摘要：從混凝土管材的選定、工作坑的設計及施工、頂管頂進中若干關鍵問題入手，介紹了手掘式頂管施工技術在市政排水工程中的應用。
　　
　　關鍵詞：手掘式頂管，市政排水，工程應用
　　
　　一、管材的選定
　　
　　在市政排水工程的施工過程中，應確保上層道路的安全，既不能對穿越地段地層結構產生威脅，也不能影響到交通安全。因此，施工單位應以混凝土管預制工藝、起重運輸設備能力、工作井尺寸和頂管設備為依據，頂管用混凝土管管壁的厚度一般為管內徑的10％，本工程混凝土管管壁厚度采用100mm，管道內徑為D600鋼筋混凝土管，每根長2m，每頂進50cm后，管節鋼筋配置可參照已施工的同類型、同直徑的管節配筋，再由設計院根據本工程的施工和使用條件進行校核、調整。管節接口在頂進前先在導軌上用瀝青麻繩嵌放于接口處，加鋼內脹圈固接，利用頂進之力將瀝青麻繩壓實，再用水泥砂漿勾縫，保證接口的密實性。
　　
　　二、頂管施工工藝
　　
　　對于頂管的施工工藝，一般應采用的方法是手掘式液壓頂管法，另外為了防止安全隱患，管道接口處還應作相關的防腐處理。具體的工作流程如下：現場勘察與探測一測量放線一工作坑設置一設備進場安裝一頂管一基坑回填一場地清理一竣工驗收。
　　2．1測量放線
　　以施工規劃為依據，先用經緯儀在現場地面上準確放出管道鋪設的中線控制樁，控制樁必須用混凝土保護好，待工作坑挖好后，再用經緯儀將管道中線控制樁引至工作坑并保護好，確保施工使用時管道中線的準確度。
　　2．2工作坑設置
　　在設置工作坑的過程中，應首先根據施工場地的具體情況，再綜合頂管設備的具體操作條件進行。一般情況下，施工場地都比較狹窄，更適宜在一定程度上放坡，深度應按照設計管道底面的標高進行選擇，并要綜合考慮管道壁厚、導軌承臺枕木厚度及導軌高度等因素，當完成作業坑的挖掘支護工作后，應及時通過彩鋼板進行圍擋，同時不能忽略安全警示標識的設置。
　　2．3導軌安裝
　　基坑導軌是安裝在工作坑內并為管子出洞提供個基準的設備，是頂管工程關鍵，要求設置牢固可靠，軌距高程正確，須在軌底下澆注C20墊層，厚20mm并預埋螺栓，以便通過扣件扣緊導軌，并保證水平，導軌高程偏差≯±3mm，中線位移≯±3mm。基坑導軌鋪設應注意管線軸線、導軌標高和導軌支排穩定性幾個方面的問題。
　　
　　三、掘進與頂進
　　
　　人工掘進，用小回輪車拖出，集中后提升外棄，每次挖掘長度>50cm，采用頂一節挖一節的手掘式液壓頂管法。頂鐵與管口之間采用緩沖材料襯墊，當頂力接近管節材料的允許抗壓強度時，管端應增加環形頂鐵。頂進中必須做好高程、中線控制，作好頂進壓力、方位、高程記錄。在允許超挖的穩定土層中正常頂進時，管下部135。范圍內不得超挖，管頂以上超挖量≯1．5cm，超前超挖視具體土質情況確定。
　　3．1進洞技術
　　進洞技術是頂管施工中的重要技術，穿墻進洞作為其中的一道重要工序，不僅有較高的技術性要求，也存在著一定的安全隱患。因為穿墻后掘進機方向的準確與否將會給以后管道的方向控制和井內管節的拼裝工作帶來影響。穿墻時，首先要防止井外的泥土塌人井內；其次要使管道不偏離軸線，頂進方向要準確。防止井外泥土塌人井內可在施作工作井時先在洞口處磚砌擋土墻。若土質較軟或有流沙，則必須在管子頂進方向距離工作井邊一定范圍，對整個主體進行改良或加固，視情況一一般采用注漿、旋噴樁、深層攪拌幕墻等措施，以提高這部分土體的強度，防止工具管出洞時塌方。當工具管準備出洞時，應先破除磚封門并將雜物清理干凈，將工具管切人工作井井壁中，當止水橡膠法蘭與工具管充分結合后，觀察穿墻進口處地面變形情況，若無明顯隆起或塌陷，方可繼續頂進。
　　3．2頂管頂進施工
　　從理論上講，掘進機在頂進過程中，其中的土倉壓力如果小于掘進機所處土層的主動土壓力，地面就會下沉；反之，如果土倉壓力大于被動土壓力，地面就會產生隆起。只有把土壓力控制在主動土壓力與被動土壓力之間，才能達到土壓平衡。正常頂進過程中，迎面壓力控制在0．02～0．2MPa之間，即當土壓力隨主頂油缸的推進，逐步升高到0．2MPa時開始出土，當土壓力下降到0．02MPa時停止出土。管道頂進過程中遇到特殊情況應暫緩頂進，及時處理。當機頭頂入土中后，留其尾部約30cm長擱在導軌上，收回頂進油缸，卸走頂鐵，安裝連接第一節混凝土管，開始管道的正常頂進。頂進中必須控制好機頭出土量，出土過多會造成地面沉降，出土量過少會使地面隆起。出土量的多少應根據地質土層情況及地面監測資料進行試驗分析確定。機頭出土要從管道內運送至工作井，再提升至地面堆放。
　　3．3軸線及高程控制
　　控制軸線和高程，是整個施工過程中的重要環節，直接關系著工程的質量，因此，施工單位需要在工作坑內安置好s3水平儀、J2級經緯儀，每次頂進觀測后作好記錄，計算其方位、高程，如發生偏離，應及時糾正，不允許超出設計要求(中線允許偏差30mm，管內高程±30mm)。根據設計坡度在導軌上作好調整，通過測量無誤后才能固定導軌，并在坑內部設2個可供相互檢校的臨時水準點，以隨時控制管道頂進坡度。一般地，如果在測量中發現管位偏差，并這個差值達到1cm，就應及時進行校正。
　　3．4注漿
　　頂管施工中注漿作用機理為：一是起潤滑作用，將頂進管道與土體之間的干摩擦變為濕摩擦，減小頂進時的摩擦阻力；二是起填補和支撐作用，漿液填補施工時管道與土體之間產生的空隙，同時在注漿壓力下，減小土體變形，使洞體穩定J。注漿使頂進管道與土壁四周填充密實，并使鋪設管道與周圍地層形成整體，增加鋪設管道的穩固性，確保外接口銜接完善。在每次頂進之前和頂進中壓注具有支撐和潤滑作用的觸變泥漿，頂完后通過預埋在管道頂部外側的鉆有蜂窩狀小孔的壓漿管壓人水泥漿。壓漿分次進行，每次穩壓5～10min再進行二次壓漿。
　　3．5出洞技術
　　工具管就位后，打開接收井穿墻擋板，然后鑿除穿墻擋板磚砌體，安裝控制工具管進洞方向的導軌，安裝密封圈和密封裝置。在密封圈內兩道鋼絲刷中間涂抹盾尾密封油脂，根據測量結果調整基座和扇形壓板位置，然后將機頭緩慢、均勻地推入穿墻擋板，為防止止水橡膠圈外翻，確保工具管刃腳距接收井墻壁有一定的距離，對工具管刃腳考慮一定的保護措施。
　　
　　四、結語
　　綜上所述，在市政排水工程中，合理運用手掘式頂管，不僅可以應對車流量大等情況，也可以對城市的水環境進行綜合整治，使其得到相應的改善，此外，通過手掘式頂管施工，使得市政排水工程達到了預期效果，而且沒有明顯影響到城市交通環境，并取得了一定的經濟利益和社會效益。
　　
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