尹黎明，于秉富，黄淑阳

1.大连市自来水集团设计有限公司，辽宁 大连 116011

2.大连英华工程造价咨询有限公司，辽宁 大连 116021

0 引言

随着我国改革开放的深入，城市的管网建设也在突飞猛进地发展。在城市公共交通的迅速发展条件下，在市内的铁路、公路、交通拥挤的道路下铺设输水管道应采取什么方法是当今应着重研究的主要问题。通过总结实际工作经验，认为应尽可能地采取顶管施工法，这样既有利于工程的顺利进行，又不影响正常的交通运行。

1 输水管道顶管技术的分类

顶管技术在非开挖埋管线的技术分级中属D级，主要用于电力、电信、市政、给排水、煤气等工程中。输水管道顶管施工工艺按照开挖工作面的施工分敞开式施工工艺和封闭式施工工艺。前者适用于土质条件稳定、无地下水干扰的工况，工人可以进入工作面直接挖掘而不会出现大塌方、涌水的施工条件。因工作面处于开放状态，故称敞开式顶管工艺。后者适用于土质不稳定、地下水位高的工况，工人不能直接进入工作面开挖的施工条件，为防止工作面塌方、涌水对人身造成危害，将机头前端的挖掘面与工人操作室之间用密封舱隔开，故称为封闭式顶管施工工艺。

2 对输水管道顶管工作坑的要求

工作坑的大小依据顶进设备，混凝土管的管径大小，管长短而确定。通过长期的工作经验得知，工作坑长一般为混凝土管直径加2.5m，工作坑深为管底标高加上0.7m，工作坑四壁可用木方、木板支撑加固，首先必须在工作坑底先铺上一层大约20cm厚的卵石或碎石，然后再浇灌一层30cm厚的混凝土，待混凝土凝固后，再在上面铺设两根导向用钢轨。为保证所顶进的混凝土管准确无误，导向用钢轨必须经过认真测量，并且确保导向用钢轨坚固不走形，即使用土质较好的原土墙，也必须用木方、工字钢加固，以确保顶管工程的顺利。

3 输水管道顶管施工中挖土的注意事项及技术要求

输水管道顶管挖土工作要与顶管工作紧密配合，挖土速度过快，则易塌方；挖土速度过慢则影响顶管速度。在挖土时要时刻注意，如不注意势必会造成所顶混凝土管“低头”、“抬头”或偏离中线，给输水管道顶管工程造成不必要的麻烦。在所顶混凝土管挖土时，要注意混凝土管上半部要比管外壁直径多挖l.5cm，混凝土管下半部外不能有缝隙，以免出现“低头”及偏离现象。在混凝土管挖土时可多挖8cm，如果所挖土质较好，在保证不塌方的前提下，还可多挖一些，但最多不可以大于25cm。从混凝土管清除积土，可用小车外运，由工作坑底往地面上运土，可用机械吊运。

4 输水管道顶进施工技术

穿越地层有岩石、砂层、淤泥、粘土等。施工中根据不同地质情况，采用不同的技术措施，使用顶管施工既保证质量又确保了工期和安全。

4.1 普通土顶进

普通土的土质有粉质粘土，回填土等。

1）顶进工艺。此类土质易塌方，自稳一段。每次掘进90cm，采用先挖后顶，平均顶进速度为5.4m/d。

2）顶管纠偏。由于此类土质易塌方，轴线及高程都不易控制，根据我们顶管设备的实际情况，采用超、欠挖土，并加木尖、钢板条的方法控制。

3）轴线、高程控制。采用水平仪、经纬仪观测，测量频率为顶进1.8m检测一次，遇松散的土层顶进0.6m测量一次。根据我们现场施工经验，顶进1.8m时，高程变化在±5mm内应属正常，较易纠偏。

4）质量检查。此段单向顶进120m，轴线偏差50mm，高程偏差均在+40mm、-50mm以内。

4.2 砂砾坚土顶进

此类土为坚硬、密实的残积土、强风化岩（含砂砾较多）。

1）顶管纠偏。此类土质较坚硬，轴线、高程易控制，采用超挖、欠挖土层即可达到纠偏目的，根据地质情况有时也用垫钢板进行纠偏。

2）轴线、高程控制。采用水平仪、经纬仪检测、测量频率为1.8m /次，每顶进3.6m高程差可控制在±5mm范围内。

3）质量检查。此段顶进130m，质量较好，轴线及高程符合设计规范。

4.3 淤泥层顶进

此类土易塌方、自稳差。

1）顶进工艺。采用人工开挖、出土，每次掘进30～50cm，随挖随顶或先顶后挖的方法施工，顶进速度为3.0m/天。

2）轴线、高程控制。淤泥层中顶进，轴线、高程极难控制，无法采用超、欠挖、打木尖、钢板的方法进行纠偏。根据在淤泥中顶进管底高程常出现负偏差的特点，我们采取挖除管底淤泥、换填块石作管底基础来控制高程，但轴线通常无法控制，故不适宜长距离顶进。

3）测量控制。测量频率为1m /1次，同时根据高程变化情况加密测量次数。

4）质量检查。此段共顶进45m，通过换填块石做基础的技术措施，对于高程控制有良好的效果，轴线偏差在100mm以内，高程偏差在+40mm、-50mm以内。

4.4 混凝土套管顶进的技术要求

在混凝土管顶进过程中，千斤顶的顶力必须大于各种混凝土管产生的作用力，混凝土管方能正常顶进。混凝土管的顶进能否按原定的标高和方向顶进，主要与千斤顶作用点有关系。着力点在混凝土管中心垂直线靠管底的1/3处；再有顶管的管端与顶帽之间，还有千斤顶与后靠背墙之间都应该衬上软垫，以防止受到的力不均匀，影响混凝土管的正常顶进。当顶完一镐时，可以用小千斤顶把顶杆退回到原来的位置上，再增加一段顶铁接着顶进，顶管所用顶铁可多准备几根，这样可根据管端和千斤顶间的不同间距，交替使用顶铁。如果被顶的管子尾部只剩下0.3m时，可以把千斤顶杆退回到原来的位置上，然后卸下顶帽和顶铁，再下一根混凝土套管，两根管子的对口缝隙应衬上软垫，并且在混凝土管内用内涨圈固定，再用木楔挤紧，方可继续顶进。

当顶完全部混凝土管套管后，可以取下挤紧内涨圈的木楔，然后用石棉水泥抹口，或者用水泥沙浆抹口，再将环口缝隙填满塞严，以防止漏渗。在混凝土管顶进的过程中，每顶进一根管，必须测量一次标高和中线，如果土质不好，更需要随时检查。当顶进60cm时，必须测量一次，以确保准确无误。如果发现所顶混凝土管左右偏离，则需在偏离的一侧少挖一些土，在另一侧多挖些土，这样可以纠正混凝土管的偏离。如果所顶混凝土管出现“低头”情况时，倘若误差不太大，则可将小千斤顶放在垫木上，让力的作用点在管端上，随着混凝土管顶进，随着放松小千斤顶，这样可使混凝土管逐渐地恢复到正常位置上；如果混凝土管出现“仰头”情况，可以将管底土适当地多挖一些，或者把千斤顶的作用点向上少一点移动，等恢复正常后，再把力的作用点挪回到原来的位置上继续顶进。通过上述方法，就能保证混凝土管的正常顶进，顶管施工才能顺利进行。

5 结论

实践证明，要搞好输水管道顶管法施工，工作坑的选址相当重要，既要满足顶管施工全线的需要，又要尽量避开房屋，地下管线，河塘、架空电线等场所。在施工过程中不断观察，发现问题及时采取有效措施，并做好坑内排水工作，使工作坑安全稳固。在顶进过程中及时注意油泵的压力表指示值的变化，发现压力突然上升时，立即停止顶进，检查压力上升原因，防止发生意外。

[1]张红乾.浅谈泥水平衡法顶管施工工艺及应注意的问题[J].科学之友(B版),2008(3).

[2]解东亮.土压平衡顶管在管网工程中的应用[J].科技情报开发与经济,2007(16).