第09卷第11期中國水運vol.9 no.11 2023年 11月china water transportnovember 2009
收稿日期：2009-10-21
作者簡介：龔紅燕，江西省安裝工程****。
城市汙水管網頂管施工方法
龔紅燕（江西省安裝工程****，江西南昌 330029）
摘要：在無法實施開挖作業的地區鋪設管線，如穿越公路、鐵路、建築物等情況下，採用頂管法是一種經濟實用的方法。本文介紹了頂管施工工藝流程及施工中的安全措施，同時對施工中易出現的一些問題進行了分析並提出了解決辦法。
關鍵詞：頂管法；施工；工藝流程；安全措施
中圖分類號：tu992.05文獻標識碼：a文章編號：1006-7973（2009）11-0135-02
隨著國家現代化的程序的加速，城市建設步伐越來越快，許多城市需要對原有排水系統進行改造，排水系統在市政基礎設施建設中占有很大比例，為確保既有道路的暢通和道路兩側既有房屋、電力線及供水管道等設施的安全，汙水幹管常採用頂進法進行施工。採用頂管法施工具有占地面積少，施工過程控制嚴格的優點，可保證交通暢通，在穿越鐵路、公路、河流、建築物等障礙物時可減少沿線的拆遷工作量，大大降低工程造價。
一、管道頂進施工工藝流程 1．安裝管節
下管前首先在地面上對管節進行外觀檢查，管長、管壁厚、管徑等必須符合設計要求，對不符合要求的禁止使用，具體操作如下：
（1）先進行工具管的安裝和頂進，再將鋼筋混凝土管在導軌上安好，對正管口並按設計層數墊上油氈，在管內用鋼內漲圈支撐牢固。（2）管節下吊時，工作坑內吊點下方嚴禁站人，待到管節接近導軌時，工人再穩管就位。管節落到導軌上後，檢查管壁與導軌是否密切接觸，如發現有懸空、翹起現象，應轉動管節直到完全密合為止。
（3）管道介面。管節穩定後，在管內側兩管節對口處用鋼內漲圈將兩管節連線在一起，使介面處於剛性連線，避免頂進中受力後產生錯口，保證頂進過程中管節高程和方向的準確。
2．挖土
（1）安管與介面完成後，將管內低壓（36v）照明電線及其他管內延伸的各種管線安裝完畢，即可在管前端工作面上挖土。（2）管前挖土是保證頂進質量及防止地面沉降的關鍵，直接影響頂進管位的正確性，因此管前周圍超挖應嚴格控制。正常進行頂進時，管端上方允許有不大於15mm 的空隙，以減少頂進阻力。
管端下部135°中心角範圍內不得超挖，保持管壁與土壁相平，也可留10mm 厚土層不挖，在管子頂進時切去，防止管端下沉。根據該工程工作面土質及地下水位高的情況，在開挖過程中不得擾動管底地基土，及時頂進及時測量，挖
出土方及時運走。
3．頂進
管節安裝完畢後，用qyl150千斤頂將管節沿導軌方向和已挖好的土洞向前頂進。（1）頂鐵的布置採用單行傳力式。在鋼筋混凝土管口設環形頂鐵，把主頂油缸的推力較均勻地分布到鋼筋混凝土管端面上，同時保護管端麵。
（2）頂鐵安裝不得有偏心和錯位，要求為：（a）縱向頂鐵相接時一定要平直，不能出現上下左右的彎曲和錯台現象，以防止產生偏心荷載；（b）單行縱向頂鐵的中心線要與管道軸線一致；（c）縱向頂鐵與管端面相接觸時，必須使縱向頂鐵中心線通過管壁的平均半徑上，即著力點應位於管壁厚度的中點；（d）縱向頂鐵著力點高度位於外直徑高度的1/3-1/4之間，並且靠下半部，以防止著力點太高而使前管低頭；（e）縱向頂鐵與橫向頂鐵應垂直相接；（f）為了接觸均勻，管端麵與頂鐵間應加設襯墊，襯墊料用油氈。（3）頂程序式。
頂鐵安裝完畢，管前端已挖土洞，就可頂進。（a）開動油幫浦，千斤頂油塞出程，開始先壓縮後背和壓緊頂鐵，之後再頂進管節，當千斤頂油塞杆外伸到臨界長度，立即關閉油幫浦，停止頂進，退回活塞桿，然後安裝頂鐵繼續頂進；（b）當頂完一節管時，即頂到留在導軌上的管節長度約0.4m～0.
5m 時，無論千斤頂是否出程完畢都要停止頂進，此時退回千斤頂行程，拆除頂鐵，隨即測量。
二、施工安全措施
在頂管施工中，即使從最簡單的手掘式頂管施工來說，也要考慮其挖掘是否穩定的問題，其包含兩方面的內容：（1）工具管前方挖掘面上的土體是否穩定；（2）工作坑及接收井周圍土體是否穩定以及是否需要進行支護。在工程實施過程中如發現有不穩定的現象則必須採取有效的施工措施。
依據作業重要條件危險性評價結果，汙水管網頂管施工採用如下安全技術措施：採取超前地質探測，防止坍方、湧水和流砂；設定穩妥的排水系統，及時排走井下積水；加強井下空氣監測，加強井下通風。
1．防突泥、突水
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（1）在施工準備階段必須做好水文地質、工程地質勘察，確認施工場地是否存在突泥、突水等不良地質現象，為制定合理的施工方案提供技術資料。（2）在施工時，一定要防止泥漿從上層或洞口及其他地方流失，注意觀察地下水壓力的變化，及時採取相應的措施和對策，保證挖掘面的穩定。（3）要不時檢查泥漿的密度和效能是否正常，還要注意進排泥幫浦的流量及壓力是否正常，保證排泥系統正常執行。
（4）應將地下水位降至管底以下不小於0.5m處，以確保管道內乾燥，並採取措施，防止其他水源進入頂管管道。（5）當管道停止頂進時，應採取防止洞口止水圈漏水和防止管前塌方的措施。
（6）當頂管前方地下水較大，或碰到流砂時，必須關閉氣壓艙門，進行氣壓施工。
2．防中毒和窒息
（1）採取先進的檢測手段，輔以機械通風措施。最好採用先進的檢測儀器進行檢測，強制通風，使有害氣體含量達到安全標準後，方可下井。尤其要注意硫化氫等在泥水中沒有大量釋放，工人下井後空氣流量增大，造成井下毒氣突然上公升。
因此，必須不間斷向井內強制通風，在施工作業期間定時對其檢測。（2）在下坡頂管過程中，應及時排出管內積水，控制管內的濕度，從而使管道內的含氧量提高，改善施工人員的施工環境。（3）頂進長度超過50m時，除必要的施工間斷外，必須不間斷通風。
3．防觸電
（1）施工用電要合理布置，用電維護、搭接須配有持上崗證專人。（2）每台機械裝置分設開工和熔斷保險，嚴禁一閘多機。（3）用電裝置須採用接零或接地保護，移動式用電裝置均在配電箱內裝設保護裝置，照明線路按標準架設，不准採用一根火線與一根地線的做法，不得使用保護接地線作為零線。
（4）抽水幫浦、發電機開關線路及各種機械由專人負責，並隨時檢查運**況及電器絕緣狀況，發現不安全隱患及時糾正。抽水幫浦不允許帶電移位，開關盒應有防雨水覆蓋絕緣保護。（5）配電裝置的櫃門處均應有名稱、用途、分路標記及內部電氣系統接線圖，以防誤操作；配電裝置必須按其正常工作位置安裝牢固、穩定、端正；配電裝置均應配鎖，並由專人負責開啟和關閉。
（6）電工和用電人員工作時，必須按規定穿戴絕緣、防護用品，使用絕緣工具。（7）施工現場下班停止工作時，必須將班後不用的配電裝置分閘斷電並上鎖。途中停止作業1小時及以上時，相關動力開關箱應斷電上鎖。
暫時不用的配電裝置也應斷電上鎖。（8）配電箱、開關箱內的電氣配置和接線嚴禁隨意改動，並不得隨意掛接其他用電裝置。（9）在電氣裝置和線路周圍不堆放易燃易爆物和腐蝕介質，不在電氣裝置周圍使用火源。
三、施工中易出現的問題及解決辦法
1．管道軸線的糾偏
每節管道頂進後要對中線進行實測，檢視與設計是否吻合，如果發生偏差，就要採用挖土法進行校正。通常可以採用如下兩種方法：一是管內挖土法，即開挖面的一邊保留土體，另一邊被開挖，頂進時，土體的正面阻力移向保留土體的一側，管道向該側糾偏。
二是管外挖土法，管內的土被挖淨，並挖出刃口，管外形成洞穴。洞穴的邊緣，一邊在刃口的內側，一邊在刃口的外側，頂進時管道順著洞穴的方向前進。如果挖土糾偏效果不明顯，可以採用橫木支撐配合挖土糾偏。
糾偏要做到「勤測、勤糾、緩糾」的原則，糾偏挖土應保證每節管超挖或保留土體不大於5cm，頂進中使管中心徐徐復位，不能一次糾偏過激，以免對管節和後續施工造成不利影響。糾偏時應注意，管道出現偏差具有一定的慣性，糾偏的效果也往往要在頂進一段距離後才能反映出來，因此在糾偏時要不斷地調整工具管的糾偏角度，在管道回到中線時，工具管前進方向的角度也應與中線一致，否則就會造成糾偏過量。
2．卡管
卡管通常是由於挖掘洞穴尺寸偏小或不規則，盲目頂進造成。如果在頂進中發現，千斤頂的油幫浦壓力表的讀數猛然劇增，應立即停止頂進，進洞檢查。這種情況只要派人進洞對開挖面洞口尺寸進行修整一般都能解決。
3．管節爆裂
管節爆裂通常是由於混凝土管質量或頂進時載入偏心造成。載入偏心引起的破壞通常只會發生在還未進洞的管節與頂鐵接觸的管口處，調整頂鐵的著力點，採取增大邊圈承壓面積，在管壁與頂鐵間增加緩衝墊等措施後，一般不會再出現這種現象。如果管節破壞的出現沒有規律，到處都有發生，這時就要懷疑是由於管節的質量不合格或不穩定，必須更換質量合格的管材。
4．地面沉降
地面沉降往往是由於管頂土層不穩定、土體鬆散、地下水、超挖等原因，挖掘時管內塌方，頂過後又未進行注漿處理造成。預防地面沉降，首先應避免超挖，根據土體的穩定程度，決定挖掘深度與頂進間隔，將地下水位降至管底以下不小於500mm處，並採取措施防止其他水源進入頂管，防止掘進時塌方;其次，如果發生塌方，要在管道頂過後，及時在塌方里程處進行注漿處理。
參考文獻
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