隨著我國城市建設在快速發展,大量管網及地下交通隧道等地下工程不斷在新建、擴建和維修。對于人口集中、地面建筑物和地下管線十分密集、地面交通擁擠的繁華城區來說,傳統的明挖埋管方法逐漸受到限制下而采用頂管施工則顯示出極大優越性。同時,城市可持續發展的戰略要求和人們對環保的日益重視,也使得非開挖頂管施工技術越來越受到重視。

　　1、頂管施工的原理

　　頂管施工就是借助主頂油缸及管道間的中間推力,把工具管或掘進機從工作坑內穿過土層一直推到接收坑內,與此同時,也就是把緊隨工具管或掘進機后的管道埋在兩坑之間。帶注漿孔管預制與件通管節預制基本相同,主要的不同點為它在普通管的前后兩端加設了注漿孔預埋件,以便注漿使用。管節的吊運、裝車、下管均采用特制的吊車及專用吊管頂進行。管節起吊嚴格遵守規范,輕吊輕放。

　　2、管道頂進技術

　　全部設備經過檢查并經過試運轉,前七節管用拉桿連接,以防止管節漂移。開始頂進5m～10m范圍內,施工偏差超過允許偏差時,應采取措施立即糾正。工具管進入土層后的管端處理還應注意:在進入接收井的工具管和管端應設枕墊;管道兩端露在工作井中的長度不得小于0.5m。頂管結束后,管節接口的內側間隙將按設計要求處理。

　　3、注漿工藝技術

　　3.1頂管頂進施工中的注漿技術

　　(1)頂管施工采用優質的觸變泥漿材料

　　觸變泥漿的配合比將根據現場實際地層、土質及觸變泥漿的技術指標確定。觸變泥漿的配方(A漿)及主要性能指標主要為:膨潤土—12%,純堿—6%。視粘度cp—30.5,失水量1/t—9。

　　(2)在管子預埋注漿孔,每隔3節管在一個斷面設置注漿孔4個,并具備排氣功能。

　　(3)漿體的配制、攪拌、膨脹時間,都必須按設計及規范要求進行。

　　(4)壓漿方法要以同步注漿為主,補漿為輔。在頂進過程中,要經常檢查各推進段的注漿減阻效果,從而及時加以改進施工工藝。

　　(5)注漿設備和管路要可靠。具有足夠的耐壓和良好的密封性能。

　　3.2頂管施工結束后的壓密注漿技術

　　(1)注漿孔統一編號并注明施工順序,孔位偏差小大于6cm,孔偏斜率符合設計要求。

　　(2)注漿施工按分序加密的原則。頂管段注漿范圍為管周lm,注漿孔的布置為兩邊各一排,緊貼管道外側,間距為lm。

　　(3)采用間隔跳躍式注漿法:即先注1.4.7…后注2.5.8…最后注3.6.9…注漿應管道兩側同時進行,兩側的注漿順序呈三角形分布,同一次序的孔可以同時施工,不同次序的孔,按規定次序進行。

　　(4)注漿前應做好孔口的注漿工作。當有土粒進入管內時,立即沖洗干凈。

　　(5)注漿過程中發現壓力突然下降,流量突然增大時,應立即停止,檢查是否冒漿、跑漿,當發生以上情況時,應立即采取措施處理。

　　4、頂管施工的測量、糾偏、糾扭技術

　　4.1頂管測量技術

　　測量必須按照設定的管道中心線和工作井位建立地面和地下測量控制系統,控制點應設在不易擾動、線清楚、方便校核的地點。測量頻率為每項進500mm測量一次,全段頂完后,應在每個管節接口處測量其軸線位置和高程。

　　4.2頂管糾偏技術

　　糾偏是指機頭偏離設計軸線后,利用設置在后部的糾偏千斤頂組改變機頭端面的方向,減少偏差,使管道沿設計軸線頂進。當頂管機頭發生旋轉時,可采取在管內的相反方向增加壓重塊或在中間站提供旋轉糾正力矩等方法糾正。

　　4.3頂管糾扭技術

　　頂進過程中常常遇到管道扭轉,這將影響管道出泥、電機安裝等必須加強控制,避免扭轉角度過大。糾正管節扭轉的有效方法為壓重糾扭,即在管道單邊壓重使管道在相反的方向扭轉。

　　5、其它有關頂管施工技術措施

　　5.1穿墻頂進

　　頂管出洞口對頂管來說是非常重要的環節,為了順利頂進,在接收井四周仍然采取了深層水泥攪拌對穿墻管前方2 m范圍內的土體進行加固,起到擋土、阻水的作用。

　　5.2觸變泥漿減阻

　　采用觸變泥漿進行減阻,通過壓入的泥漿在管壁形成泥漿套。

　　5.3頂管節接頭及防水措施

　　混凝土管采用F型橡膠密封圈柔性接口,氯丁橡膠楔形膠圈,由制管廠配套供應,接頭內設止水鋼環。當管節正常頂進安成后,管節之間都能達到良好的密封狀態。

　　5.4作業面通風選用大型風扇作鼓風式通風。

　　5.5管道嚴密性試驗

　　在頂管施工和檢查井施工完成后,對各井位之間管道進行嚴密性試驗,管道嚴密性試驗采用閉水法試驗。管道不得有漏水現象,其滲水量應小于允許滲水量。

　　6、頂管施工過程中應注意的問題

　　6.1頂管出洞

　　即打開鋼封門,將工具管頂出井外,頂管出洞是整個頂管工程的關鍵環節,此時要防止工具管前方土坍塌和工具管偏離設計軸線。

　　6.2糾偏

　　是指上具管偏離設計軸線后,利用工具管內的糾偏機構(糾偏油缸改變管端方向,減小管線偏差的過程。

　　6.3糾扭

　　頂進過程中常常遇到管道扭轉,這對管道出泥,電機安裝等有較大的影響,因此必須加強控制,避免扭轉角度過大。

　　6.4導軌偏移

　　基坑導軌在頂管施工過程中產生左右或高低偏移。

　　6.5洞口止水幽撕裂或外翻。

　　6.6后靠背嚴重變形、位移或損壞。

　　6.7主頂油缸偏移。

　　6.8地表隆起

　　在任何一種頂管施工中,若操作不當,都會使機頭前方沿滑裂面范周內的土體遭破壞使地表隆起。

　　6.9地面沉降

　　在頂管機過后或頂管施工完成以后,在管子中心線左右兩側的地面產生沉降,并且隨著時間的推延,沉降槽的寬度與深度均與日俱增。

　　7、結語

　　隨著工程技術的發展,將會出現更為先進的頂管施工工藝及施工機械。在采用頂管施工技術后,減少了大量的土方開挖量,縮短了工期,減小了對周圍建筑物和周邊居民的影響,取得了良好的經濟效益和社會效益。