大管径圆涵顶管技术应用

姜波

摘 要：呼和浩特城市轨道交通2号线一期工程丰州220kV变电站-锡林路电缆隧道（丰州变接入点～锡林路段顶管沉井施工图2）。共有3段需要顶管过路。工井采用沉井的施工方式，顶管本体采用顶进法施工，顶管（III级管）内径3.5m。沉井2个。工井持力层主要位于细砂层，顶进段位于砾砂层，场地类别为II类，场地土类型为中软土～中硬土。沉井开挖深度约为140m，顶管覆土约为8m。

关键词：沉井;顶管;技术要求

1 设计亮点

1.1 顶管直径较大

常规电力圆涵直径一般为1.4-2m，给排水用圆涵一般为2-3m，本工程使用3.5m混凝土電力圆涵在国内属于较大直径，相应顶管机头也较大。存在顶进阻力较大，施工经验较少的难度。

1.2 电力混凝土顶管柔性钢承插接口

目前混凝土顶管大都采用混凝土企口或者单纯的钢承口，混凝土企口管承口与插口均为混凝土面，混凝土表面的粗糙面与特性导致几乎无闭水效果，混凝土钢承口管比混凝土企口管略有改进，在承口处增加了一道钢圈，但是钢圈与混凝土插口并不能完全贴合，而且顶进过程中外侧钢圈易松动产生缝隙，极易造成漏水隐患，无法满足电力隧道的闭水要求;少量漏水会导致检修困难，大量漏水会影响电缆的安全运行。

本工程地下水位较高，顶管均在地下水位以下，解决电力混凝土顶管接口漏水的技术缺陷问题，势在必行。本工程采用了新型的顶管接口装置，满足了电力顶管的功能要求。本接口具有以下特点：

（1）优异的型钢接口形式保证了接头闭水。

工程实践证明使用双胶圈钢承插口接头，闭水抗压、防腐抗渗能力得到验证。接口用型钢如图所示：

（2）管道接口精确的工作面尺寸和胶圈保证了管道接口闭水的可靠性。

（3）双胶圈接口可以接头打压实验，保证接头无渗漏后再顶进施工。

（4）承口端、插口端外壁设置宽100mm加强钢环，保证管道顶进施工中端面及接口强度。

2 施工要求

2.1 沉井施工技术要求

2.1.1 现浇混凝土施工

a.现浇混凝土施工应按照《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204-2002的要求进行。

b.沉井施工时应依据现场情况采用一次性浇筑或分多节浇筑。在沉井施工时应保证拼接下方混凝土强度达到沉井理论设计强度值70%以上。

c.沉井分节拼接处应按照按施工缝拼接处理。

d.在浇筑过程中，应当保证混凝土均匀灌入，并定时记录沉降量，当发现有不均匀下沉时应当及时通知工长做出相应调整，防止上方重量不均导致的开裂。

e.施工过程中要严格控制水灰比，振捣密实，达到养护周期，防止早起裂缝的产生。如进入冬施，应做好相应保温措施。

f.认真阅读分析图纸，确认预埋件及套管，不得有遗漏。

2.1.2 下沉施工

应确保等混凝土强度达到要求，方可下沉，施工时应加强监控;施工前应对基坑周边进行路面硬化，做好基坑防排水工作。下沉时可整体下沉也可以分段下沉，分段下沉3.5m-4.5m一段，要求混凝土浇筑对称均匀防止沉井倾斜。主要的关键环节包括基坑开挖下沉，封底时的工况，应严格按照图纸施工，保证基坑安全。

a.沉井下沉前，刃脚内侧（包括凹槽）及底梁侧均应打毛。打毛范围为封底混凝土和底板混凝土的接触面。

b.所有沉井盖板上覆土深度不应超过2.0m。

c.沉井下沉中采用干法下沉。在井内应先将底部土体清理完毕后再清理四壁，取土要均匀对称，下沉过程中要及时记录偏移量，井底开挖取土应及时清运，不得在基坑四周堆积。在施工沉降至设计标高1m时，应减缓沉井速度，每日下沉速度小于0.3m。

d.底部收口。在混凝土封底浇筑时，要缓慢均匀避免对周边土体扰动。混凝土封底未达到设计强度前，要保证沉井内部水位高于外部水位，避免水压差导致的水体倒灌。混凝土达到设计强度要求后，对井内水体排干，应检查排干后的井壁是否有渗漏、湿渍等现象，如有应及时进行修补。在施工完毕后，检查是否有超出标高部分，对超出部分予以凿除。

2.2 顶管施工要求

（1）顶管采用C50自防水商品混凝土预制管（顶进施工法用钢筋混凝土排水管》定型的柔性接头钢承插口并设置双胶圈，III级管，管端部钢筋与钢圈焊接），防水等级P8;并应符合囯家现行标准《顶进施工法用钢筋混凝土排水管》（JC/T640-2010）。

（2）本工程采用土压平衡法机械施工。

（3）顶管预制过程中，要对接口处进行防水防渗实验。

（4）顶管顶进过程中，保持匀速顶进，应遵循地上地下建立的同步测量监控系统的推进中心线，布置控制点位时要选取校核方便、视野清晰、不宜干扰的位置，并设立警示标牌。

（5）施工顶进中应将润滑液均匀的灌注在管道表面。对注浆量及压力值要进行实时监控，减少对施工周边建筑物及构筑物的扰动。

（6）测量仪器布控时，应避开基坑底和坑壁，防止在正常施工过程中产生位移导致数据无法闭合。

（7）必须等井壁和后座墙强度达到要求后才能进行顶管作业。