顶管法在污水管网中的应用技术研究

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　　摘 要 顶管法作为污水管网工程中的重要施工方法，能够在不影响道路正常秩序以及周边环境污染的情况下施工，满足了现代化施工工艺要求，在城市底线管网、地下人行道、穿越铁路公路和河流的通道等地下工程中得到了广泛的应用。本文笔者在分析顶管法施工技术理论的基础上，结合自身参与项目实例，分析了该污水管网工程中顶管法施工的部署和技术要点，为今后遇到类似的工程提供参考。
　　关键词 污水网管;顶管施工;技术要点;施工难点
　　引言
　　顶管法施工技术是暗挖施工方法的一种常见形式，在城市市政管道的建设中得到了广泛的应用。顶管法施工是借助于主顶油缸及中继间等的顶推力，把掘进机从工作井内穿过土层一直推到接收井内吊起。与此同时，也就把紧随掘进机后的管道埋设在工作井与接收井之间，这是一种采用非开挖方式铺设地下管线的施工方法。顶管法施工技术作为一种非开挖铺管方式，在城市地下空间施工中得到了广泛的应用。下面主要通过对顶管工程项目的研究，分析顶管法施工中的关键性技术要点，提出应用顶管法施工改进方向。
　　1 顶管施工技术特点和优势
　　顶管施工技术能够大幅度地缩短管道工程铺设周期，受外界环境因素影响较小，而且产生的噪音小、粉尘少，干扰破坏城区交通条件与环境的情况相对较轻，是高效率、无污染的一项施工技术。顶管施工技术优点主要有以下几方面：施工面由线变为点，占地面积很小;施工影响不到地面的活动，干扰交通非常小;震动与噪音都很小，居民生活环境受到的干扰很小;对于已有的管线和构筑物的使用不造成任何影响;能够敷设管道在较深的水下和地下，能够安全在河流、建筑物、铁路以及公路下穿越，使得沿线拆迁量降低，从而使工程造价减少[1]。
　　2 顶管施工工艺
　　顶管法施工工艺主要是指从机械施工设备进入施工场地到顶进作业完全结束的整个施工过程。管道顶进的过程可分为以下几个阶段：工作井的制作，顶进设备的安装及工具管或掘进机的就位，工具管顶出始发工作井洞口，后续管节顶进，工具管或掘进机进入接受井洞口，管道全线贯通，施工结束[2]。
　　3 顶管施工技术要点
　　对于顶管施工技术要点的分析这里结合笔者参与的一个具体的工程案例来进行分析。
　　3.1 工程概况
　　某工程为佛山一个污水处理厂，整个工程需要铺设大量的混凝土管，管道直径800mm，管道铺设过程中会经过铁路线，需要斜向穿越8m左右，部分地段由于埋深较大及沿线避让现状道路综合管网，故设计管线埋深较大，如采用开槽方法施工挖方量大，且场地周边无放坡条件，因此采用顶管施工。
　　3.2 顶管顶进和安装
　　顶进施工之前，需要严格地按照施工设计要求检查坡度和质量标准，实现按照设计要求计算好每一节顶管的标高、位置，做好充分的准备工作。施工过程中，重点关注第一节管 道的顶进作业，使用主顶千斤顶控制好顶管的安装方位，同时要适当地放慢主顶推进速度，并且要始终调节机头进行位置纠正和油缸编组。所有顶管必须按照设计线路进行安装，顶进过程可以使用能够伸缩的超提刀，结合主顶千斤顶进行位置纠偏，时刻关注顶进轴线变动，及时测量顶进轴线，检查顶进过程中轴线是否和设计要求出现偏差。
　　3.3 顶管顶进偏差的纠正和校对
　　顶管顶进过程中要时刻关注顶管内底高程以及设计中线的测量数据，对顶进偏差趋势进行研究，如果出现较大范 围的偏差，要及时进行纠正，并且偏差纠正过程必须在顶进施工过程中进行，缓慢地将顶管恢复到原有的位置，不能使 用过猛的力量。如果出现机头偏离轴线状况的话，可以使用事先安装好的纠偏千斤顶组，改变机头端面方位，适当地降低偏差，让顶管能够咬着轴线方向继续顶进。如果同时出现管道高程以及方位偏差，首先要看两者哪一个偏差更大，其次先纠正偏差最大的，再者如果机头出现旋转，可以在管内反方向加入压重块或者在中间使用旋转纠正力矩来纠偏。
　　3.4 洞口止水要点
　　顶管顶进施工过程中，为了能够保证顶管顺利地从工作井出洞，通常按照预留洞口大于管节外经的方式，顶进过程中要对间隙进行封闭。使用洞口止水措施就是在沉井制作的过程中，事先在洞口预埋 10mm的钢法兰，然后在钢法兰上焊接上螺栓，再安装16mm厚的橡胶法兰，使用10mm的钢压板压紧。顶管安装完成之后，要观察是否出现地下水以及泥沙，如果在工作井内没有出现这种状况，就可以收回钢压板和橡胶法兰。
　　3.5 节点验收
　　节点验收的主要关注点有顶进管是否出现错口、偏移; 管节点是否渗水、有无裂痕;顶管套环是否对正、接口是否密封完好、密封线胶圈摆放位置是否准确等。同时需要注意管道坡度避免出现倒流水现象，及时清理管道内部的施工垃圾。顶进施工结束之后，管道接口内侧间隙需要根据施工设计要求及时进行处理，钢筋混凝土管道接口一定要填料饱满，并且要保证和管道接口表面内侧保持齐平。
　　4 顶管法技术应用建议及总结
　　针对不同的埋管深度应采取不同的施工方案，是采用顶管法还是釆用开槽法应综合考虑。
　　顶管法施工过程对沿线地质条件的明确程度要求较高，在顶管施工前首先要明确施工区域的地质状况，因此，地质勘探的质量要保证，探点密度最好隔30m左右设一个点，地质变化较大的地区，探点还应加密。
　　地质条件好且顶距短的工段应尽量使用钢板沉井，因为钢板沉井的造价一般为钢筋混凝土沉井的1/2～2/3，造价便宜。对顶距超过100m的沉井设计时应明确要求沉井到位后对周边土体进行加固处理。
　　对中长距离顶管工程，在地下水位高、土层中有粉砂层，尤其处于流沙状态且周边具备泥浆处理条件的地方，泥水平衡式顶管施工工艺更具有优越性。
　　沉井过程中需井点降水时，井点降水的保障很重要，忌水位反复上下，易造成沉井周边土体的流失，影响沉井的后靠力。
　　洞口止水工作非常关键，尤其是掘进机停止工作时，极易造成工作面失稳引起前方土体坍陷、使周边建筑物及地下管线遭到破坏。
　　顶管过程中顶力控制是关键，勤检测勤纠偏是保障。当顶力在短时间内上升较快时应立即查找原因，切忌不控制顶力的盲顶行为。
　　在顶进过程中，应随时注意保持挖掘面的稳定，注意观察地下水压力的变化。泥水平衡顶管施工时，须随时检查泥水的浓度是否正常，防止出现泥水不平稳的现象。
　　参考文献
　　[1] 赵剑伟.顶管技术在市政工程中的应用研究[J].价值工程，2011，（19）：73-74.
　　[2] 韩选江.大型地下頂管施工技术原理及应用[M].北京：建筑工业出版社，2008：117.
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