頂管工程的準備

第一，技術準備。頂管的管道施工的準備工作是設計施工圖紙，并通過多方會審，確定最終圖紙的選擇。其次進行圖紙的會晤和熟悉，組織施工人員學習圖紙，并就圖紙涉及的規范標準進行落實，設計圖紙與施工方案編制相結合，制定一系列的圖紙控制方法。第二，材料準備。材料采購的材料廠家經過多重篩選，經過多重審定，選擇信譽良好、設備先進的鋼管加工工廠。物資進場的流程要嚴謹，多步驟實現實驗、檢測，為進場材料的質量提供保障。第三，測量準備。準確的測量是關鍵，在管線附近布置多種平面控制點，并在布設的控制網來確定高程控制點。第四，現場準備。施工現場全面的圍蔽，在允許施工的電線水管進入布置的施工場地。施工場地布置施工安全指示牌，完善施工所需的設備和材料。

1.3施工設備選擇

第一，機頭選擇。頂管施工需要穿越殘積粘土層和淤泥層，頂進過程中的掘進施工工作量大，施工環節復雜，采用破碎功能的頂管掘進機能夠較好地實現施工目標。掘進過程中更換的滾刀、卡刀盤、堵倉的過程，都要以刀具來處理障礙。第二，選擇泥水平衡頂管機。使用NPD型多邊形偏心破碎泥水平衡頂管機，具有強大的實用性，適應多種復雜環境，對于多種口徑和各種土質的掘進，能夠控制頂進速度，針對出現的地面沉降能夠加大主軸密度，延長了使用壽命。另外，高壓水噴嘴存在多處的多邊形泥土倉之中，利用高壓水來切割、粉碎固結性粘土。

2施工中各環節施工質量控制

2.1頂管材料的管理

頂管材料運至現場，需要嚴格的材料管理制度進行約束，首先，全面檢查管材外觀包裝、再檢查規格尺寸是否符合設計要求，對管材表面是否整潔干凈，是否存在裂紋、接口破損、碰撞變形等質量問題，并對焊縫進行相應檢測。吊運過程保證安全性，拉緊緊繩器來控制緊密。合格卸裝管理場地要求平整且地基牢固，避免擠壓變形。

2.2頂進洞口措施

頂管的進洞要求對掘進機頭進洞持續時間進行控制，頂管進洞及后續頂進的時長較長，為了確保順利進行，要避免外部水土和注入的膨潤土泥漿流入，頂管工作井漿套要安裝止水膠圈包圍。此外，井壁上預埋鋼板，外夾鋼板夾緊固定洞口位置，井口外圍使用止水膠圈安裝平整牢固，并提高水密性，另外，止水膠圈安裝位置必須與管道在同一軸線上。

2.3管道頂進施工要點

掘進機頭進洞后頂進的初始階段，需要轉向機頭的方向，來調整油缸，并使用導軌控制方向，減慢主頂推進速度的同時糾偏和采取機頭的偏移；再次，初始頂進的管道的頂進的高程偏差要小，糾偏角度糾正。此外，保持注漿和頂進同時進行，注漿的同時，發揮管外圍泥漿套的減阻和支承作用。泥漿停注時間不宜過長，要求管整段都充滿良好的泥漿套。最后，頂進過程中的速度要根據頂力變化來確定，速度的偏差情況隨時調整，速度一般控制是根據巖層確定，石沙路穿越巖層控制在5分鐘之內，穿越粉質粘土和砂石層控制在50分鐘之內。

2.4減少阻力施工要點

降低頂進阻力尤其重要。采取兩種方法來達到共同降低摩阻力的目的。其一，在管道外壁均勻涂刷工業石臘，其二，在管道上和中繼間的位置，在管道外圍壓注觸變泥漿，達到為防止管道外壁泥水進入管道的目的，此外，每注漿孔處，需要配置采用脈動較小的螺桿泵，將充分膨脹的膨潤土泥漿壓注至管道之外。最后，注入膨潤土泥漿是最有效的減阻方法。把環狀泥漿潤滑套來套住管外壁與土層之間的位置，更改摩擦狀態，使之形成液體摩擦狀態更好的減少頂進阻力。

2.5泥漿置換施工要點

管道頂進后，才能拆除膨潤土注漿管道的配套設備，配比達到1：2水泥漿通過注漿泵來泵壓，水泥漿通過管道上注漿孔壓入土層中，在足夠緊密的外圍土體保護下，減少接口處的滲漏水。水泥漿通過的壓漿量要適當增加，并超過膨潤土注漿量才能完成膨潤土泥漿的置換。最后，拆除注漿管道同時使用清水沖洗干凈，若發生水泥漿在管道內凝固現象，立即停止泵壓，采用圈環來立即封堵注漿孔，避免新泵的水泥漿通過注漿孔流入管道內部。

2.6測量監控施工要點

頂進方向的控制，也要做好測量監控，這是頂管施工中的難點問題，分為前期測量、頂進測量、竣工測量。第一，前期測量。頂管前，做好基準控制點、平面控制點、臨時水準點，反復核頂管軸線和工作井位置是否移動。開頂前，多冊測量掘進機頭中心的軸線和標高偏差，保持機頭的水平狀態。第二，頂進測量。測量儀器需要固定安放，臨時測量系統按要求測量。控制管道標高及中心偏差，每頂進一段距離做好測。第三，竣工測量。竣工環節需要在每節管道上選點，這是確定測量中心位置和管底標高的位置點。避免地面的沉降帶來的負面影響，提高對周圍環境的影響情況的敏感度。

總之，頂管施工工程系統性、復雜性，施工要點需要嚴格執行，才能達到頂管施工工程的預期施工目標。

參考文獻：

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