成都興隆湖環湖道路工程污水管頂管施工技術

張建剛

（中國電力建設集團有限公司西南指揮部，四川 成都 610000）

1 工程概況

成都天府新區興隆湖是一項綜合性的融合了集水源、泄洪道及湖區景觀為一體的生態治理項目，該項目的主要任務是根據蘆溪河泄洪道，將河流與湖泊進行分離，并結合實際的地形建設高灘濕地與生態湖泊工程，最大限度的提升天府新區的防洪等級，避免下游出現洪澇風險，以此來保證湖區的水源和水質，建立高標準的“藍色”生態湖泊。

興隆湖的位置是在成都市天府新區的興隆鎮，距離成都市中心37km，湖區面積為4650 畝，西邊面臨的是天府大道，東邊面臨的是紅星路，地理環境優越，湖區外側設有環湖道路，全長8.4km，共24 個交叉口，路幅寬度25 米，設計標準為城市次干路。本文提到的污水管位于道路遠離湖一側距路緣石1.2 米，污水分兩段分別排入下游規劃道路污水系統和規劃污水提升泵站，污水經泵站提升至環湖路污水管網，最終進入污水處理廠。

因環湖路K1+223.5 樁號處有南北向橫穿D720 天然氣管線穿過，與設計污水管Ws37-Ws39 及Ws39 支管交叉。由于施工時段天燃氣管道不能遷改，為滿足環湖路排水管網工程的工期目標，經測量，污水管與天然氣管交叉處，天然氣管底高于污水管頂4 米左右，影響范圍140m 左右,為了保證進行該段污水管施工時不對天然氣管道造成影響，根據地質勘查報告得知，Ws37-Ws39 及Ws39 支管地質主要為巖石，滿足頂管開挖施工條件，因此將Ws37-Ws39 及Ws39 支管采用液壓頂管施工工藝。

2 頂管施工

2.1 施工準備

施工前需要做好施工現場、技術以及機具的準備工作。比如施工現場需要做好現場的規劃以及設備設施的搭建，組織好施工人員的進場等工作。技術上需要認真學習研究設計圖紙，理解掌握設計圖詳細內容，編寫實施性施工組織設計；編寫技術、質量、安全等交底材料，在施工前進行書面交底把責任落實到個人；準備所有技術資料表格、通用圖集，進行施工測量等工作。機具的準備需要根據具體情況采用人工和機械化施工，并結合施工現場情況及施工進度計劃，合理運用機構，及時組織施工機械進場[1]。用于工程施工的一切施工機械，必須類型齊備、配套完整、并能滿足施工質量和進度要求。

2.2 具體施工方案

2.2.1 頂管方案的概述

根據設計要求，需采用非開挖頂管的施工工藝將該天然氣管線避讓，為了能充分的避讓該天然氣線路，經現場測量人員的實測結果，天然氣管底高于污水管頂4 米左右，影響范圍140m 左右；充分的保障了污水管在不影響原天然氣管的情況下的原定路線。

結合液壓頂管施工工藝：本工程環湖路污水管頂管部分管道設計鋪設Φ900 Ⅲ級鋼筋混凝土平口管，分為兩段施工，合計施工長度約為140 米，穿越深度約為8.0 米，需要開挖3 個工作坑，一個主頂坑，兩個輔坑，每隔50 米設置一個工作坑（結合現場情況調整工作坑的位置）。

2.2.2 工作坑的施工

根據頂管段就近污水管道已開挖的溝槽得知，環湖路該頂管段土層厚度約2 米，其余均為頁巖，需開挖3 個工作坑，其內部凈空規格4.5m×4.0m×8.0m。然而基坑的開挖則需要采用人工與機械相結合的方式開挖，土石方裝20t 自卸汽車運至棄渣場棄倒，同時邊開挖邊使用挖掘機料斗將四壁有垮塌隱患的地段進行清理并將四壁夯實，一段開挖完成立即采用10*15cm 方木和2cm 厚復合木模進行支護。施工要嚴格遵循“分層挖掘，禁止超挖”的規則。完成工作坑的開挖后，還需要制作基坑，坑壁采用現澆100mm 厚C20鋼筋混凝土。內設雙層雙向鋼筋網，接頭采用焊接，滿足鋼筋制作安裝規范要求。選用等級較高的抗滲混凝土，保證抗滲等級達到S4，以便能保證達到能抵0.6MPa 的靜水壓力，通過調整水灰比、加入適量的添加劑等措施，提高襯砌混凝土的抗滲性，既滿足了強度要求，又增加了防水性能，最終為井內的長期使用奠定基礎。在工作坑坡頂外1m 處設置3mm 厚Φ48mm，高1.5m 鋼管架進行維護，在施工危險區設置明顯的施工安全警示標志牌以及安全標識警示燈，確保過往行人及車輛安全。工作坑靠背墻根據頂力計算公式進行計算，采用整體式靠背墻，還要確保靠背墻的整體強度在一定的頂進力作用下不受到破壞，結構尺寸為寬度2.0m，高度2.0m，厚度1.0m，混凝土強度同護壁墻，內置φ16@200×200 三層鋼筋網，與護壁墻一起澆筑。靠背墻完成后加墊40 號工字鋼，設在千斤頂作用點的位置來分散頂管的推力，以確保滿足頂管的最大頂力。最后還要做好工作坑的防墜落以及降排水措施。

2.2.3 頂管的施工

本工程采用液壓頂管施工工藝（如圖1 所示）。施工的原理很簡單就是在頂進管道的兩端位置按照圖紙設置一個工作坑和一個接收坑，工作坑內要按照實際的需求設置堅實的后座，吊油壓千斤頂和頂進混凝土管接好照明、油管等管線，通過采用水鉆設備取土成孔，然后用油壓千斤頂將混凝土管慢慢頂進。在頂進環節還需要借助激光經緯儀測量頂管的方向，邊頂進邊排土邊調整，一直到混凝土管頂至接收井內完成施工。

圖1 頂管施工示意圖

導軌的安裝與工作坑內設備制作安裝是頂管施工中必不可少的工作，因為頂進的質量容易受到安裝的影響，所以導軌材料選用18kg/m 的輕型鋼軌。導軌基底要求平整，滿足設計要求，頂進過程中導軌不能產生位置改變；導軌材料必須順直，鋪設牢固；導軌鋪設必須嚴格控制內距、中心線與高程，其縱求與管道縱坡一致。另外，工作坑內設備制作安裝比如頂推設備安裝、油泵安裝、頂鐵的安裝等也要遵循安裝原則。頂管土石方的開挖，需要注意的是：（1）頁巖采用空壓機帶動風鎬破碎開挖；（2）在一般頂管地段，如土質良好，可超挖管端300～500mm，在管周上面允許超挖15mm，下面135 度范圍內，不得超挖；（3）出土采用推車推出洞口,再用起吊設備提升基坑裝車棄運至棄渣場，保證施工的質量。

2.3 質量控制與環境保護措施

為了保證頂管施工質量還需要做好施工前的準備工作，對施工組織設計以及施工方案進行不斷的優化改進。圖紙的會審、技術的應用及相關的培訓工作要認真完成[2]。各級作業人員要掌握施工工序、施工方法、注意事項，了解質量正確選擇和合理調配施工機械設備，加強日常的維修與保養工作，確保機械設備的正常運行。為了保證項目質量還應該嚴格遵守施工工藝（或施工程序）。構建完善的質量反饋系統和各種完善的制度措施，積極推行全面質量管理，大力開展QC 小組活動，提高全員素質，以全員主動創優和工作質量來保證施工質量，重點抓好場外工程進度和各項性能指標。堅持工程質量崗位責任制，嚴格執行器材和設備的開箱檢查制度，不合格產品不準使用和安裝，發現問題及時處理，做好處理記錄。

為了降低施工對周圍生態環境帶來的污染，還需要加強現場防揚塵的措施；提前做好施工道路的規劃和設置；臨時施工道路面鋪砼并隨時灑水減少道路揚塵；施工中使用的水泥、粉煤灰等散體材料要存放在庫內，對于露天存放的材料要使用嚴密苫蓋進行覆蓋，運輸和卸運時避免出現沙土飛揚；施工場地要有專門存放油漆、油料的倉庫，油庫內嚴禁放置其它物資，庫房地面、墻面做好防滲漏處理，找專業進行管理，防止油料污染水體等，以上是加強環境保護的措施。

3 頂管施工常見問題的防治

3.1 常見的問題

在頂管施工過程中經常會出現：（1）設計與實際不符，例如管道軸線與設計軸線經常會出現偏差過大，導致管道發生過度彎曲，最終使管節受到損壞，接口出現滲漏；（2）一般完成頂管施工后，或者在實際的施工環節管道軸線兩側會出現地面沉降或隆起現象，嚴重影響管道周圍的道路交通，還可能會引發交通事故；（3）頂進過程中壓力表指針突然增大；（4）管道接口滲水、漏水等問題，為了保障施工質量，降低施工風險還需要對這些問題及時的做出處理和防治措施[3]。

3.2 防治措施

針對上述問題，提出了以下防治措施：（1）頂管施工前應該進行實地考察，對地質、地形等情況進行詳細的勘察，并做好記錄，及時的進行指導糾偏；（2）嚴格控制頂管軸線的偏差大小，執行勤測量、勤糾偏、小量糾的操作方法；為防止出現沉降等問題可以使用潤滑支承介質填充管道外圍環形空隙，還可以用水泥或粉煤灰等材料置換潤滑泥漿；（3）根據地質條件的不同調配適合地質的泥漿，應用同步注漿法，及時足量的沿線補漿，經常檢查膨潤土質量，特別是不得含砂，加強頂進前的檢修和保養工作；（4）嚴格遵循管節和接口密封材料的檢驗制度，禁止采用不合格產品，下管時保護好管口，可以在鋼絲繩與管口之間加入定量的橡膠墊[4]。

4 結論

成都天府新區興隆湖環湖道路工程污水管液壓頂管施工技術的成功應用既保證了天然氣管道不受影響，解決了施工中的各種難題，又實現了工期目標，同時質量也得到保證，施工過程安全可靠，低碳環保。本工程污水管道施工采用的液壓頂管施工工藝得到相關方和相關技術專家認可，為整個興隆湖環湖路以及湖區工程按期完成奠定了基礎，為整個工程如期履約驗收交工提供了有力保障。