北京四環(huán)路非開挖頂管施工實例

摘 要 根據(jù)場區(qū)工程施工環(huán)境，就具體非開挖(人工頂管)的工程實例，詳細闡述了人
工頂管施工難點和遇障礙物的解決辦法。
關(guān)鍵詞 非開挖頂管



人工頂管是一種古老而實用的管道非開挖鋪設(shè)施工方法，是人工與機械相結(jié)合，造價比較低的一種半機械化施工方法，是具有中國特色的非開挖施工方法。

1工程概況

1.1工程簡介

本工程是北京北四環(huán)學(xué)院路立交排水工程8#合同段北側(cè)雨污水頂管工程的一部分，其中雨水西起東24#，東至東28#，管徑為D-1550mm砼管，頂進長169m，污水西起東36#，東至東39#包括東36#北支線，管徑為D=1050mm砼管，頂進長182m，東西兩側(cè)分別與其他施工單位連接，其中，現(xiàn)澆鋼筋砼檢查井5座(詳見圖1)。

1.2施工難點

   (1)施工地段現(xiàn)況南北方向公用管線眾多，其位置與設(shè)計雨污水管線形成平面交叉，頂管坑、接頭坑露出的現(xiàn)況地下管線需進行必要的懸吊加固或拆除導(dǎo)改，還有一些情況不詳?shù)墓芫�，這給頂管施工帶來不便。
(2)現(xiàn)況地面下4.5m為人工填土層，3.0m以下為地下水位標高，其類型為潛水層，雨污水管線設(shè)計高程均在地下水位以下，降水是頂管順利施工的重要一步。

(3)污水管線的高程位于現(xiàn)況地面下9.5m，頂管坑、接頭坑四周支撐護壁的安全難度大。

(4)本段頂管施工，雨污水在東25#，東26#，東37#，東38#井位均設(shè)計有轉(zhuǎn)折點，是四環(huán)路頂管施工中難度最大的一段。

2施工方案設(shè)計

業(yè)主要求施工不影響交通的正常運行，不破壞正常運行的管線。設(shè)計要求不產(chǎn)生路面沉降，鋪設(shè)管道要直，達到規(guī)定流水坡度，以便排水。在此采用人工頂管施工方案。

2.1施工前準備

熟悉看懂施工圖紙，領(lǐng)會設(shè)計意圖，學(xué)習(xí)監(jiān)理程序，參加各種設(shè)計交底會，交叉管線配合會，在現(xiàn)場調(diào)研的基礎(chǔ)上，編制切實可行的施工方案，制定出完善可操作的各種技術(shù)措施，深入現(xiàn)場進行實際勘察，掌握各種地下交叉管線及障礙物的埋深及走向，結(jié)合擬建設(shè)計管線的中心，進行比較分析。做好測量交樁工作，對所交初始樁給予妥善保護，并及時引出到可靠地方，尤其是對于本段東西兩頭交接界面的高程、中心，雙方須共同復(fù)核落實。同時組織材料、機械和人力進場。

2.2降水

頂管工作坑、接頭坑及頂進段的降水，全部采用管井降水方法，每座頂管坑及接頭坑根據(jù)開挖后的地下水情況擬采用2—4座管井布置，管線地段采用雙排管井降水，管井間距為16m，管井直徑不小于600mm，井深不小于18m。

2.3頂管坑布置與施工

   (1)雨水管線頂管工作坑布置在東25#，東27#均為雙向頂進，在考慮排降水運輸方便和折點的前提下，東25#頂管坑結(jié)構(gòu)尺寸擬定為B×L=6×7m，東27#頂管坑結(jié)構(gòu)尺寸擬定為B×L=5×7m。因污水管設(shè)計高程較深，東36#帶有北支線，故污水管線的頂管坑布置在東36#，東38#，其中東36#結(jié)構(gòu)尺寸為B×L=7×7m，東38#結(jié)構(gòu)尺寸B×L=7×7m。雨污水管線接頭坑均采用B×L=5×5m的結(jié)構(gòu)尺寸。

(2)頂管坑采用隨挖隨插大木板圍護，工字鋼盤撐支護方案。

2.4頂力計算及后背設(shè)計核算

   按頂力經(jīng)驗公式計算，最大頂力段為東36#～東37#的污水管線，管徑為D=1050mm。頂距為60m.
   頂力計算公式：
P=n×G×L
式中
   P—全部管子總頂力(kN)；
   G—管子單位長度管體自重(kN／m)；
   n—土層系數(shù)取n=2；
   L—頂進管子總長度(m)。
   通過計算最大頂力為280t。
經(jīng)計算利用坑壁原狀土做后背不能滿足頂進施工要求，本段頂管施工后背全部采用鋼木后背，結(jié)構(gòu)尺寸不小于5.5×4.5m2。

2.5常規(guī)頂管施工

(1)頂力計算完畢后，對原土作后背墻的允許應(yīng)力進行核算，施做后背時土壁鏟修平整，使壁面與管道頂進方向垂直，后背選用15cm×15cm方木橫排，方木前豎放立鐵，立鐵前橫向放置75cm×45cm橫鐵，方木應(yīng)臥到工作坑底l~5m深處。   -

(2)下管前對管子進行外觀檢查。

(3)第一節(jié)管子下到導(dǎo)軌上，測量管中心及前后端的管底高程，確認安裝合格后方可頂進。

(4)一般地段可超越管端挖30-50cm，管頂超挖不得超過1.5cm，但下面135o范圍內(nèi)不得超挖，隨挖隨頂。在土層松散的地段頂管，必須在首節(jié)管前端安裝鋼刃腳，以防土層坍落傷人。

   (5)頂時施工注意安全防毒、防燃、防水淹等措施。當頂進長度超過50m時，應(yīng)設(shè)置通風設(shè)施以防缺氧窒息。穿越現(xiàn)況道路時，為保證行車安全，道路上應(yīng)輔設(shè)2cm的過街鋼板。

(6)頂進中的測量與校正。頂?shù)谝还?jié)管時及在校正偏差的過程中，測量間距不得超過30cm，管道進入土層后的正常頂進，測量間距不得超過100cm；中線采用經(jīng)緯儀測設(shè)，施工中用中心樁掛線進行測量，兩中心樁間距盡可能拉大，用水平尺測量管前端的中心偏差；高程測量用水準儀及特制的高程尺。根據(jù)工作坑內(nèi)設(shè)置的兩個以上穩(wěn)固水準點的標高，測頭一節(jié)管前端及后端的管底高程，以掌握頭一節(jié)管子的走向。

全段頂進完畢后，在每個管節(jié)接口處測量中心位置和高程。
頂進過程中發(fā)生偏差，當偏差在1—2cm時，采用超挖糾編法，即在管子偏向一方不挖，而在另一側(cè)超挖，使管子向阻力少的一側(cè)偏轉(zhuǎn)，偏差得以糾正。當偏差大于2cm時采用方木校正法糾偏。

在有折點的頂管工作坑必須保證頂進方向與原背垂直關(guān)系，故帶有折點的工作坑應(yīng)做二次后背。

根據(jù)現(xiàn)澆檢查井的結(jié)構(gòu)尺寸，及兩井段之間的距離，頂進前算準排好管子數(shù)量，盡量避免鑿管。


2.6工作坑回填及水泥漿填充

項進中需在管外壁進行必要超挖，頂進過程中，設(shè)專人對沉降、坍陷進行監(jiān)視，隨時對地面進行量測。頂管到位后，對穿越房屋的井段立即從管內(nèi)向管外壁超挖部分進行水泥漿壓力充填工作，注漿壓力為0.3MPa，按倒孔法操作。以保證注漿飽滿充實。

檢查井澆筑完畢后，頂管工作坑，接頭坑要進行回填土，檢查井的周邊填土保證密實度的要求，回填土密實度不低于95％。


2.7檢查井澆筑

   本段工程共有5座鋼筋砼檢查井，現(xiàn)澆砼結(jié)構(gòu)施工包括鋼筋，模板和砼三道主要工序。
2.8水泥管的管口處理

頂完后，管道接口采用石棉水泥接口。填塞石棉水泥時注意管縫要充分濕潤與養(yǎng)護。

2.9管道閉水

將試驗段兩端管口用水泥砂漿砌磚封堵。閉水試驗在管道充滿水24小時以后進行。閉水試驗水位為上游管內(nèi)頂以上2m。

2.10施工要點

   如遇下列情況時就應(yīng)立即停止作業(yè)，查明原因后方可繼續(xù)施工。
   (1)管子前方發(fā)生坍塌或遇不明的障礙物；
   (2)后背傾斜或嚴重變形；
   (3)頂力突然增大，超過管口的承受能力；
(4)管子線位偏差大，校正已無效。

3問題及對策

3.1雨水東27#頂坑施工中遇現(xiàn)況電力電纜
  
3.1.1現(xiàn)況電力電纜與擬建雨水管線關(guān)系
27#頂坑開挖至1.5米時，遇3萬伏現(xiàn)況高壓電纜一根，距擬建雨水管線中心僅有0.1米，且頂坑西北側(cè)有現(xiàn)況高壓電線桿一根距頂坑西北角0.5米，東北側(cè)有電線桿拉索一根距頂坑1.5米，高壓電線桿的正東邊0.3米處有一直徑為300mm的廢降水孔（見圖2)。