農村安全飲水工程配水管網施工技術淺析

王興才

（甘肅水利機械化工程有限責任公司，甘肅蘭州730000）

頂管施工技術是21世紀新發展起來的一種比較高效和便捷的管道施工的方法。這種施工工藝的優點為減少開挖地面對公路、鐵道以及地下和地上建筑物的破壞。作為一種高效的施工工藝，在工程項目中得到快速推廣，同時該施工方法在農村安全飲水工程項目中也被廣泛應用。

1 工程概況

本工程為寧東二期農村安全飲水工程配水管網工程，包括A2—臨河、臨河—煤化工聯通管道安裝工程。其中，臨河—煤化工聯通管道輸水管線穿越高速公路與輔道，穿越距離約170 m，為保證路面完好，依據實際地質和公路段情況，此段設計采用DN1 600三級鋼筋混凝土頂管。

由甲方提供地質勘查報告可知，作業面土質均為硬質泥巖，為了不影響工程的正常運行，保證工期和路面的完好無損，依據當地的地質情況和甲方提供的公路段，采用在公路的一邊采用機械挖土，人工掘進頂進鋼筋混凝土DN1600套管的方法進行施工。

2 頂管施工工藝

2.1 基本工作原理

頂管的工作原理是利用中繼室的推力，再通過人工開挖，將工具管或掘進機后面的管道按設計路線埋在兩口井之間，實現地下不開挖而可以布設施工管道的施工方法。

2.2 工藝流程

測量放樣→工作坑開挖→混凝土后座墻→安裝導軌→主頂設備安裝→頂進→檢測控制。

2.3 測量放樣

依據甲方所移交的施工要求及公路兩側的控制點，在工作坑前后定立中線及高程控制樁，使前后2個木樁通視，然后依據中線控制樁定出工作坑的開挖邊界，同時根據施工需要，設2～3個水準控制點，并加以保護。

2.4 工作坑的開挖

項目工程中的工作坑大致可分為圓形和矩形，其中在農村安全飲水工程應用中最常見的是矩形工作坑，故本工程選擇矩形工作坑。

2.4.1 工作坑尺寸 工作坑的底部尺寸應滿足下列公式要求：

式中，B為工作坑的底寬，m；D1為管道外徑，m；S為操作寬度，可取2.4～3.2 m；L為工作坑的底部長度，m；L1為頂管掘進機長度，采用第一節管作為掘進機時，對于鋼筋混凝土管，不宜小于0.3 m；L2為管節長度，m；L3為輸土工作間長度，m；L4為千金頂長度，m；L5為后座墻厚度，m。

根據以上公式，本工程工作坑底部尺寸確定為B=5 m，L=7 m。

2.4.2 工作坑開挖 工作坑開挖采用液壓挖掘機配合人工開挖并修整邊坡，挖出的土方，必須采用自卸車外運，不允許在基坑周圍堆載。特別當采用人工修挖坑底時，開挖剩余深度保持在20～30 cm，以保證坑底擾動小且平整，必要時依據地質情況做好坑壁坡度的臨時支護，保證工作坑內的安全施工。

2.4.3 后座墻 后座墻亦可稱為后座、后背墻等，該結構可以緩沖千斤頂的壓力，并為千斤頂提供反作用力。其結構形式一般分為整體式和裝配式2類，在本工程施工中，選用80 cm現澆C30鋼筋混凝土整體式后座墻，保證了后座墻的穩定性，且滿足工程強度和剛度的要求，能夠承受主頂工作站千斤頂的最大反作用力而不致破壞。為避免偏心受力的產生和工程質量及安全事故，應將后坐墻表面修建平直，其強度達到80%以上時才可以進行頂進施工。

2.5 主頂設備的安裝

2.5.1 千斤頂 千斤頂是掘進頂管的主要設備，安裝于頂管工作坑內，用于向土中頂進管道，本工程屬于長距離頂管，根據相關資料，本工程項目可以采用500 t液壓型千斤頂。

2.5.2 千斤頂高程、平面位置的確定 千斤頂在地下工作坑內的具體布置形式可用并列或對稱的方式布置，采用頂力合力與管壁反力在同一軸線上的方法，可以在工程中避免頂管偏差。

2.5.3 注意事項 千斤頂的使用壓力和最大行程應嚴格按照其設計標準使用，且不得超過工作壓力和油缸行程規定額度。

2.6 頂鐵的安裝

2.6.1 安裝 安裝頂鐵應無歪斜、扭曲現象，必須安裝直順，頂鐵軸線應與管道軸線平行、對稱。

2.6.2 數量 當加放頂鐵時，頂鐵長度可適度延長，這樣可以減少頂鐵的數量。

2.6.3 注意事項 工程施工時，當千斤頂在頂進管道中心時，不得站在頂鐵的頂部或者側面，而且要隨時注意頂鐵的任何變形，防止頂鐵坍塌造成事故。

2.7 注漿減阻

注漿減阻是頂管中非常重要的一個環節，尤其在本工程170 m的長距離頂管中，是頂管貫通與否的一個關鍵性因素。長距離的頂管施工技術必須有相應的保障以及防護安全措施，還要通過注漿技術來減小工程施工管道與土壤之間的摩擦阻力，才能保證完成長距離頂管施工。相關實驗數據顯示，注漿技術大大增強了潤滑減阻的能力。

由于本頂管長170 m，為了減小頂力，在頂進作業完成70 m時，采用泥水注漿工藝，工具管后跟30節管帶注漿孔管節，每2節管設1個帶注漿孔管節。注漿材料為膨潤土、食用堿和纖維素，用60 kg/m2膨潤土、20 kg/m2食用堿、20 kg/m2纖維素和一定比例水進行混合配置。

2.8 頂管的接收

為了完成頂管項目的接收，在基坑開挖完成后，對頂部管道和管道兩側的土體進行加固，改善土體的抗剪強度，防止坍塌。

3 結束語

農村安全飲水工程配水管網施工過程中DN1 600鋼筋混凝土管一次頂進距離170 m，采用注漿減阻工藝，沒有啟動中繼間接力頂進，貫通時軸線最大偏差＜5 cm，貫通誤差為右偏3 cm，上偏2 cm，本次頂管施工取得圓滿成功。