市政工程頂管施工發生管道抱死現象的解決辦法

金克，朱寶成，郭濱

（中建國際工程有限公司，廣東 深圳518000）

1 工程概況

邯鄲市肥鄉區景觀水系及路網PPP 工程穿正義街污水管道頂管工程，該頂管長度共計102m，管道內徑1000mm，壁厚100mm，管道埋深7.5m。當頂進完成82m 時，由于遇到流沙層、設備損壞的原因，發生抱管現象，頂進工作無法繼續進行，且鉆機頂部為街角廣場，鉆機無法正常取出。頂管施工狀況如圖1 所示。

針對在市政工程頂管施工中，發生抱管現象時，如何能最大限度地避免對周圍構筑物的破壞，本文研究一種最為經濟和安全的方法來解決頂管過程中發生的抱管現象這種施工方法與傳統施工工藝對比，在工期、費用及安全方面優勢較大。

依據現場實際條件及業主的要求，不得破壞頂管上部地面的附屬設施及構筑物，工期不得超過15d，所發生的費用由施工單位自行承擔[1～3]。針對上述情況，如何完成剩余管道的頂進工作并順利地取出鉆機且不對地面構筑物造成破壞成為研究的重點。

圖1 頂管施工圖

2 設計思路

采用反方向頂進配合使用大直徑套管，完成頂管工作的管道貫通且鉆機能夠從工作井中取出，不對地面構筑物造成破壞且經濟安全。

利用河道的高程和位置優勢，制作反方向頂進工作井。由于鉆機外徑（φ1260mm）大于設計管道外徑，使用原設計管道無法對接和取出機頭，故需采用大于鉆機外徑的套管進行反方向頂進施工。管道反方向對接完成后，將鉆機從套管中拖到工作井內后吊車吊出。

3 關鍵設計

3.1 工作井的設計

在河道底部開挖制作反方向頂進工作井，具體設計如圖2所示。

圖2 工作井平面布置圖

3.2 鋼套管的設計

為保證鉆機能夠從埋設部位取出，并保證原管道的設計使用性能，制作鋼套管，作為提取鉆機時的臨時支撐防護使用。該鋼套管采用15mm 厚Q235 鋼板通過卷板機制作而成，對口處采用打坡口滿焊。為保證鋼套管尾部與預制混凝土管道的有效結合頂進，在距離套管尾部200mm 處焊接支撐擋板。為防止在頂進過程中出現流沙層對施工人員造成安全隱患，采用在鋼管頭頂部增加防護帽檐的做法，來進行流沙防護[4，5]。鋼套管的具體設計如圖3 和圖4 所示。

圖3 鋼套管制作圖

圖4 擋板制作圖

3.3 管道對接設計

頂進方向前端采用長6000mm、內徑2000mm、壁厚15mm的螺旋鋼管，后續采用內徑1600mm 的Ⅲ級混凝土預制管接續頂進，由人工掘進打通未完成管路，將埋設的鉆機從工作井取出。鉆機取出后，預制混凝土管繼續頂進，直至與原內徑1000mm 的混凝土管道相交500mm 后停止，內徑1600mm 與內徑1000mm 的混凝土預制管道間的空隙，采用C30 混凝土澆筑密實[6，7]。具體做法如圖5 和圖6 所示。

圖6 機頭撤出后的管道頂進平面圖

4 目的驗證

經現場實施驗證，該施工方法達到預期各項目標：（1）工期方面：工作井和鋼套管的制作施工工期7d，反方向頂進施工工期6d，拆除頂進設施、回填工作井施工工期1d，共計耗費工期14d，滿足業主工期要求；（2）經濟方面：比在鉆機位置做沉井的施工工藝節約費用13.2 萬元；（3）周圍環境影響方面：對地面構筑物無任何破壞，達到業主要求。