倪鹰
上海建科工程项目管理有限公司 上海 200000
摘要：随着城市建设的不断发展，地下给排水改造工程日益增多。顶管施工技术以其不开挖地面、不破坏地面建筑物及环境、不受气候和环境影响，以及省时、高效、安全、综合造价低等优点，被广泛应用到地下给排水工程中。本文以某污水处理厂顶管工程为实例，在充分总结了顶管施工技术以及工具管选型的基础上，对顶管工程的工程管理要点进行了一定探讨。
关键词：污水处理厂；顶管；施工技术；管理要点
引言
近年来顶管施工技术在我国得到迅速发展,并广泛应用于取排水管道工程中。由于城市地下空间的限制及现有管线的存在，使近距离双线平行管道的施工成为不可回避的课题。许多学者也针对顶管工程进 行了研究，其中邹长中以吴闵污水外排穿越黄浦江顶管工程为例，详细介绍了顶管施工的步骤和顶管施工中的一些问题。
1 工程概况
1.1 工程概述
该污水处理厂顶管工程是该市的污水处理工程的重要组成部分。其主要分为东部、西部、总管三大管线以及新建溢流井一座，全程总长约为11公里，管道内径1200—2200mm。东部污水干管（线路：污水处理厂→双流路→新渔路→协和路→金钟路→广顺北路→北翟路→绥宁路），设计管径Ф1200，管长约4184m，采用顶管施工。西部污水干管（小涞港以东，沿天山西路→绥宁路），设计管径Ф1200，管长约4184m，采用开槽埋管与顶管相结合的施工方法。进厂总管（沿绥宁路→虹桥污水处理厂）设计管径Ф2200，管长约1246m，采用顶管施工。本次污水处理厂施工场地位于市中心，四周均有建筑物且地下埋藏管线较多，如何合理的布置管线通道为本次顶管工程的主要难点。
1.2 水文地质条件
经过钻探等地质取样分析，本次工程场地的地下潜水以及地基土对混凝土均具有轻微的腐蚀性。勘查期间实测土孔中显示潜水位埋深在0.6-2.7米，相应标高在3.73-2.12米。承压水赋存与上更新统地层中的粉性土或沙土层中（5-2层砂质粉土，5-3夹层砂质粉土，7层砂质粉土），水头埋深一般在地面下3-12米，随季节呈周期性变化。而对于不良的地质条件而言，杂填土厚度在1.2-2.9米；1-2层浜底以淤泥为主；基坑开挖涉及的3层淤泥质粉质黏土夹粘质粉土，4层淤泥质黏土层含水量高，土质软弱，具蠕变、触变等特性，地质参数详见表1。
.png)
2 顶管施工设备及方法选型
施工中可供选择的顶管机类型多样，合理选型应该以顶管机本身的特性与工程实际情况相适应为原则来进行。尤其是对各种底层适应性的不同，使得变形控制精度及施工效率有很大差别。该工程顶管所处的地层地质特点是以粉土和粉质黏土为主，顶管两侧分布有城市建筑物、高速公路等，受到周边环境影响以及铁路部门的相关要求限制，施工采用长距离顶管施工的方式，最长顶距为一次性顶进576 m，这就对顶进设备提出了较高的要求。
为此，对泥水平衡顶管机、土压平衡顶管机、气压式顶管机等进行多方面综合比较后，选择了泥水平衡顶管机。主要是由于：（1）泥水平衡顶管机适用范围广，此处工程所处地层以粉土和粉质黏土为主，地下水位较高，水压力较大，对顶管机的要求比较高，泥水平衡顶管机完全适用；（2）顶管两侧分布有池塘、铁路、高速公路，顶进过程中不能有太大扰动，泥水平衡顶管机施工可有效保持地面稳定，对周围土体扰动较小，引起的地面沉降小，满足施工要求；（3）与其他类型顶管比较，泥水顶管施工时的总推力比较小，尤其在黏土层表现得最为突出，是最能达到顶距为一次性顶进576 m要求的顶进方式。因此，选择泥水平衡顶管机进行顶进施工。
3 施工技术控制研究
3.1 进出洞控制
本工程的出洞方式选取槽钢外封门的形式，在出洞前为了避免水土大量涌入工作井内，要合理安置防水带[2]。出洞后，顶管机与后面三节顶管使用拉杆进行连接，从而形成一个有机整体，亦在一定程度上加大了进出洞施工的作业效率，同时也便于在后续的顶进施工中对顶管机进行控制。而且，出洞时的姿态与速度也十分重要，需要进行严格控制，出洞过程尽量要做到连续平稳缓慢的推进，速度亦应控制在12mm/min间，以确保稳定出洞。
3.2 顶进施工
顶进过程中若发生偏差，应当及时予以纠正，而且也要加强对顶管轴线的实时监测，使其走势在合理的偏差范围之内，以求得对施工场地下的土地造成较大的压力扰动[3]。顶管机首次通过后，工作人员要经常对土体进行支护作业，如补压喷浆，以减少大面积的土地沉降。除此之外，在顶进作业过程中，务必要合理的控制顶进速度，顶进速度过快或过慢，均会引起地面引发不同程度上的隆起及沉降，经过本次的实地调研，顶进速度应保持在4.5cm/min，方可使水土压力保持相对稳定。
3.3 地表前期、后期的沉降控制
在城市中进行顶管作业时，由于顶管推进土体压力不稳定、推进速率过快等原因造成土体发生沉降。为了减少类似现象的出现，在工程管理过程中应注意以下几点：首先要根据前期的钻探数据以及施工情况，科学的计算出顶管推进速率，以确保其可以稳定持续的施工作业。如在土体状况较差或者复杂的地段，顶管推进速率要显著降低。
3.4 曲线顶管技术控制
顶管技术采用的是曲线顶进形式。由于本次采用的曲线顶管技术，运用常规的激光发射来控制轴线是不可行的，本次利用坐标测量与全站仪误差反复校验的方式进行轴线控制，使得测量人员可以进行有效的纠偏，不致偏离较大[4]。通常偏差较小时，可以采取顶进两节进行测量，若偏差过大，则须根据实际情况来进行节距测量。经过实地勘测，本次顶管工程的上覆土体厚度较大，部分厚度可超过10米，尽管顶管上覆土体的大厚度会给控制地表沉降带来一定的便利，但是在顶进的过程中出现障碍物，清理障碍也相当困难。因此为了避免上述问题出现，要使用钻探等技术手段对顶管移动区域进行障碍物的摸底排查工作。
5 结语
本文以某污水处理厂顶管工程为实例，在充分优化施工设计方案基础上，对顶管工程的施工技术控制以及管理要点进行了一定探讨，并且通过第三方进行了该工程的关键节点监控。在该污水处理厂顶管施工过程中，施工方案缜密、施工技术得当使得各项工程建设指标均达到了良好水平，不但创造了显著的经济效益，也为顶管工程技术的管理提供了宝贵的实践经验。
参考文献：
[1]王忠华. 某港区污水处理厂尾水排海管工程质量控制要点[J]. 建筑科技, 2017, 000(002):P.77-79.
[2]郭自灿. 深基坑施工新技术在某污水处理厂配套管网工程中的应用[J]. 施工技术, 2017(5).
[3]朱华. 污水处理厂土建施工难点分析[J]. 工业c, 2016(11):00178-00178.
[4]汤天杰. 顶管在市政排水管道中的应用[J]. 冶金丛刊, 2017, 000(002):95,195.
[5]何明. 污水处理厂监理工作要点探讨[J]. 房地产导刊, 2015, 000(002):407-407.
[6]刘冬. 浅析污水处理厂质量监理工作[J]. 房地产导刊, 2015(34).
[7]李志阳. 污水处理厂改造工程的特点和监理控制[J]. 全文版:工程技术, 2016(6):178-178.
[8]陈洁忠. 污水处理厂改造工程的特点和监理控制综述[J]. 建筑与装饰, 2018, 000(015):79-79.