摘要東營市五六干合排截污工程在頂管穿越西四路的實施過程中，無開挖地下頂進鋼筋混凝土管管徑DN900mm的長度50米，DN1200mm的長度160米。該項目工程在頂管長度和施工質量方面均刷新了東營市的行業記錄，是東營市在復雜的地質條件下頂管施工的一大成功范例，現從頂管工藝應用背景、技術方案和施工過程等方面作技術總結。
　　關鍵詞頂管施工，軟土層，西四路；
　　一概述
　　東營市一直采用傳統的挖槽埋設地下管線的施工方法，其主要缺點是對地面交通的影響極大，使市區交通更加擁擠，同時也給市民的工作和生活帶來諸多不便，也容易造成路面質量下降，縮短使用壽命，尤其是市政工程施工中影響更大。本文結合五六干合排截污工程施工中的具體情況，探討一下非開挖技術在東營地區的應用。如今，在省內的大中城市，非開挖技術的應用已相當普遍，其中頂管施工是繼盾構法之后發展起來的一種地下管道施工方法，也是使用最早的一種非開挖施工方法，它可以用于無套管情況下頂進永久性的公用管道，主要是重力管道。現就頂管施工的原理和具體在東營地區的應用進行探討。
　　頂管施工就是借助于管頂油缸以及中繼間的頂進力,把工具管或頂管掘進機從工作坑內穿過土層一直頂進到接收坑內。與此同時,把緊隨在工具管或掘進機后的管道埋設在兩工作坑之間。一個完整的頂管施工主要包括以下幾個部分:工作坑和接受坑;頂管掘進機（液壓千斤頂）;頂鐵;基坑導軌;后座墻;頂進用管;輸土裝置;地面起吊設備;測量和校正系統;注漿系統;供電和照明系統;通風和換氣系統;輔助施工。
　　一個完整的頂管施工流程見圖:

       
　　二頂管施工的特點
　　頂管施工與開挖施工法相比,具有以下優點:①開挖部分僅有工作坑和接受坑,而且安全、對交通影響小；②在管道頂進過程中,只挖去管道斷面部分的土,挖土量小；③作業人員少,工期短;④建設公害少,文明施工程度高；⑤在覆土深度大的情況下,施工成本低。
　　但是,在東營市內進行頂管施工還存在諸多困難,需要施工技術人員依據現場實際情況定奪:
　　①東營市地下情況復雜，而頂管施工遇到曲率半徑小而且多種曲線組合在一起時,施工就非常困難；②東營市地下水位高，土質松散，而頂管施工在軟土層中容易發生偏差,而且校正這種偏差又比較困難,管道容易產生不均勻下沉；③推進過程中如果遇到障礙物時,處理這些障礙物則非常困難；④在覆土淺的條件下顯得不很經濟。
　　三頂管技術在五六干合排截污工程中的應用
　　1工程概述
　　五六干合排截污工程南岸截污管道穿越西三路、嵩山路、西四路等幾條主干道，現以西四路為例作介紹。該截污管線原設計為HDPE雙壁纏繞管，管徑為DN900和DN1200，穿越時改為DN900和DN1200鋼筋混凝土管。西四路施工現場情況：西四路路口東側新建管道南側分布九層高的日新大廈，西四路已建泵站以及大量的地下管線和構筑物。為避開道路兩側建筑物和日新大灑店地下采暖管道及其它地下各種管道，西四路穿越方案設計，從西四路橋西26m（SS13檢查井西13.8m）開始至西四路橋東140m(SS17檢查井西23.7m)結束，全長210m。該段起點管底標高1.53，終點管底標高為1.24。該段地質條件均為粉土和粉砂，地下水位較淺，距地表約為2米。由于原設計位置新建管道與原西四路排水管道標高沖突，穿越時將管道中心線位置移至五六干合排南岸二灘中心位置，位于西四路橋排樁中間。該段分4段進行穿越，設4個工作井，1個接收井。
　　2頂管工作坑的布置及工作坑的設計
　　⑴工作坑的設置。工作坑的位置要根據地形、管線設計、地面障礙物等因素決定,是頂管施工現場設置的臨時性設施。在頂進過程中,頂管的管節從外面吊入工作坑內安裝頂進,管內的出土工作坑提升到地面上運走。本工程根據具體情況共設置雙向頂進工作坑1座,單向頂進工作坑3座。
　　⑵工作坑的尺寸設計。工作坑的施工成本,尤其是埋深較大時,在總成本中占較大的比重。因此,在施工前期準備設備時,最大限度地減少頂進設備的尺寸,以減少工作坑的尺寸,最終降低工作坑的施工成本。
　　工作井尺寸根據頂進設備及管道直徑設計尺寸，工作井長度（L），工作井寬度（B），放坡度（C）；
　　L：后背厚度a＋千斤頂的長度b＋管頭頂鐵厚度c＋單節管長d＋頂進管道管空間系數e
　　L＝0.8＋1.6＋0.3＋2＋0.3＝4.8m
　　B＝管道外徑＋2*管道兩側工作空間＝1.44＋2*0.8＝3.04m
　　C＝根據本工程土質狀況放坡坡度為1:1
　　為了有良好的受力狀態，基坑設為圓形內徑取5m。
　　⑶工作坑的支護。工作坑是頂管工作活動最集中的地方,是管道頂進的關鍵部位。工作坑的支護對提高管道頂進質量和確保施工安全至關重要。在本工程中,由于管道埋設較深,沿線大多數井深為5.6m～7m,且土質情況較差,經方案比較采用粉噴樁護壁的方法修建工作坑。
　　⑷工作坑基礎。為防止工作坑地基沉降,導致管子頂進產生偏移,需在坑底修筑基礎或加固地基,本工程由于管段處于地下水位以下,故采用混凝土基礎。
　　⑸頂進力計算及后背設計。
　　后背墻與后背是千斤頂的支承結構,為了保證頂進質量和施工安全,需進行后背的強度和剛度計算,后背設計根據承受荷載、頂力大小而設計。本工程是將工作坑的混凝土護壁墻作為千斤頂的后背墻。
　　⑹工作坑的垂直運輸。
　　地面與工作坑底的土方,管子和頂管設備的垂直運輸采用簡易龍門和卷揚機,并搭設鋼軌橫梁作為地面工作平臺。
　　3頂管作業（關鍵工序）
　　管道頂進的過程包括挖土、頂進、測量、糾偏等工序。管節位于導軌上開始頂進至完成這一頂管段止，始終控制這些工序，可保證管道的軸線和高程的施工質量。
　　⑴減阻
　　采用管身涂蠟減阻。
　　⑵頂進
　　頂進也就是把管節沿導軌頂推到已挖好的洞內的作業,頂進操作要堅持“先挖后頂,隨挖隨頂”的施工原則。千斤頂頂進一個沖程后,千斤頂復位,在橫鐵和環形頂鐵間裝進合適的頂鐵,然后繼續頂進頂鐵安裝應平直,頂進時嚴防偏心,以免使頂鐵崩出傷人。頂進時注意油壓變化,發現不正常時立即停止頂進,并檢查原因。在整個頂進操作中應連續作業,若頂進時間間隔過長,土拱容易下塌,使頂力增大。
　　⑶砼套管接續。管節穩定后,在兩管節對口的地方按設計要求用瀝青麻絲和防滲水泥沙漿填充密封,在管外側兩管節對口處用鋼套環連接起來形成剛性接口以避免在頂進過程中產生錯口，然后繼續頂下一根砼管。
　　⑷土石挖運。管端前部的土石開挖操作,不但直接影響頂進效率,而且更影響質量控制,必須嚴格按照要求進行挖方。
　　①在規定的范圍內開挖,并及時測量開挖方向、角度和高程,修正出現的偏差。
　　②在人工操作機械進行開挖時,應控制開挖幅度,不能攪動管底下部的地基土,保持管壁表面與原地層良好吻合。
　　③根據地質情況,工作面向前挖至0.2—0.4m時,頂進一次,挖出的棄物及時外運。
　　⑸頂管測量及頂管誤差
　　頂進施工中：為了使管道按照規定的方向前進,在頂進的過程中必須不斷觀測管節的軌跡,當發現偏離設計位置時,要及時地進行校正。管線位置發生頂進偏移,稱為頂進誤差。頂進誤差過大校正就困難。因此,必須在誤差很小時進行校正。這就要求頂管自始至終都要在測量工作的嚴格控制之下。
　　①頂進前的測量工作。把地面樁引入工作坑內,在坑內設置管道中心樁和高程樁,以校測頂進管道位置。安裝導軌時嚴格控制中線和高程。頂進過程中的測量工作主要是對工具管和首節管進行測量,首先,管在頂進過程中起導向作用,要求質量高,需頻繁觀測,每頂進30cm～40cm測量一次,頂進第一節時,每20cm左右觀測一次。本工程在坑內采用能校正方向的水準儀進行中線和高程的測量控制,并堅持做到隨頂隨測。
　　②頂進過程中容易產生誤差的原因。地質構造變化,基礎土層軟硬懸殊;局部障礙物使施力偏向;頂進千斤頂用力不均;挖土操作時的尺寸不合適。
　　③產生誤差后的校正方法。挖土校正法:當誤差范圍在10mm～20mm時,采用在不同部位增減挖土量的辦法。強制校正法:當偏差大于20mm時,用挖土法已不易校正,這時采用圓木或方木頂在管子偏離中心的側管壁土上,另一端裝在墊有木板的管前土上,支架穩固后利用千斤頂給管子施力,使管子得到校正。襯墊校正:對淤泥、流砂地段的管子,因地基承載力弱,常出現管子低頭現象,這時在采取頂木強制校正法的同時,需在管底下部襯墊砂礫、木板等物,以加強地基的承載力。
　　四結語
　　五六干合排截污工程如何通過西四路，是整個東營市截污工程的重點和難點。這里土質復雜,地下管線交錯,施工場所狹小,在頂管施工時碰到大量的困難和矛盾。施工技術人員理論聯系實踐,靈活運用技術,最大限度地保證了施工質量和進度，并節約了施工成本，同時積累了許多寶貴經驗。
　　總之，東營市雖然條件對非開挖技術的應用不是優勢，但依然可以利用。非開挖管線敷設工程技術自正式進入工程施工市場至今，以其獨到的技術特征與優勢，對環境及城市交通影響較小，取得了很好的社會和經濟效益，因此已成為城市現代化進程中的一項關鍵技術，在當今城市建設管網地下化發展的大潮中，非開挖技術對于現代化城市的建設、管理起著極為重要的作用，必將得到越來越廣泛地應用，我們相信隨著這項技術的不斷完善，其在東營市的利用會愈加廣泛。
　　參考文獻:
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