莫重明
中国水利水电第三工程局有限公司 陕西西安 710000
摘要：顶管法施工属于暗挖法施工形式,常用于地下管道的铺设,可以应用于城市街道雨水管道工程。本文分析了顶管法施工技术,并结合具体工程实例介绍了顶管法在市政街道雨水管道施工中的具体工艺,指出只有采用合理的方案,才能保证工程质量。
关键词：顶管法;暗挖法;街道雨水管道;
1工程概况
本工程沿电子西街（丈八东路～电子四路）新建d2800mm雨水管，起点接丈八东路现状d2800mm雨水管，终点接入电子四路新建5500×4500mm雨水箱涵，将丈八东路雨水干管与新建纬零街雨水主干管连通，设计管道起点位于丈八东路与电子西街丁字路口，沿电子西街由南向北敷设，终点位于电子四路与电子西街十字路口，新建管道长度为748m。保留电子西街现状雨水管道。本工程主要采用机械顶管施工方法，Y3至Y1段及方涵段采用人工顶管。沿线共设置顶管工作坑3个，其中顶管工作井1个，矩形断面尺寸为9m×6m；接收井2个，矩形断面尺寸7m×6m。本工程顶管作业完成后，依次进行雨水检查井（5座）的砌筑、顶管工作、工作坑的回填及路面恢复等施工。
1.1施工内容
本工程为城区中心道路网的一部分，与城区主干路丈八东路相交。工程开工后，依据设计图纸，对顶管工作坑施工区域进行封闭围挡施工，工作坑开挖前，在工作坑的外围采用旋喷桩对工作坑开挖范围的土体进行围护，旋喷桩施工完毕后，待土体稳定后方可进行土体开挖逆作结构，工作坑的混凝土强度满足设计要求后，依次进行顶管机设施布置、管道掘进及安装、检查井砌筑、工作坑回填、路面恢复等施工内容。
1.2施工重点、难点分析
（1）本工程为新建的雨水管线，工期短，任务重，道路下方各类管线复杂，因此在施工中需不断优化施工方案，避免人员和机械设备窝工和资源投入的不均衡，以降低工程造价，提高经济效益。
（2）本工程距离小区和商铺较近，施工过程中产生的机械噪音和粉尘污染对周围住户产生影响，需要不断组织人力，加强现场文明施工管控，降低施工噪音和控制粉尘污染是本工程的重点。
（3）本工程受施工条件影响，施工期间采用分段进行围挡，合理组织施工和配置资源是本工程控制的重点。
（4）本工程为深基坑工程，采用顶管施工，过程的安全作业是本工程的重点。
1.3施工工艺流程
施工前准备→施工测量放线→围挡安装→切割路面→人工物探→旋喷桩施工→顶管坑开挖→渣土外运→顶管工作坑砼施工→后背墙施工→顶管机及轨道安装→雨水管安装→顶管施工→雨水检查井砌筑→工作坑回填→闭水试验→道路恢复→围挡拆除及清理现场→工程竣工验收资及资料归档移交。
2城市街道雨水管道工程中顶管施工技术的运用
2.1顶管施工测量
顶管施工采用连续测量与间断测量结合的方式。连续测量：在顶进坑后方安放一台激光经纬仪，激光经纬仪按照设计顶进轴线方向发出一束激光，照射到掘进机的光靶上，机手按照激光指示路线操控机械顶进。间断测量：每顶进一节管后，测量人员对激光经纬仪进行校核，并且采用水准仪，测量已顶进管道高程偏差情况，采用水平尺测量管道水平偏差情况，做好测量记录。
2.2后背墙施工
顶管工作坑后背墙采用临时性固定式后背墙。后背承受管子顶进的全部水平顶力，将顶力均匀地分布在后座墙上，后背应具有足够的强度、刚度和稳定性，不允许发生相对位移和弹性变形。后背墙采用高5m、宽5m、厚度0.5m的C30钢筋混凝土临时性整体固定式后背，紧贴垂直顶管工作井墙面浇筑钢筋混凝土后背，待强度提升至90%方可使用。顶进时，管口采用弧形铁保护管口，使管口受力分布均匀，防止管口集中受压破损。
2.3止水环安装
工作井洞口密封关系到工程能否正常施工。如洞口漏水，泥砂会涌入工作井，淹没设备，工程无法进行，同时地面沉陷，后果严重，对洞口的密封必须十分重视，应确保安全。止水环安装须考虑如下几个问题：
①洞口密封材料要能耐长距离顶进磨损。
②施工要求洞口密封有较大的弹性。
根据设计预留的法兰，我们在法兰上安装工作井洞口止水装置。该装置必须与导轨上的管道保持同心，误差应小于2cm。工作井洞口止水装置密封为橡胶止水法兰。在橡胶止水法兰之前应预埋注浆孔，以便压住防渗漏泥浆。
2.4顶管机吊装下井及井内调试
（1）顶管机整体最大重量约为55吨，根据现场实际情况选定一台300吨汽车吊进行吊装就位。具体施工工序为：顶管机起吊前检查-吊车就位检查-起吊（匀速、平稳、专人指挥）-顶管机就位检查-起吊结束。（2）顶管机准确放置在导轨上，偏转仪显示的偏转角度不应大于0.5度。另外，因为运输过程中倾斜仪可能松动，所以还要用水平尺测量顶管机的水平状态，同时调整倾斜仪的读数，使之与实际状态保持一致。把顶管机推至刀盘距洞口约600mm左右停止，以利于破洞。顶管机安装好后及时进行通电进行联机调试，因为刀盘的切削外径比顶管机壳体大，所以要在顶管机的壳体前端与导轨之间临时垫上20mm钢板，防止刀盘在转动时啃轨。
2.5管道注浆孔及注浆管连接
混凝土管道每节应布置注浆孔，尤其是在超长距离的顶管中如果不注浆或注浆效果不好，有可能会发生卡管等现象。本工程施工管道顶进，采用部分注浆管，注浆管与一般管道加设形式为“间一加一”；注浆孔设置位置为据管端口40cm，在管体内分0°、90°、270°分布设置。每井段管端头增设一个调节管，便于顶进过程中的纠偏。
2.6顶管纠偏
在整个顶管过程中，方向校正必须遵循小幅度纠、勤纠、看趋势纠的三纠原则。所谓小幅度纠，是指每次的纠偏量要小，不能过大，否则容易发生大起大落、起伏过大。所谓勤纠，则是要经常观察它的趋势而随时纠偏，要让顶管在顶进过程中保持方向的正确性。所谓看趋势纠需要有一个施工经验积累的过程。根据顶管机偏向趋势，及时调整顶进方向，保证管道顶进。
2.7闭水试验
本工程雨水管网闭水试验严格按照设计文件和施工规范要求执行。管道闭水试验时，试验管段应符合下列要求：
1、管道及检查井外观质量已验收合格。
2、管道两端堵板承载经核算后应大于水压力的合力，除预留进出水管外，应封堵坚固，不得渗水。
3、根据闭水试验后，实测渗水量应小于或等于下式计算的渗水量
Q=1.25Di
式中Q------允许渗水量（m3/24h·km）；Di------管道内径（mm）。
2.8顶管工作坑回填
待检查井砌筑并验收合格后，检查井与顶管工作坑之间采用素土分层进行回填碾压施工。为保证施工质量，每层回填碾压厚度控制在20cm以内。根据设计图纸要求，首先采用反铲将距离设计路面4m范围顶管工作坑支护结构完成拆除，按照城镇道路相关施工规范要求依次进行土方回填、底基层、基层和面层结构的施工，确保恢复部位道路满足设计要求。
3施工重难点应对措施
（1）项目部配备协调部门专门对接上级部门及其他产权单位，施工前进行人工摸排和物探，配合相关产权单位做好施工过程中的各类管线保护及临时迁改措施。
（2）本工程两侧为居住区，施工过程中产生的机械噪音和粉尘污染对周围住户产生影响，需要不断组织人力，加强现场文明施工管控。
（3）合理组织施工工序，注重过程质量把控，严格规范施工方法，确保施工质量。
（4）本工程在施工期间，需严格按照施工方案执行，现场管理及专职安全员要时刻把控现场安全，经常性监测检查。
（5）按照市政工程施工要求，由专人负责在施工现场及附近道路做好交通导行及交通疏导。
参考文献
[1]非开挖技术在市政管网工程中的应用研究[J].刘瀛.江苏建筑职业技术学院学报.2012(02)
[2]关于非开挖技术在市政管网工程中的应用研究[J].党雪红,曹佳,刘宇.科技创新与应用.2014(01)
[3]顶管技术在市政管网工程中的应用[J].胡美英.江西建材.2012(02)