污水管道顶管施工技术

胡响阳

(杭州裕亚市政工程有限公司，312000)

中图分类号：TU99文献标识码：A文章编号：1673-0992（2011）07-191-01

摘要：顶管施工技术近年来在我国发展迅猛，市政工程中采用顶管施工可以将作业面移入地下，从而避免对地面交通的影响。本文将结合具体的工程实践，谈谈顶管技术在市政污水管道施工中的实际应用。

关键词：顶管法；市政工程；污水管道；施工

本工程为某污水主干管工程中的第一标段(顶管施工)，工程地址位于城市主干道，交通流量较大，工程内容包括：顶管排水管道、工作井、接收井等内容，污水主管采用钢筋混凝土管，管径d6OO-d2OOO。管道全长2270米，Wl6-W16—2及W21-W21-2段d6OO污水管道采用大开挖施工方法，其余采用顶管施工。顶管施工技术具备不开挖路面、交通不断行、管道埋深范围大、对周边环境影响小等独特优点，在一定程度上解决了管道埋设施工中对道路交通的堵塞和城市建筑物的破坏等难题，在稳定土层和环境保护方面凸显优势。对交通繁忙、人口密集、地面建筑物众多、地下管线复杂的城市创造一个洁净、舒适的环境是非常重要的，市政工程建设中有着非常广泛的应用前景。

一、顶管的技术特点

这种技术具有许多优势，但如今我们所了解的仅是其中的一小部分，其潜力是无法预测的，设备的施工能力和应用在不断发展。顶管技术在经济、生态和环境上又有许多优点，但仍有许多待人们认识，这正是为什么必须使用顶管方法来进行地下管线施工的原因。

与其它技术相比，顶管技术起步较晚。但是值得注意的是在最近20多年中，顶管施工技术无论在理论上，还是在施工工艺方面，都有了突飞猛进的发展。

二、顶管施工的优点及其基本施工原理

（一）项管施工的优点。

众所周知：顶管施工广泛的应用于应用于雨水和污水管道的非开挖敷设，顶管法是使用得最早的一种非开挖施工方法.它起源于美国。顶管施工方法在市政管道中的应用最为广泛。顶管法施工的优点，除了控制精度高之外，采用顶管法施工还具有以下几个优点：

(1)可以在很深的地下铺设管道；(2)对交通的干扰小，无需隔断交通；(3)可以穿越障碍物；(4)施工噪音和振动都很小；(5)对施工区域周围的影响很小；(6)能够安全地穿越公路、铁路；(7)在城区内施工如果地下水不十分丰富，以及管道埋深较浅的情况下经济性更好。

（二）顶管施工的基本原理。

全部设备经过检查并经过试运转，前7节管用拉杆连接，以防止管节漂移。工具管要严格调零，将工具管调整成一条直线，此时仪表所反映的角度应为零，调零后将纠偏油缸锁住。防止工具管出洞后下跌，工具管出洞后，由于支撑面较小，工具管容易出现下跌，为此需在工具管下的井壁上加设支撑，同时工具管与第一节管之间连接，加强整体性。在顶进时，封门拆除后将工具管立即切入土层。注意测量和纠偏。开始顶进5m～10m范围内，施工偏差超过允许偏差时，应采取措施立即纠正。工具管进入土层后的管端处理还应注意：在进入接收井的工具管和管端应设枕垫；管道两端露在工作井中的长度不得小于0.5m。由于本次顶管施工采用挤压式所以在施工中还需注意：1)每次顶进的长度应根据车斗的容积、起吊能力和地面运输条件综合确定。2)工具管开始顶进和接近顶完时，应采用手工挖土缓慢顶进。3)顶进时，应防止工具管转动。4)临时停止顶进时，应将喇叭口全部切入土层。管节入土后，管节相邻接口处安装内胀圈时，应使管节接口位于内胀圈的中部，并将内胀圈与管道之间的缝隙用木楔塞紧。顶管结束后，管节接口的内侧间隙将按设计要求处理。

三、顶管施工技术

（一）穿墙前注浆止水处理。

顶管工作井穿墙洞口前方应采用压浆止水处理，注浆材料用水泥、石灰、粘土搅拌成浆液，并与自然土混合。为保证工具头顺利成功出洞，洞口搅拌范围应保证在4×4m处。浆液配合比为石灰：水泥：粘土=2：1：3，使注人的浆液与自然土固结后能让工具头顺利穿墙同时能起挡土和止水的作用(注入浆液量不得超过自然土的17％)。

（二）顶管顶进。

完成灌浆并达到止水强度后，可进行人工凿除穿墙位置的混凝士，并将工具管吊下工作坑，然后安装好工具管。准备工作就绪后，吹除最前端的挡土钢板，清除硬块，顶进工具头到穿墙管内，使工具头与第一节钢管采用刚性联结。在此过程中，应在工具头最前端压满泥浆.避免工具头的“磕头”现象。特别要注意防止路面塌方，因此应根据出土情况确定顶进速度。顶进中要求边压触变泥浆边顶进，要坚持不压浆不顶进的原则顶进。同时须严格按设计线路顶进，可利用削土刀盘上可伸缩的超提刀，结合千斤顶编组进行纠偏。经常对顶进轴线进行测量，检查顶进轴线是否和设计轴线相吻合。在顶进一节砼管后，应回缩千斤顶，并拆开水、电、气、泥浆管路，再吊人下一节管段。调直对中，安装好管材的接头止水材料，然后依次进行接通各管线，开动油泵顶进管节行程，回缩千斤顶，测量、加顶铁等操作。最后重复顶进至一节砼管后，再重复上述流程。

（三）顶管出洞。

顶管出洞即顶管机和第一节管子从工作井中破出洞口封门进入土中。顶管机进、出洞处以及后靠土体加固，需对后靠土体及进、出洞区域士体进行高压旋喷桩加固，从而确保顶管机出洞的绝对安全。同时须在工作井安装洞口止水装置，防止顶管机进、出预留洞导致泥水流失，并保证在顶进过程中压注的触变泥浆不流失。

（四）顶管纠偏。

纠偏操作必须在顶进中进行。纠偏时采用小角度逐渐纠偏，要坚持勤测、微调、微动的原则。每次纠偏一般情况不大于0.5o，切记不要猛纠、硬调。纠偏前，要根据工具管本身已存在的斜率和轨迹，综合分析，确定校正方向及纠偏千斤顶的伸缩量。纠正工具管旋转时，宜采用挖土方法进行调整或采用改变切入削刀盘的转动方向或在管内相对于机头旋转的反向增加配重。管道停止顶进时，应采取措施防止管前塌方。

（五）触变泥浆系统。

顶进过程中，需要经常进行压触变泥浆工作，以减少顶进的阻力，触变泥浆系统由拌浆、注浆和管道三部分组成。拌浆是把注浆材料兑水以后再搅拌成所需的浆液(造浆后应静置24小时后方可使用)。注浆是通过注浆泵进行的，根据压力表和流量表，它可以控制注浆的压力(压力控制在水深的1.1～1.2倍)和注浆量。管道分总管和支管，总管安装在管道内一例，支管则把总管内压送过来的浆液输送到每个注浆孔上去。注浆孔布置为：工具头后3节管各设一道，之后每间距5m设一道补浆孔(间隔2节砼管)。注浆流程：造浆静置→注浆→顶管推进(注浆)→顶管停顶→停止注浆。

（六）其他附属施工方法。

顶管工作面排水由工作面流向工作井集水坑，再用泵排出地面。项管内面无人，如果需要进去维修设备等，进管之前需要通风，采用压入强制性通风措施，用风机通过1.5英寸铁管向项管工具头压风。施工用电主干线采用380V三相五线制，接通地面、工作井、管道内、工具头、管道照明采用12—24V低压电源供电。

四、结语

顶管施工在市政工程中，特别是深覆土大管径的管道工程和交通繁忙的城市主干道改造工程中尤显重要。顶管工艺的施工从技术上讲是完全可行的，相对于开槽埋管从社会效益与经济效益上来讲更具有优越性。因此，对于顶管施工技术进行深入研究，探求解决相关技术问题是必要的且具有重要的实际意义。

参考文献：

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[2]何耀涛.市政工程中顶管施工技术要点.中国市政工程[M3，2008(12).

[3]霍国友，谢力.顶管技术在市政排污管道施工中的实践经验[J].中国给水排水，2009，(06).