浅谈预制管涵人工掘进顶管施工要点

赵二鸽

河南省第一建筑工程集团有限责任公司（450014）

浅谈预制管涵人工掘进顶管施工要点

赵二鸽

河南省第一建筑工程集团有限责任公司（450014）

介绍了预制管涵人工掘进顶管施工工艺流程、工艺操作要点、质量控制措施、安全及环保措施，对经济效益进行了分析，可以作为同类工程的借鉴。

预制管涵；人工掘进顶管；工艺流程；操作要点；质量控制；安全及环保；经济效益分析

0 概述

在管道安装施工中，往往碰到一些不能开槽敷设的室外地下管道,如穿越交通比较繁忙的铁路、公路等。采用预制管涵人工掘进顶管施工技术，不会影响地面交通，不会因管道埋设较深而增加开挖土方量，可减少对管道沿线的环境污染，工程施工质量能够得到保证。

管涵为分段预制，同时选择合理的位置布置工作坑，在工作坑底修筑基础、设置导轨，先用人工在管端头开挖坑道，然后利用千斤顶等设备将管子沿导轨方向顶入，一次行程300～400 mm，顶完一节再连接一节，直到进入控制点位。

1 施工工艺流程及操作要点

1.1 施工工艺流程

工作坑布置→涵洞预制→设备安装→顶进→检测→纠偏→注砂填充。

1.2 操作要点

1.2.1 工作坑布置

工作坑的位置、大小和深度依据施工工艺、采用设备、管节长度、设计埋深等因素决定，施工中的具体要求有以下几点：

1）宜在管道井室的位置。

2）工作坑宜就近布置，以方便下管、取土和运输为原则。

3）可利用坑壁土体做后背，再用撑板、撑杠将四周坑壁土体加固,防止土体长时间暴露风化，引起土方塌落。

4）工作坑的支撑宜形成封闭式框架，矩形工作坑的四角应加斜撑，撑杠的布置应不影响下管和取土。

5）工作坑的布置还应解决电源,照明及扶梯设施。

6）单向顶进时宜设在下游一侧。

7）顶进从两处同时进行，中间加竖井取土,以加快施工进度。

8）顶管施工中的测量，应建立地面与地下测量控制系统，控制点应设在不易扰动、视线清楚、方便校核、易于保护处。

1.2.2 装配式后背墙施工要点

1）装配式后背墙宜采用方木、型钢或钢板等组装，组装后的后背墙应有足够的强度和刚度。

2）后背土体壁面应平整，并与管道顶进方向垂直。

3）装配式后背墙的底端宜在工作坑底以下，不宜小于500 mm。

4）后背土体壁面应与后背墙贴紧填塞密实。

5）组装后背墙的构件在同层内的规格应一致，各层之间的接触应紧贴，并层层固定。

1.2.3 管涵预制

根据千斤顶的顶力计算出单节涵洞的重量，再依据重量定出单节涵洞长度，管涵按定长进行现场预制，管涵壁厚为200 mm，涵洞的混凝土标号及尺寸规格要求要严格加以控制。拆模后应在涵洞内壁弹出中线，便于测量控制轴线偏差。

1.2.4 设备安装

导轨应选用钢质材料制作,两导轨铺设应顺直、平行，坡度和标高要同管道相一致；安装后的导轨应牢固，不得在使用中产生位移，并应经常检查校核。

千斤顶宜固定在支架上，并与管道中心的垂线对称,其合力的作用点应在管道中心的垂直线上；当千斤顶多于一台时，宜取偶数，且其规格宜相同；当规格不同时，其行程应同步，并应将同规格的千斤顶对称布置。

1.2.5 油泵安装和运转操作要点

1）油泵宜设置在千斤顶附近，油管应顺直、转角少。

2）油泵应与千斤顶相匹配，并应有备用油泵。油泵安装完毕，应进行试运转。

3）顶进开始时，应缓慢进行，待各接触部位密合后，再按正常顶进速度顶进。

4）顶进中若发现油压突然增高，应立即停止顶进，检查原因，并经处理后方可继续顶进。

5）千斤顶活塞退回时，油压不得过大，速度不得过快。

1.2.6 顶铁的安装和操作要点

1）安装后的顶铁轴线应与管道轴线平行、对称,顶铁、导轨和顶铁之间的接触面不得有泥土、油污。

2）更换顶铁时，应先使用长度大的顶铁。顶铁拼装后应锁定。

3）顶铁的允许连接长度，应根据顶铁的截面尺寸确定。当采用截面为200 mm×300 mm顶铁时，单行顺向使用的长度不得大于1.5 m;双行使用的长度不得大于2.5 m，且应在中间加横向顶铁相连。

4）顶铁与管口之间应采用缓冲材料衬垫，当顶力接近管节材料的允许抗压强度时，管端应增加U形或环形顶铁。

5）顶进时，工作人员不得在顶铁上方及侧面停留，并随时观察顶铁有无异常现象。

1.2.7 起重设备下管操作要点

1）正式作业前应试吊,吊离地面10 cm左右时，检查重物捆扎情况和制动性能，确认安全后方可起吊。

2）下管时工作坑内严禁站人，当管节距导轨小于500 mm时，操作人员方可近前工作。

3）严禁超负荷吊装。

1.2.8 顶进操作要点

1）开始顶进前应检查全部设备，并试运转，确认条件具备后方可开始顶进。

2）开始顶进5～10 m的范围内，允许偏差应为：轴线位置5 mm,高程0～+5 mm。当超过允许偏差时,应采取措施纠正。

3）在软土层中顶进混凝土管时，为防止管节飘移，可将前3～5节管连成一体。

4）顶进时每节用垫块隔开300 mm间距,用来调整误差。

5）将地上控制点导入坑底，在坑底架设仪器，利用涵洞弹出中线，随时监测控制线偏差。

6）如果偏差出现较大变化，应及时采取纠偏措施。

1.2.9 接口处理操作要点

1）管道顶进到位后，用砂浆将缝隙塞实，然后做一道高分子防水层,防水层内侧抹15～20厚的1：2砂浆。

2）顶管结束后，管节接口的内侧间隙应按设计规定处理；设计无规定时，可采用石棉水泥、弹性密封膏或水泥砂浆密封。填塞物应抹平，不得进入管内。

1.2.10 注砂填充操作要点

1）在涵洞顶部安装一根DN40钢管，利用高压风将砂粒吹入管涵外壁缝隙，使缝隙密实。

2）安装风管可以根据管涵长度依次分段焊接，直到全部风管安装完为止。

3）随着砂不断填实填满,逐渐将风管往外抽出，直到最后一节填满为止。

2 质量控制

2.1 顶进管道的施工质量应符合下列规定

1）管内清洁，管节无破损。

2）钢筋混凝土管道的接口应填料饱满、密实，且与管节接口内侧表面平齐，接口套环对正管缝贴紧，不脱落。

2.2 测量、纠偏操作要点

在管道顶进的全部过程中，应控制管涵前进的方向，并应根据测量结果分析偏差产生的原因和发展趋势，确定纠偏的措施。

2.2.1 管道顶进过程中,管的中心和高程测量应符合下列规定

1）采用手工掘进时，管道进入土层过程中，每顶进300 mm，测量不应少于一次。纠偏时应增加测量次数。

2）全段顶完后，应在每个管节接口处测量其轴线位置和高程。有错口时，应测出相对高差。

3）测量记录应完整、清晰。

4）加强对第一节管涵的测量调控可以及时纠正偏差。

5）如果出现较大偏差，可以用人工在两节之间管侧外壁掘出调整空间，在另一侧用小型千斤顶调整。

2.2.2 纠偏时应符合下列规定

应在顶进中采用小角度逐渐纠偏。

2.3 质量保证措施

1）建立质量保证体系和岗位责任制，完善质量管理制度，明确分工职责，落实到人，保证体系高效地运转。

2）对工程质量实施事前、事中、事后的全过程控制；对施工过程的人、机、料、法、环五大要素的保证措施明确和落实。

3）严格把好关键部位、关键工序检验关，杜绝不合格品流入下一道工序。

3 安全措施

1）编制安全应急预案，积极开展安全生产的日常活动，树立“常备不懈，警钟常鸣”的观念，做好施工前的安全技术交底、施工中的日常检查工作,努力消除事故隐患，做到“三不伤害”、“四不放过”。

2）按《建筑施工临时用电安全规范》做好临时用电的两级保证和管理，做好各类用电机械和手持电动工具的接地或接零保护工作，确保安全施工。

3）现场所有机械设备必须按要求设置专人操作，不得擅离职守，他人不得操作使用。特种作业人员需持证上岗，杜绝无证上岗和违章作业。所有机械外露转动装置均设防护罩。

4）工作坑的布置要安全可靠，坑壁要架设固壁支撑，搭设防护栏杆，并挂好安全警示标志。

5）管道顶进应连续作业。管道顶进过程中，遇特殊情况时，应暂停顶进，并应及时处理。

4 环保措施

1）施工现场应尽量降低能源及物质消耗，自觉做到废弃物分类存放，回收可利用的废弃物。

2）施工挖出的土方应及时外运，工作坑回填时必须逐层浇水夯实，每层回填厚度不得超过500 mm。清除施工垃圾和堆积物，最后平整地面，不得起土。

3）现场材料、机具等堆放整洁，污水排放有序，垃圾及时外运，保证道路畅通，杂物不乱堆乱放。

4）现场机械车辆不乱响、乱鸣，以免影响周围生活、生产环境。

5 效益分析

预制管涵人工掘进顶管技术将工程从地表作业安全可靠地转入地下施工，避免了地面施工产生的大量场地占用,对施工现场周围的环境影响较少，既有效地避免了特殊路段开槽施工带来的困难，又保证了工期质量，为以后地下工程在类似情况下提供了可靠的决策依据和技术指标，社会效益和环境效益明显。本方法由于工程部分小，场地易于布置，干扰因素少，有利于文明施工，各种资源能较好地利用，能确保周围设施完好，节约了大量的工程拆除恢复等费用。