市政工程顶管施工发生管道抱死现象的解决办法

金克，朱宝成，郭滨

（中建国际工程有限公司，广东 深圳518000）

1 工程概况

邯郸市肥乡区景观水系及路网PPP 工程穿正义街污水管道顶管工程，该顶管长度共计102m，管道内径1000mm，壁厚100mm，管道埋深7.5m。当顶进完成82m 时，由于遇到流沙层、设备损坏的原因，发生抱管现象，顶进工作无法继续进行，且钻机顶部为街角广场，钻机无法正常取出。顶管施工状况如图1 所示。

针对在市政工程顶管施工中，发生抱管现象时，如何能最大限度地避免对周围构筑物的破坏，本文研究一种最为经济和安全的方法来解决顶管过程中发生的抱管现象这种施工方法与传统施工工艺对比，在工期、费用及安全方面优势较大。

依据现场实际条件及业主的要求，不得破坏顶管上部地面的附属设施及构筑物，工期不得超过15d，所发生的费用由施工单位自行承担[1～3]。针对上述情况，如何完成剩余管道的顶进工作并顺利地取出钻机且不对地面构筑物造成破坏成为研究的重点。

图1 顶管施工图

2 设计思路

采用反方向顶进配合使用大直径套管，完成顶管工作的管道贯通且钻机能够从工作井中取出，不对地面构筑物造成破坏且经济安全。

利用河道的高程和位置优势，制作反方向顶进工作井。由于钻机外径（φ1260mm）大于设计管道外径，使用原设计管道无法对接和取出机头，故需采用大于钻机外径的套管进行反方向顶进施工。管道反方向对接完成后，将钻机从套管中拖到工作井内后吊车吊出。

3 关键设计

3.1 工作井的设计

在河道底部开挖制作反方向顶进工作井，具体设计如图2所示。

图2 工作井平面布置图

3.2 钢套管的设计

为保证钻机能够从埋设部位取出，并保证原管道的设计使用性能，制作钢套管，作为提取钻机时的临时支撑防护使用。该钢套管采用15mm 厚Q235 钢板通过卷板机制作而成，对口处采用打坡口满焊。为保证钢套管尾部与预制混凝土管道的有效结合顶进，在距离套管尾部200mm 处焊接支撑挡板。为防止在顶进过程中出现流沙层对施工人员造成安全隐患，采用在钢管头顶部增加防护帽檐的做法，来进行流沙防护[4，5]。钢套管的具体设计如图3 和图4 所示。

图3 钢套管制作图

图4 挡板制作图

3.3 管道对接设计

顶进方向前端采用长6000mm、内径2000mm、壁厚15mm的螺旋钢管，后续采用内径1600mm 的Ⅲ级混凝土预制管接续顶进，由人工掘进打通未完成管路，将埋设的钻机从工作井取出。钻机取出后，预制混凝土管继续顶进，直至与原内径1000mm 的混凝土管道相交500mm 后停止，内径1600mm 与内径1000mm 的混凝土预制管道间的空隙，采用C30 混凝土浇筑密实[6，7]。具体做法如图5 和图6 所示。

图6 机头撤出后的管道顶进平面图

4 目的验证

经现场实施验证，该施工方法达到预期各项目标：（1）工期方面：工作井和钢套管的制作施工工期7d，反方向顶进施工工期6d，拆除顶进设施、回填工作井施工工期1d，共计耗费工期14d，满足业主工期要求；（2）经济方面：比在钻机位置做沉井的施工工艺节约费用13.2 万元；（3）周围环境影响方面：对地面构筑物无任何破坏，达到业主要求。