大管径长距离顶管施工要点

大管径长距离顶管施工要点

李静雄

昆明市建设工程质量安全监督管理总站云南昆明650031

摘要：本文由顶管施工的现状入手，介绍了当前大管径长距离顶管施工中常见的一些问题，并总结了施工要点，包括注浆减摩、中继间、测量控制、顶进姿态控制以及纠偏控制等技术。

关键词：大管径顶管；长距离；施工

1、前言

目前，在地下管道的铺设建造过程当中，顶管施工法是较为常用的一种方法。它具有工程量较小、对周边环境影响较小等优点，但要求较高的施工技术与设备。因而，在过去技术、设备等都没办法达到要求时，顶管施工就较少被采用。随着技术水平的提升以及公众对生活环境要求的提高，顶管施工愈发普及。但是，随着管道施工顶进距离与深度在不断增加，地质的复杂，顶管施工也遇到了一些障碍。本文就将对大管径长距离顶管施工的一些要点进行讨论。

2、大管径长距离顶管施工中常见的问题

顶管施工是通过顶进设备将顶管掘进机贯穿土层直至放入接收工作井，后续管道也将依次顶进、联结并埋放①。在长距离的大管径顶管施工中，因为距离过长与特殊的施工环境，容易出现下述问题。

2.1阻力过大

在长距离的施工当中，距离越长，顶管所受的顶力与管道受到的摩擦力也会越来越大，顶管施工就会受阻。在这种长距离的大管径顶管施工中，这种过大的阻力需要通过一些手段减弱，以便工程的顺利实施。

2.2管材抗压、抗腐蚀能力不足

特殊的施工环境对于施工材料有着特殊的要求，地下水分子含量较高，埋藏在其中的管材容易被水汽腐蚀，缩短使用寿命，管材的抗压能力也对施工质量有着至关重要的影响，但目前市场上的许多管材的质量还达不到要求。

2.3地质条件复杂

在不同的地质条件中，顶力公式、设备的选择、注浆减摩的参数、危险源的状况都不一样，需要因地制宜，这给施工带来了一定的难度。

3、大管径长距离顶管施工中的要点

3.1注浆减摩

注浆减摩可以有效的降低施工中的阻力与顶力，如果注入的泥浆可以形成一个较完整的泥浆套时，它就能有效的减少摩擦力，同时又能起到支撑、保护与填充作用。现在最常使用的方法是膨润土触变泥浆，蒙脱石黏土具有触变性，在受到搅拌、不再静止时，它呈现出的是一种溶胶状态，而在静止状态时，它就会凝结。因此，它适宜用在顶管施工之中，在顶进过程中，它可以减少阻力，而在施工完成后，它的凝结状态就有助于支撑周边的土层结构，有效的保证了施工的安全性与施工的质量。在实际的施工过程中，受渗透作用影响，经常出现泥浆流失的状况，因此时常需要补浆，只有在渗流达到平衡状态时，才能有效确保泥浆套的作用得到最大限度的发挥。

注浆减摩需要根据实地的地质来确定合适的参数。在设计阶段，针对土层情况与所需土压力，确定膨润土的注入压力与配置比，并在合适的时间尽可能均匀的注入所有的顶进管线。

3.2中继间设置

这一技术旨在通过在顶进管道的合适位置安装中继间，通过接力实现长距离的顶管施工。这一技术是实现长距离施工必不可少的要素，也是提高工程经济效益的重要一环。受实际施工状况的影响，中继间的设置数值都不同。但它可以提高的最大引力要比顶进管线的最大引力小，还要预留一定的设计引力用以应对可能出现的突发状况，适应当地的地质条件。

3.3测量控制管理技术

大管径长距离施工引起地下施工的特殊性，顶进管道需要严格、精密的控制，了解管道的高程及其水平轴线，确保施工的质量与安全性。当前，最常使用的测量方法是红外线经纬仪跟踪测量，它在300米范围内可以较为精确的测量水平轴线，当距离超过300米时，他就没有办法实现精准控制了，研发出新的测量方法是我们的当务之急。通常，在参考业主给出的测量点以及整体的控制网之后，根据管道的轴线及高程来设立测量点，设置完毕后，每周都要进行检查核对，假使起始点、后视点发生位移后，要及时处理，避免测量的误差影响工程进度与质量。

3.4顶进姿态的控制

项目伊始，顶管机的姿态控制对整个工程质量有着重要影响，一旦出现偏差，就会阻碍工程进度，浪费项目资金。因此，在顶进之前，我们必须做好相应的准备，对导轨的高程、中线、安装牢固、精准与否作严密检查。同时，对顶管机的姿态作出调整，及时记录前后倾斜仪、土压力计、电流表等各项仪器的初始数值，前倾斜度不应超过1°，一旦出现异常状况，要及时处理。顶管机在顶进时，因其支撑介质的改变，容易出现机头下降状况，据此，我们需要制作一种延伸导轨来延缓这种“磕头”趋势，顶管机突进到一定长度时，善用“机头管”防止方向的突然改变，强化导向作用。

3.5纠偏控制技术

施工中，顶进管道与轴线的偏差在所难免，由此，对偏差的纠正也是顶管施工中的重要部分。从施工之前，我们就要对顶管后靠背的质量、顶管机、导轨、管道接头各方面进行检查，最大限度的减少偏差的出现。在轴线偏离超过30%时，就要实行纠偏作业，连续、小角度、稳定的进行纠偏，避免角度过大、用力过猛引起地面变形、难以顶进的情况。同时，我们还要及时关注过程进度，提前判定偏差趋势以及时纠正，避免出现更大角度的偏差。

3.6严格甄选管材

施工材料的选择对施工完成质量有着至关重要的影响，特殊的施工环境对管材的抗压能力与抗腐蚀能力有着极高要求。我们在严格把控原材料质量的同时，也要关注研究的前沿动态，关注新的材料。如今，在各类棺材中，出现了一种玻璃纤维加强管，它的抗压性极强，可达90MPa-100MPa，是当前普遍采用管材的1.5倍。混凝土管的防腐工艺也在不断发展，甚至已经出现用PVC塑料管、玻璃锥管这种抗腐蚀能力更强的管材来替代钢管或混凝土管。在预算范围内，我们可以多选择这种新的材料，对原材料严格把关，抽检不合格的材料坚决不予使用，从根本上来提升管材的抗压、抗腐蚀能力。

4、总结

大管径长距离顶管施工出现的频率越来越高，它有自己的独特优势，但对施工技术、设备、工艺都有较高要求。据此，本文总结了相应的施工要点，也期待注浆新材料、新设备、新工艺的研究与开发。

参考文献

[1]余彬泉，陈传灿.顶管施工技术[M].北京：人民交通出版社，1998.

[2]戴奇巍.王涛.谈市政管道工程顶管施工工艺[J/OL].建筑知识，2016-08-10.

[3]梁文蔼.大型机械顶管顶进姿态控制技术应用[J].建筑工程技术与设计，2014，（14）.

注释：

①戴奇巍.王涛.谈市政管道工程顶管施工工艺[J/OL].建筑知识，2016-08-10.