鹤岗市东部污水治理工程顶管施工方法

詹云鹏

(黑龙江省富达农业开发工程有限公司)

鹤岗市东部污水治理工程顶管施工方法

詹云鹏

(黑龙江省富达农业开发工程有限公司)

就鹤岗市东部污水治理工程中的顶管施工环节，对其进行了顶管施工全过程施工方法的介绍，为类似工程的施工提供了参考。

顶管施工;施工方法

1 工程概况

鹤岗市东部污水治理工程建设主要内容包括污水截流干管、向阳山排水系统、兴山区排水系统、东山区排水系统、管道敷设及附属建筑物;其中兴山区排水系统区域汇流面积5.5 km2(包括外来汇水1.6 km2)，排水系统包括兴山头道沟排水干线和兴山二道沟排水干线，工程采用顶管施工方法。现就此工程的施工过程，对顶管施工方法做一总结，以供参考。

2 施工顺序

顶管施工顺序具体包括以下各项施工环节:旧路破除，顶管工作井、接收井施工，顶管施工，检查井及内管道施工，回填石粉，路面按原样修复。各施工环节分述如下。

3 工作井、接收井施工

本工程共设置2座工作井和3座接收井，均采用沉井工艺施工。沉井施工顺序:基坑测量放样→基坑开挖→刃脚垫层施工→立井筒内模和支架→钢筋绑扎→立外模和支架→浇捣井筒混凝土→养护及拆模→封砌预留孔→井点安装及降水→凿除垫层、挖土下沉→井底注浆→浇筑水下混凝土→绑扎底板钢筋、浇捣底板混凝土→绑扎后背钢筋、浇捣后背混凝土。

4 顶管工程施工

4.1 顶进设备选型及安装

主顶千斤顶:它是顶进系统中的主要设备。为安全起见，顶力设备配置要小，以利间距平行顶进。

当工作井底板完成后，设置好安全围栏和爬梯，然后由工作井边的起重机将上述设备吊入井内按要求的精度安装。

4.2 井地面设备选型及布置

气压系统:包括空压机、空气过滤器、贮气罐、气压管路、单向阀、调压阀、气压表、安全阀等。该系统除了向机头气压舱提供压缩空气外、亦为管道内提供通风。本工程顶管工作井拟配置1台6.0 m3空气压缩机。为防止空压机的噪音，拟采用噪音较小的电动空压机，并安装在双壁隔音集装箱内。液压系统:包括高压油泵、控制阀、溢流阀和油管油箱等，其作用是对主顶千斤顶和机头纠偏千斤顶组提供压力油。本工程配置1套液压系统，高压油泵为31.5 MPa。油泵流量18 L/min。压浆系统:包括泥浆池、搅拌机、注浆泵、管道及各种闸阀等。起重设备:该设备以考虑吊装单节DN800混凝土管为主，单节管子自重约1.6 t，选用1台16 t汽车吊。

4.3 洞口密封结构

出洞口密封结构的作用是阻止在顶管过程中泥水从管节与洞口间的间隙流入井内。根据管道中心线与井壁预留孔的位置，制作一个钢结构的内套环，套环内圈设有橡胶止水板，套环安装在预留孔与管节之间，外围焊接在孔的预埋钢板上，内圈橡胶紧贴管节。

4.4 方向监测

顶管出洞方向控制得好，整条管道才有可能顶好，顶管出洞不好，整条管道就难于顶好，故必须严格控制顶管出洞精度，采用跟踪测量，随时调整机头出洞的方向及高程偏差。

4.5 顶进施工

当工具管顶入土体后，留其尾部约300 mm长搁在导轨上，缩回千斤顶活塞杆，卸走替顶和分压环，安装管节，开始进行管道的顶进施工。回缩千斤顶安装管节时，需对机头或以后的管节作临时支撑，以防机头在气压下退回，造成地面坍塌。临时支撑措施应一直维持到管外壁摩阻力大于气压反力时为止。

4.6 施工过程中注浆加固、减阻

本工程污水管下穿道路、旁边有加油站等，对地面沉降要求高，且在顶管施工过程中，容易发生流沙，影响到顶管的顺利进行和周边建筑物的安全。为防止顶管施工过程中出现坍塌等病害，确保工程施工对周围的环境影响减到最低、确保周边建筑物的安全，采用管端前注浆固结措施进行土体加固处理后，再继续顶进。

(1)注浆采用水泥粉煤灰浆液灌注，水泥粉煤灰浆液的配合比为3∶7，并加入早强剂。

(2)管前端上下左右4个方向各钻1个Φ32孔，将Φ25注浆管打入，注浆管的打入深度为3～4.5 m/节·次。

(3)拌制水泥浆，水泥浆采用200 L搅拌机搅拌的方法拌制，拌制时要对水和水泥的量进行严格的控制。水泥浆太稀，加固效果不好，固结时间长，太稠，水泥浆难以压入，控制水泥浆的稠度是注浆的关键。

(4)启动压浆机，把水泥浆压入。

(5)注浆完毕，马上清洗灌注设备。

(6)每顶进3 m/节，注浆一次，交替注浆，以达到大大减少涌水量，防止塌方的目的。

(7)注水泥粉煤灰浆液后，顶管阻力加大，在顶管四周加触变泥浆减阻。顶进施工过程中采用在管外壁边注触变泥浆填充管道的外周空隙边顶进的施工方法，是以稳定土层，防止塌方和地面沉降，减小顶进阻力实现长距离顶管的重要措施。

(8)压浆设备。

压浆系统设备包括:①注浆泵(螺杆泵，排量1 000 L/min，压力3 MPa);②搅拌器;③注浆管道(主管Φ50 mm钢管，支管Φ25 mm橡胶管);④管路连接;⑤控制阀;⑥压力表。

(9)浆液配制

施工现场按重量计的触变泥浆配比为

本工程拟购置膨润土袋装复合材料，在施工现场加水拌和。

(10)压浆数量和压力。

第一次压浆量为管道外周环形空隙的1.5～2.0倍，压注压力根据埋设深度和土的天然重量而定，本工程拟采用2γH(kPa)，式中γ为土的重量，H为管道的覆土深度。在顶进过程中，还应根据不同的土质条件和覆土厚度变化等适当调整压浆量和压力。

(11)压浆孔的布置。

每一压浆断面设置4个压浆孔，按圆周90°布置。压浆孔应在工厂加工好。注浆断面的位置，拟在机头及其后面每隔10 m均设置。压浆方法，在每次顶进中必须对顶管机头后的第一个注浆断面上压注足量的泥浆，以使其形成完整的泥浆套，其它断面则按依次顺序作定压定量的跟踪补浆。

5 人工出土

本工程管内为人工出土，管外为机械装土运出，集中堆放再外运至6公路外的弃土场。

6 其他附属施工方法

6.1 施工围蔽

本工程部分工作井、接受井井位在四周，采用弧形彩色压型钢板围蔽。围蔽范围为10×20 m。

6.2 工作井周围安全护栏

工作井周边布置安全护栏，安全护栏以钢筋作为骨架，高度为1.2 m，下面18 cm用木板密封，上面挂安全网。

6.3 工作井内上下行扶梯

工作井内设上下行扶梯，扶梯用角钢L75×75×10与钢筋踏级(直径20 mm，间距30 cm，L=500 mm)制作。

6.4 工作井平台

在工作井口布置工作平台，供运土、工具的垂直运输，用四条30#工字钢(L=10 m)作为梁，其上铺15×15木方，再铺厚度10 mm钢板。

7 路面恢复

按原样对路面进行恢复，具体结构同旧路面结构。

U415.1

C

1008-3383(2012)03-0049-01

2011-12-15

詹云鹏(1978-)，男，工程师。