摘要：從混凝土管材的選定、工作坑的設(shè)計(jì)及施工、頂管頂進(jìn)中若干關(guān)鍵問(wèn)題入手，介紹了手掘式頂管施工技術(shù)在市政排水工程中的應(yīng)用。
　　
　　關(guān)鍵詞：手掘式頂管，市政排水，工程應(yīng)用
　　
　　一、管材的選定
　　
　　在市政排水工程的施工過(guò)程中，應(yīng)確保上層道路的安全，既不能對(duì)穿越地段地層結(jié)構(gòu)產(chǎn)生威脅，也不能影響到交通安全。因此，施工單位應(yīng)以混凝土管預(yù)制工藝、起重運(yùn)輸設(shè)備能力、工作井尺寸和頂管設(shè)備為依據(jù)，頂管用混凝土管管壁的厚度一般為管內(nèi)徑的10％，本工程混凝土管管壁厚度采用100mm，管道內(nèi)徑為D600鋼筋混凝土管，每根長(zhǎng)2m，每頂進(jìn)50cm后，管節(jié)鋼筋配置可參照已施工的同類型、同直徑的管節(jié)配筋，再由設(shè)計(jì)院根據(jù)本工程的施工和使用條件進(jìn)行校核、調(diào)整。管節(jié)接口在頂進(jìn)前先在導(dǎo)軌上用瀝青麻繩嵌放于接口處，加鋼內(nèi)脹圈固接，利用頂進(jìn)之力將瀝青麻繩壓實(shí)，再用水泥砂漿勾縫，保證接口的密實(shí)性。
　　
　　二、頂管施工工藝
　　
　　對(duì)于頂管的施工工藝，一般應(yīng)采用的方法是手掘式液壓頂管法，另外為了防止安全隱患，管道接口處還應(yīng)作相關(guān)的防腐處理。具體的工作流程如下：現(xiàn)場(chǎng)勘察與探測(cè)一測(cè)量放線一工作坑設(shè)置一設(shè)備進(jìn)場(chǎng)安裝一頂管一基坑回填一場(chǎng)地清理一竣工驗(yàn)收。
　　2．1測(cè)量放線
　　以施工規(guī)劃為依據(jù)，先用經(jīng)緯儀在現(xiàn)場(chǎng)地面上準(zhǔn)確放出管道鋪設(shè)的中線控制樁，控制樁必須用混凝土保護(hù)好，待工作坑挖好后，再用經(jīng)緯儀將管道中線控制樁引至工作坑并保護(hù)好，確保施工使用時(shí)管道中線的準(zhǔn)確度。
　　2．2工作坑設(shè)置
　　在設(shè)置工作坑的過(guò)程中，應(yīng)首先根據(jù)施工場(chǎng)地的具體情況，再綜合頂管設(shè)備的具體操作條件進(jìn)行。一般情況下，施工場(chǎng)地都比較狹窄，更適宜在一定程度上放坡，深度應(yīng)按照設(shè)計(jì)管道底面的標(biāo)高進(jìn)行選擇，并要綜合考慮管道壁厚、導(dǎo)軌承臺(tái)枕木厚度及導(dǎo)軌高度等因素，當(dāng)完成作業(yè)坑的挖掘支護(hù)工作后，應(yīng)及時(shí)通過(guò)彩鋼板進(jìn)行圍擋，同時(shí)不能忽略安全警示標(biāo)識(shí)的設(shè)置。
　　2．3導(dǎo)軌安裝
　　基坑導(dǎo)軌是安裝在工作坑內(nèi)并為管子出洞提供個(gè)基準(zhǔn)的設(shè)備，是頂管工程關(guān)鍵，要求設(shè)置牢固可靠，軌距高程正確，須在軌底下澆注C20墊層，厚20mm并預(yù)埋螺栓，以便通過(guò)扣件扣緊導(dǎo)軌，并保證水平，導(dǎo)軌高程偏差≯±3mm，中線位移≯±3mm。基坑導(dǎo)軌鋪設(shè)應(yīng)注意管線軸線、導(dǎo)軌標(biāo)高和導(dǎo)軌支排穩(wěn)定性幾個(gè)方面的問(wèn)題。
　　
　　三、掘進(jìn)與頂進(jìn)
　　
　　人工掘進(jìn)，用小回輪車拖出，集中后提升外棄，每次挖掘長(zhǎng)度>50cm，采用頂一節(jié)挖一節(jié)的手掘式液壓頂管法。頂鐵與管口之間采用緩沖材料襯墊，當(dāng)頂力接近管節(jié)材料的允許抗壓強(qiáng)度時(shí)，管端應(yīng)增加環(huán)形頂鐵。頂進(jìn)中必須做好高程、中線控制，作好頂進(jìn)壓力、方位、高程記錄。在允許超挖的穩(wěn)定土層中正常頂進(jìn)時(shí)，管下部135。范圍內(nèi)不得超挖，管頂以上超挖量≯1．5cm，超前超挖視具體土質(zhì)情況確定。
　　3．1進(jìn)洞技術(shù)
　　進(jìn)洞技術(shù)是頂管施工中的重要技術(shù)，穿墻進(jìn)洞作為其中的一道重要工序，不僅有較高的技術(shù)性要求，也存在著一定的安全隱患。因?yàn)榇�墻后掘進(jìn)機(jī)方向的準(zhǔn)確與否將會(huì)給以后管道的方向控制和井內(nèi)管節(jié)的拼裝工作帶來(lái)影響。穿墻時(shí)，首先要防止井外的泥土塌人井內(nèi)；其次要使管道不偏離軸線，頂進(jìn)方向要準(zhǔn)確。防止井外泥土塌人井內(nèi)可在施作工作井時(shí)先在洞口處磚砌擋土墻。若土質(zhì)較軟或有流沙，則必須在管子頂進(jìn)方向距離工作井邊一定范圍，對(duì)整個(gè)主體進(jìn)行改良或加固，視情況一一般采用注漿、旋噴樁、深層攪拌幕墻等措施，以提高這部分土體的強(qiáng)度，防止工具管出洞時(shí)塌方。當(dāng)工具管準(zhǔn)備出洞時(shí)，應(yīng)先破除磚封門并將雜物清理干凈，將工具管切人工作井井壁中，當(dāng)止水橡膠法蘭與工具管充分結(jié)合后，觀察穿墻進(jìn)口處地面變形情況，若無(wú)明顯隆起或塌陷，方可繼續(xù)頂進(jìn)。
　　3．2頂管頂進(jìn)施工
　　從理論上講，掘進(jìn)機(jī)在頂進(jìn)過(guò)程中，其中的土倉(cāng)壓力如果小于掘進(jìn)機(jī)所處土層的主動(dòng)土壓力，地面就會(huì)下沉；反之，如果土倉(cāng)壓力大于被動(dòng)土壓力，地面就會(huì)產(chǎn)生隆起。只有把土壓力控制在主動(dòng)土壓力與被動(dòng)土壓力之間，才能達(dá)到土壓平衡。正常頂進(jìn)過(guò)程中，迎面壓力控制在0．02～0．2MPa之間，即當(dāng)土壓力隨主頂油缸的推進(jìn)，逐步升高到0．2MPa時(shí)開(kāi)始出土，當(dāng)土壓力下降到0．02MPa時(shí)停止出土。管道頂進(jìn)過(guò)程中遇到特殊情況應(yīng)暫緩頂進(jìn)，及時(shí)處理。當(dāng)機(jī)頭頂入土中后，留其尾部約30cm長(zhǎng)擱在導(dǎo)軌上，收回頂進(jìn)油缸，卸走頂鐵，安裝連接第一節(jié)混凝土管，開(kāi)始管道的正常頂進(jìn)。頂進(jìn)中必須控制好機(jī)頭出土量，出土過(guò)多會(huì)造成地面沉降，出土量過(guò)少會(huì)使地面隆起。出土量的多少應(yīng)根據(jù)地質(zhì)土層情況及地面監(jiān)測(cè)資料進(jìn)行試驗(yàn)分析確定。機(jī)頭出土要從管道內(nèi)運(yùn)送至工作井，再提升至地面堆放。
　　3．3軸線及高程控制
　　控制軸線和高程，是整個(gè)施工過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，直接關(guān)系著工程的質(zhì)量，因此，施工單位需要在工作坑內(nèi)安置好s3水平儀、J2級(jí)經(jīng)緯儀，每次頂進(jìn)觀測(cè)后作好記錄，計(jì)算其方位、高程，如發(fā)生偏離，應(yīng)及時(shí)糾正，不允許超出設(shè)計(jì)要求(中線允許偏差30mm，管內(nèi)高程±30mm)。根據(jù)設(shè)計(jì)坡度在導(dǎo)軌上作好調(diào)整，通過(guò)測(cè)量無(wú)誤后才能固定導(dǎo)軌，并在坑內(nèi)部設(shè)2個(gè)可供相互檢校的臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)，以隨時(shí)控制管道頂進(jìn)坡度。一般地，如果在測(cè)量中發(fā)現(xiàn)管位偏差，并這個(gè)差值達(dá)到1cm，就應(yīng)及時(shí)進(jìn)行校正。
　　3．4注漿
　　頂管施工中注漿作用機(jī)理為：一是起潤(rùn)滑作用，將頂進(jìn)管道與土體之間的干摩擦變?yōu)闈衲Σ粒瑴p小頂進(jìn)時(shí)的摩擦阻力；二是起填補(bǔ)和支撐作用，漿液填補(bǔ)施工時(shí)管道與土體之間產(chǎn)生的空隙，同時(shí)在注漿壓力下，減小土體變形，使洞體穩(wěn)定J。注漿使頂進(jìn)管道與土壁四周填充密實(shí)，并使鋪設(shè)管道與周圍地層形成整體，增加鋪設(shè)管道的穩(wěn)固性，確保外接口銜接完善。在每次頂進(jìn)之前和頂進(jìn)中壓注具有支撐和潤(rùn)滑作用的觸變泥漿，頂完后通過(guò)預(yù)埋在管道頂部外側(cè)的鉆有蜂窩狀小孔的壓漿管壓人水泥漿。壓漿分次進(jìn)行，每次穩(wěn)壓5～10min再進(jìn)行二次壓漿。
　　3．5出洞技術(shù)
　　工具管就位后，打開(kāi)接收井穿墻擋板，然后鑿除穿墻擋板磚砌體，安裝控制工具管進(jìn)洞方向的導(dǎo)軌，安裝密封圈和密封裝置。在密封圈內(nèi)兩道鋼絲刷中間涂抹盾尾密封油脂，根據(jù)測(cè)量結(jié)果調(diào)整基座和扇形壓板位置，然后將機(jī)頭緩慢、均勻地推入穿墻擋板，為防止止水橡膠圈外翻，確保工具管刃腳距接收井墻壁有一定的距離，對(duì)工具管刃腳考慮一定的保護(hù)措施。
　　
　　四、結(jié)語(yǔ)
　　綜上所述，在市政排水工程中，合理運(yùn)用手掘式頂管，不僅可以應(yīng)對(duì)車流量大等情況，也可以對(duì)城市的水環(huán)境進(jìn)行綜合整治，使其得到相應(yīng)的改善，此外，通過(guò)手掘式頂管施工，使得市政排水工程達(dá)到了預(yù)期效果，而且沒(méi)有明顯影響到城市交通環(huán)境，并取得了一定的經(jīng)濟(jì)利益和社會(huì)效益。
　　
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