微型頂管在城市排水中的應用解析

李 巖

（上海宏波工程咨詢管理有限公司，上海市 201707）

1 項目概況

某城市排水工程位于上海市閔行區，為城市老舊小區排水改造工程，工程共計涉及7 個居民小區，工程施工內容包括建筑物立管及出戶管改造、雨污水管翻建改造、檢查井及道路、綠化修復等附屬工程。工程中新排一段污水管道總長500 m 左右，管道需橫穿一個交通繁忙的十字路口，管道周邊有停車場、門市店鋪、菜市場等，地下還存在給水、雨水、燃氣、電力等多條管線，若采用傳統明挖施工法施工，會影響周邊道路交通，并且地下管線搬遷難度極大。根據現場周圍環境特點，為保證工程順利實施，減少對周邊環境的影響，減少施工阻礙，工程采用微型頂管施工工藝，該工藝具有頂進速度快、對土體擾動小、占地面積少等優點，能夠在不開挖路面、不搬遷地下管線的基礎上，解決上述難題。

本工程微頂管設計要求：微型頂管施工管材采用樹脂混凝土管，管徑為DN300；頂管工作井（PCLW-4）、接收井（PCLW-5）深度8 m，鋼筒井型號為?2090×20×7000，壁厚為20 mm；采用C35 水下混凝土封底，混凝土厚度為混凝土厚度為1.0 m；工程工作井及接收井施工采用搖管機操作。

2 微頂管施工方法

微型頂管采用二次工法施工，應用范疇通常是DN300～DN600 mm 的鋼筋混凝土管，該類施工在德國、日本發展成熟，近年來被引入至國內建筑施工領域中。微頂管施工流程：現場勘測→工作坑制作→安裝加固后靠背→架設機臺→安裝激光經緯儀→頂進先導管→頂進黑管→安裝簡易機頭→管道頂進→拆除管路。

2.1 現場勘探

根據建設單位提供的物探資料，施工前對照地下管線現況采取超聲波結合物探的方法進行實地摸排，核實地下管線種類、位置、高程等。

2.2 工作井和接收井的施工

（1）施工工藝流程

工作井（接收井）施工工藝流程：工作坑放樣→搖管機安裝→鋼筒焊接沉設→開挖封底→安裝臨邊防護。

（2）第一節鋼筒底部需切割成鋸齒狀，齒深為10 cm，減少施工過程中的阻礙有利于鋼筒下沉。

（3）搖管過程中，每30 cm 需檢查鋼筒的水平及垂直度，發現偏差及時調整，保證工作井的質量，為后續施工提供支撐。

（4）搖管機將鋼筒安裝至設計標高后，采用C35水下混凝土封底，底板厚度為100 cm。

（5）根據設計標高，并保證工作井及接收井的穩定性，鋼筒底端嵌入土層不少于100 cm。

（6）在出入土洞口安裝鏡面框，鏡面框由兩塊鋼圈及橡膠圈組成，膠圈中心與管道同心，減少了水體流失量、確保施工安全。

（7）為了監控工作坑施工對周圍土體的影響范圍，在工作坑周邊布置豎向位移、水平位移監測點。

（8）安裝臨時圍護，防止墜落事故發生。

2.3 架設機臺及后靠背加固

按照施工圖紙，放出管道中心軸線，在鋼筒軸線兩端做好標記，按照設計要求，使用鉛錘法將底座鋼槽安裝好。槽鋼底同地板之間預留50 cm 的距離，作為泥沙和地下水的儲存容器。完成底座槽鋼之后，根據管道軸線對底板和推進臺進行安裝。

2.4 頂進先導管及擴孔管

擴孔管頂進接收井后，安裝擠擴頭，將擠擴頭緩慢推進洞內，在機頭完全進入洞內之后，安裝機頭所用的高壓水管。

2.5 安裝擠擴頭及管道頂進

在推進過程中，接收井內部需要將擴孔管拆除。在頂進管道施工完成之后，管頭的兩端會有部分懸空，需要使用木方或者磚塊支撐，避免磕頭情況的出現。

2.6 拆除管路

在推進過程中，接收井內部需要將擴孔管拆除。在頂進管道施工完成之后，管頭的兩端會有部分懸空，需要使用木方或者磚塊支撐，避免磕頭情況的出現。

2.7 微頂管施工技術措施

（1）微型頂管施工時，鋼筒井壁開孔后，采用加裝鏡面框，起到止水止泥的作用。

（2）導向施工時，鋼筒井壁開孔尺寸為12 cm，推進黑管施工時，開孔尺寸為23 cm，推進樹脂混凝土管時。

（3）頂管頂進過程中，安裝液壓油管及高壓水管。頂進一米接收坑拆除出土外管，依次循環完成整個頂管施工過程。

（4）工程完成后，管頭的兩端會有部分懸空，需要使用木方或者磚塊支撐，避免管道端部下垂。

2.8 施工監測

（1）各監測項目在施工前應測定穩定初始值。

（2）基坑支護變形、地表及路面開裂與下沉為監測的重點。

（3）監測數據及時上報，綜合分析成果，對施工進行評價、指導施工，保證安全施工。

（4）土堤地面沉降量小于或等于30 mm；公路地面沉降量小于或等于20 mm；施工過程中每天進行監測。

3 微型頂管工程施工質量控制要點

3.1 事前控制

（1）現場調查及復核。復核建設單位提供的有關地勘資料。影響范圍管線開工前與權屬單位進行現場交底和校對復核，開工前辦理好地下管線監護交底卡。

（2）審核微頂管專項施工方案，根據要求督促施工單位對此方案組織專家論證，根據論證意見完善該專項施工方案并重新報審。

（3）原材料進場控制，審查確認原材料供應商資質，原材料進場時質保資料，供貨單應齊全，外觀質量經檢查合格后再進行見證取樣，及時送檢，檢測合格后方可投入使用。

（4）測量控制點放樣和復核檢查應符合相關要求。

（5）進場機械設備報審。重點審查施工機具儀表的檢測校定證書和自檢證明，擬進場設備及操作人員是否滿足施工作業要求等。

（6）監督施工單位施工作業前完成質量和安全技術交底，明確施工中主要質量、安全控制點設置。

（7）在工作井、接收井周圍圍擋封閉，安裝警示燈，對過往行人及車輛給與警示，嚴禁破壞路面及其他構筑物。開工前施工條件驗收，符合開工條件后簽發開工令。

3.2 事中控制

（1）按照要求針對施工單位的軸線與標高進行復核。

（2）工作坑開挖、圍護：工作坑開挖時，要求嚴格按照經專家論證通過的專項施工方案進行開挖施工，做好基坑排水和圍護結構。工作井頂面周邊須設置防護欄桿，欄桿高度不低于1.2 m，欄桿底部設踢腳擋板,高度不低于20 cm，防止碎石塊和其他零星物件滑落工作井內，地面人員嚴禁往工作井內拋物。進出工作井應設置上下扶梯，并設防護欄桿，防止人員墜落事故發生。

（3）頂管施工前的檢查

a.各設備試運轉正常，未發生異常情況；

b.頂管設備按施工方案配置狀態是否良好；

c.工具管在導軌上的中心線、坡度和高程應符合設計要求；

d.開啟封門的措施，防止流動性土或地下水由洞口進入工作坑的措施。

3.3 事后控制

（1）微頂管施工質量驗收標準嚴格按照現行國家標準對各個工序嚴格檢查驗收，質量查驗內容及要求見表1。

表1 質量查驗內容及要求

（2）管道頂進結束后，應督促承包商進行頂進觸變泥漿的置換。

（3）及時進行CCYV 檢測，查看管道內接口與管壁情況是否完好，符合設計及規范要求。

（4）及時進行閉水試驗，檢測管道的密封程度能否符合滲透允許值指標。

（5）及時組織單位工程驗收。

4 微型頂管施工工藝特點

（1）施工占用場地小、工作井施工簡單。工作井相比常規工作井結構施工占地小，工作井結構形式靈活。微頂管工作井可布置為圓形，直徑2～3 m 的工作井,其總體施工占地面積約為40 m2，相比常規頂管施工區域減少占地一半以上，相比傳統開槽埋管等施工工藝，城市道路占用明顯減小。

（2）施工速度快,施工精度高。正常工況施工條件下，每臺班鋼套筒下沉速度在8-10 m/d，每臺班頂進速度在20～30 m/d。施工速度較快，相比與常規工作井較大程度縮短了施工期和相關養護期。

（3）施工污染小、噪聲小。施工過程中減少大型機械作業、污染小、噪聲小、利于環保。

（4）施工建安造價低。搖管鋼套筒工作井結構相比常規工作井樁基圍護結構建安造價大大減少，同時鋼套筒可以在工程結束后拔出，達到重復利用價值，建安造價低。

（5）微型頂管施工過程中需著重防范地下管線、高處墜落、起重傷害等安全隱患，建立風險防范措施，以保證工程順利實施。

5 結語

微型頂管適用管徑為DN300-DN600 mm，管材為鋼筋混凝土管、樹脂混凝土管,長度1m/根；微型頂管頂距不宜超過60 m，最佳頂距為45 m 以內，適用土層為粘土層及砂層。通過微型頂管工藝介紹，其表現出施工快速、精準度高、噪聲低、對道路交通影響較小的特點，可為類似工程施工提供借鑒。