孙 刚

(太原市龙城发展投资有限公司，山西太原 030002)

1 工程概况

太原市汾东商务区人民路工程起通达街至10号线南街，道路全长3.84 km，红线宽55 m，绿线宽79 m。其中从通达街到化章街为现状路，长1.36 km，两侧多为居民小区和建筑工地。从化章街至终点10号线南街，长2.48 km，与现状西桥村道路斜交以后向西南进入农田，沿线有多条退水渠及灌溉渠。道路中心线下埋设雨水管线，道路两侧绿化带下埋设污水管线。本段雨水顶管施工在化章街至10号线，桩号为K1+364.7～K3+340，全长1 975.3 m，埋深在7 m～9 m，共布置3个工作井、4个接收井。

2 水位、地质情况

施工场地从大的地貌上看属于平坦的洪冲积平原，勘察时场地地势比较平坦，各勘探点高程介于773.03 m～773.82 m之间，最大高差0.79 m。该场地地下水类型为孔隙潜水，勘察期间各勘探点中地下水静止水位埋深介于0.90 m～2.50 m之间，静止水位标高介于769.00 m～770.42 m之间，地下水的补给来源主要为雨水以及沿线渠道中水的补给。勘察期属于丰水期，平水期水位可按降低0.5 m考虑，枯水期水位可按降低1.0 m考虑。

3 施工工艺

3.1 工艺流程

顶管施工的基本工艺为:

顶管准备→测量放线→工作井、接收井施工→安装后背→铺设道轨→千斤顶及其他设备安装→复测高程及中心线→机头调试→穿墙→顶进→管壁注射触变泥浆→复测、矫正管道中心线→工具头回收→工作井回填。

3.2 工作井、接收井设置

本段长1 975 m，管道埋深在7 m～9 m，沉井布置的数量及位置主要综合考虑以下几个方面:施工计划、顶进距离、管材的生产进度、交叉口的位置，本着在满足生产进度的条件下尽量少布置井位。全线综合考虑后共布置工作井3座，接收井4座。

3.3 工作井上下设备安装及调试

工作井施工期间可进行泥浆池的准备工作，安装好进泥浆的泥浆泵及管道系统、压触变泥浆的泥浆泵及管道系统、安装好地面操作系统及做好防雨棚、接好水电。

工作井示意图见图1。

3.3.1 导轨安装

基坑导轨是安装在工作坑内为管道出洞时提供一个基本的设备，导轨采用型钢加工。为了预防顶管机进入土体时下沉，安装时，导轨前段需抬高约5 mm～10 mm。高程允许偏差为0 mm～+3 mm，中线允许偏差为±3 mm。导轨底部用预埋螺栓固定在工作井底板上，安装调整完毕后导轨下面用无收缩混凝土进行填充(见图2)。

图1 工作井示意图

图2 基坑导轨安装

3.3.2 顶进后靠背及主顶进系统

1)后靠背外形尺寸为5.5 m(高)×5.9 m(宽)×1.2 m(厚)，内部布置双层钢筋网片，钢筋直径20 mm，间距15 cm，浇筑C30的混凝土背墙(见图3)。2)主顶进系统共有6只～8只200 t油缸，行程1 750 mm，总推力1 200 t～1 600 t，主顶油缸组装在油缸架内，以使顶进受力点和后座受力都保持良好状态。安装后的油缸中心误差应小于5 mm。

3.3.3 顶管机的安装调试

1)起吊中应使用专用吊具，保证平稳、缓慢，严禁冲击、碰撞，并由专人指挥。

2)对工具管的电路、水路、油路、泥水管路和操纵设备进行逐一连接，各部件连接牢固，无跑、冒、滴、漏现象，对各部分分别调试并进行全面的试运转。

3.3.4 出泥系统

1)顶管排出的泥浆由排泥泵排入井外的泥浆池内。2)输送系统:在管内铺设φ200排泥管道，由45 kW排泥泵输送。因顶管距离较长中途设一增力泵排污助送至井上泥浆箱内，最后运土车运至弃泥场。

图3 顶进后靠背示意图

3.3.5 激光经纬仪的安装

1)用全站仪在工作井内放样出顶管轴线。

2)根据放样轴线位置在主顶中间靠近后背墙的合适位置定出激光经纬仪的中心，立好仪器支架固定。

3)调节经纬仪的高度，使经纬仪的显示红点和工具机头的光靶中心重合。

3.4 出洞

1)机头出洞时，将机头预抬3 mm。2)安装洞口止水圈:本工程考虑采用一道橡胶圈密封结构。

3.5 正常顶进

1)工具头刀盘转动、开进出泥浆泵。接通电源，将工具头的刀盘转动，当设备的参数稳定后，开进出泥浆泵，开始泥浆循环。

2)顶进、调整进出泥浆泵流量达到平衡。顶进千斤顶，观察工作仓的土压力表，调节泥浆泵的流量达到工作仓的泥水平衡。

3)触变泥浆系统。顶进过程中，需要经常进行压触变泥浆工作，以减少顶进的阻力，触变泥浆系统由拌浆、注浆和管道三部分组成。在顶进过程中，要经常检查各推进段的浆液形成情况。

4)测量工具头的偏位、作好记录、纠偏。使激光经纬仪发射的激光沿着顶进方向水平射出，打在工具头的测量靶位上，通过显示器读出工具头的偏差。每隔0.5 m记录一次。

3.6 进洞措施

1)顶管机进洞前10 m范围内，应减慢顶进速度，减小管道正面阻力对接收井的不利影响。

2)当工具管距接收井还有30 m左右时，应加强轴线复测力度，将工具管确切位置测放于接收井内，从而确保安全出洞。

3)当工具管推进至距接收井壁10 cm处时，停止推进。

4)在确保安全的前提下，凿除封堵洞口砖墙，然后再将机头徐徐顶进接收井内。

5)机头进洞后，及时将与机头连接的管子分离，吊起工具管以后，立即将预留孔和管壁之间的空隙用水泥砂浆填充密实。

4 质量控制要求

1)沉井下沉注意事项。第一节沉井下沉，要特别注意保持平面位置与垂直度的正确，下沉过程中沉井倾斜度控制在0.5%以内，超过时应及时纠偏，以免继续下沉不易调整。调整方法是在刃脚较高一侧逐层挖土，使沉井在自重作用下在该侧挤土下沉，达到纠偏目的。

2)顶管方向控制。顶进的测量与方向的控制，主要是采用全站仪、激光经纬仪和水准仪测量。顶进纠偏必须勤测量、多微调，纠偏角度应保持在10'～20'，不得大于0.5°，并设置偏差警戒线。初始推进阶段，方向主要是主顶千斤顶控制，因此，一方面要减慢主顶推进速度，另一方面要不断测量并调整油缸编组以实施机头纠偏。

3)顶进过程中控制。在顶进初始阶段，设立地面沉降试验段，通过对地面沉降的反复测量、监控，掌握沉降变化规律，以便更好的调整顶进压力、机头仓内泥水压力、机尾及沿线压浆量，以控制沉降量及推进速度。

5 结语

本工程泥水平衡法顶管在施工单位的精心组织下，顺利地完成了道路管道的施工，取得了较好的效益，并获得了建设单位的好评。该施工技术不仅有效解决了城市道路地下管道埋设施工中一直以来令人头痛的影响路面交通的问题，而且有效降低了施工成本、缩短了施工工期，促进了城市市政工程建设的步伐，同时带来了城市建设和人居环境的和谐，为后续相关道路的施工提供了很好的经验。

［1］太原市政设计院.工程地质勘察报告［R］.2011.

［2］顶管施工技术及验收规范［S］.

［3］CECS 246∶2008，给水排水工程顶管技术规程［S］.

［4］GB 50268-2008，给排水管道工程施工及验收规范［S］.

［5］GB 50204-2002，混凝土结构工程施工质量验收规范［S］.

［6］JGJ 46-2005，施工现场临时用电安全技术规范［S］.

［7］JC/T 640-2010，顶进施工法用钢筋混凝土排水管［S］.

［8］GB/T 11836-2009，混凝土和钢筋混凝土排水管［S］.

［9］魏 钢，魏新江，徐日庆.顶管工程技术［M］.北京:化学工业出版社，2011

［10］建设部建质［2009］87号，危险性较大的分部分项工程安全管理办法［Z］.