给排水工程师关于人工顶管施工工艺的探讨

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目前，顶管施工技术已成为一种常规的施工方法被采用，自来水管、煤气管、动力电缆、通信电缆和发电厂循环系统等许多管道也采用了顶管施工技术。尤其是污水治理工程中顶管施工技术得到了普遍使用。长距离大口径顶管、小口径微型顶管、曲线顶管也得到了长足的发展，成为顶管家族中的骄傲。

一、基本工作原理

人工顶管施工借助于主顶油缸及管道间、中继间等的推力，采用人工挖土掘进的方法，把工具管或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，也就把紧随工具管或掘进机后的管道埋设在两井之间，以期实现非开挖敷设地下管道的施工方法。其施工示意图如下：

二、施工准备

1、技术准备

认真学习和研究施工图纸及相关的施工文件，了解设计意图和要求，进行图纸会审，在设计交底时提出疑问，并根据设计交底编制危险性较大的分部分项工程安全专项施工方案，对于超过一定规模的险性较大的分部分项工程还需要组织老师论证。

了解施工范围，管道沿线的地形、地貌、地址水文条件及各种原有设施。掌握施工工期，顶管施工技术规范，质量标准及要求，安全措施等。

2、进场材料

(1)管材：管材由具有相应资质的生产厂家提供，进场时应具有出厂合格证及出厂检验报告;管材外表面应该平整，无蜂窝麻面，回弹检测强度应不小于该管道混凝土设计要求，承插口处不得有棱角缺失，必要时进行破坏检测。

(2)水泥：应采用合格厂家的符合设计要求的水泥，进场后应对水泥进行见证取样试验。

3、进场机具

对进场机具数量、性能进行审查，是否满足施工要求。

三、顶管监理要点

人工顶管施工，控制顶进施工的重点工序如下：

1、测量

1.1、测量次数：在顶第一节管时及校正顶进偏差过程中，应每顶进20～30cm，即对中心和高程测量一次;在正常顶进中，应每顶进50～100cm时，测量一次。

1.2、中心测量：根据工作井内测设的中心桩、挂中心线，利用中心尺，测量头一节管前端的轴线中心偏差。

1.3、高程测量：使用水准仪和高程尺，测首节管前端内底高程，以控制顶进高程;同时，测首节管后端内底高程，以控制坡度。工作井内应设置两个水准点，以便闭合之用，经常校核水准点，提高精度。

1.4、一个管段顶完后，应对中心和高程再作一次竣工测量，一个接口测一点，有错口的测两点。

2、纠偏

当测量发现偏差在10～20mm时，采用超挖纠偏法，即在偏向的反侧适当超挖，在偏向侧不超挖，甚至留坎，形成阻力，施加顶力后，使偏差回归。当偏差大于20mm时，采用千斤顶纠偏法，当超挖纠偏不起作用时，用小型千斤顶顶在管端偏向的反侧内管壁上，另一端斜撑在有垫板的管前土壁上，支顶牢固后，即可施加顶力。同时配合超挖纠偏法，边顶边支，直至使偏差回归。管前挖土要求1、在道路和重要构筑物下，不得超越管段以外100mm，管周不得超挖，并随挖随顶。2、在一般顶管地段，如土质良好，可超挖管端300～500mm，在管周上面允许超挖15mm，下面135度范围内，不得超挖。

3、监理工作要点主要包括顶管施工准备、顶管工作井设置和设备的安装、施工方法及工序控制等。

3.1.对施工组织设计要全面、细致地研究并分析审查并有老师论证。

3.2.对洞口构造、中继环的设置、压浆孔的布置、稳定土层的措施要做好审核。

3.3.对工程保护措施和环境监测做好审查，特别是对有害气体的检测需要按照要求做到及时准确，此项工作要有认真负责的专职人员操作。

3.4.对施工方法及采取技术措施要认真审查并在执行中进行督促。

3.5.要了解施工机具性能，审查施工单位是否具有顶管施工的实际经验。

3.6.对采用的顶管施工方法，应检查施工单位是否预先做出分析，估算应符合合同规定的保护环境的要求，当预计影响程度难以确保地面建筑物、道路、交通和地下管线的正常使用时，应督促施工单位必须采取有效技术措施进行监测和保护。

3.7.对顶管设备必须经维修保养，检验合作后方可进入施工现场。开顶前对顶管设备及各类机具进行模拟操作，确保正常方可使用。

3.8.工作坑的平面位置应避免设置在高压电线下，在交通出入口及场地狭小处，要离开地下管线、建筑物、铁路等有一定距离。

3.9.工作坑与建筑物及地下管线的最小平面距离，要根据土质及场地条件来考虑工作坑的施工方法。

3.10.工作井的施工机械设备或脚手架等装置，与架空输电线路之间的最小距离应满足有关电业规定。

3.11.顶进工作井的后背设施和土体的最大允许反力需经计算，并满足最大顶力的需要，必须保证结构物稳定、无位移，必要时对结构物后背及土体应予以加固。

3.12.顶管进出预留洞的一段距离范围，通常取10~20m，根据土体特性、周围的地下管线、建筑物的情况，应采取井点降水，土体加固等保护措施以防止土体流失。

3.13.工作井的洞口必须设置止水圈和封门板，止水圈应在整个顶管过程中能有效防止水土和触变泥浆的流失。

3.14.接收井平面位置应满足施工设计的要求，尽量避免设置在高压电线下和交通繁忙处。地下管线与建筑物要有一定距离，必要时应采取井点降水、土体加固。综上所述，两种顶管施工工艺，机械顶管具有优越性，是值得推广及应用的施工方法，但是根据工程具体情况具体对待，在保证安全前提下，也可以采用人顶管。

四.质量控制点

1、管材与接口

(1)管材：根据设计要求，采用柔性企口钢筋砼管，接口采用橡胶密封圈。

(2)管材与接口验收：选用优良管材并处理好管子接口对顶管施工是十分重要的，对于成套管材，要按有关规范对管材作现场检查验收，如发现不合格品坚决予以退回。

(3)管材运送、起吊均应有专用夹具，搁置时应用方木垫高，防止F型管接口的套环受压变形。

(4)接管前再次检查管子接头的承插口尺寸，橡胶圈和衬垫板的外观和质地。确认合格后可在接口处均匀涂抹薄层硅油等对橡胶无侵蚀性的润滑材料以减少摩阻力。承插接管时要保证与上节管的钢套环同轴度，并且加力要均匀，应保证橡胶圈不移位，不反转，不露出管外。顶管结束后要按设计要求在管内间隙处填充弹性密封膏，并与管口抹成一个光滑的渐变面。

2、顶进管道的施工质量应符合下列规定

严格执行《给排水管道工程施工及验收规范》GB50206--2008。

(1)、管内清洁，管节无破损。

(2)、钢筋混凝土管道接口应填料饱满、密实，且与管节接口内侧表面齐平，接口套环对正管道，贴紧不脱落。

(3)、顶管时地面沉降或隆起的允许量应符合施工设计规定。

3、混凝土管施工质量控制

钢筋砼管最大偏角0.5°;管线轴线偏差L≤100m;50mm。标高偏差L≤100m+30∽-40;相邻管节错口≤15mm无碎裂;接口抗渗试验应达0.11MPa;内腰箍不渗漏，橡胶止水圈不脱出;顶管在纠偏过程中，应勤测量，多微调;对每项纠偏角度应保持10′-20′，不得大于1°。

4、顶进过程中地面沉降控制

项目允许变化范围(mm)：地面隆起的最大极限+10;地面沉降的最大极限-10。

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