大管径顶管施工工艺及质量管理措施

杨少武,张小冬,刘镇源

中国二十冶集团有限公司  上海  201900

摘要：管线穿越地面建筑铺设时，对非开挖顶进的方法进行应用。不仅可以使地面建筑物受到的损伤得到减少，还降低工程对交通的不良影响，所以要使大管径顶管施工顺利完成。因此，顶管施工工艺和质量管控措施成为研究的重点，本文对此进行重点研讨。

关键词：大管径；顶管施工工艺；质量管理

前言：大管径顶管施工无须挖槽和开挖土方，不单单能够提高施工速度，还可以使施工成本显著降低。为了使其发挥出自身的价值和作用，要对施工工艺和质量管控措施加强研究，本文从以下方面对其进行详细阐述。

1、大管径顶管施工简述

1.1原理

大管径顶管指的是超过1m的管径，人工挖土机械顶进。其原理为将顶进井当成起点，在主干顶油缸或中继间顶进力的作用下，使顶管掘进机或工具管能够穿过土层甚至岩层到接收井内吊起，之后埋没工作井间的管道。机械式施工通常利用封闭式顶进方法，平衡压力的方式相对多样化，不单单有土压式平衡和气压式平衡，还有泥水式平衡。

1.2特点

利用顶管技术来敷设管道，不需要进行挖槽或水下开挖土方等操作，同时为了使疏干或固结土体得到避免，能够利用降低地下水的方式来进行辅助。这样不仅可以使施工速度得到提升，而且有助于造价的降低，从而使特殊环境下的施工困难得到克服。大管径顶管的施工流程为：在管道一端挖掘工作井，之后将顶进设备放入其中，同时让管道顶入到土层之中。一边顶进一边挖土，并在土层之中逐步逐节的放入管段，一直到与设计长度相符为止。

顶管施工的特点可以分为两方面，优点主要是：（1）施工的精准度相对较高，与开槽施工法进行相比可知，顶管施工有助于提高施工的速度，并使造价成本得到降低。缺点主要为：（1）其适用范围相对有限，只能够在给排水管道、综合管道中应用。（2）施工距离相对偏长，且施工精度低于±50mm。

2、大管径顶管施工工艺

2.1顶进设备准备

在实际施工过程中，为了使施工质量和效果得到确保，施工前准备工作具有一定必要性，所以要对顶进设备安装工作进行全面落实。（1）在实际安装过程中，工作人员要对地面控制点建设工作有效完成，使店面测量控制网络能够被有效引入到工作井之中，有利于顶进施工的有效开展。同时也为施工人员后期二次检查和测试工作提供便利性。（2）想要使顶进轴线能够被精准放出，施工人员在工作井之中完成样本测量放置等工作。同时在安装设备时，依然需要后靠安装顶进设备，并让后靠平面与顶进轴线之间处于垂直的状态。然后对砂浆进行有效应用，以此来使后靠和分水强结构空隙填充工作能够顺利完成。（3）为了更好的完成主顶装置和导轨安装工作，施工人员要将对应设备安装工作有效完成。之后对主顶位置进行精准测量，以此来保证其稳定性和牢固性。（4）当处于施工期间，工作人员要对地面设备铺设工作有效完成，并对地面辅助设备进行安装。同时在开展平面布置工作时，要对供电、拌浆等系统有效应用。想要使施工的科学稳定性得到确保，工作人员要对这些系统进行科学的安装和调试。（5）接通电气、监控以及液压等系统。（6）在出洞之前要完成对应的调试工作，为后续施工中所有设备都保持正常的运行状态。

2.2出洞时的技术措施

当顶管机出洞时，要对顶进参数进行科学设定，工作人员要对地层情况等因素进行全面考量。同时在顶进之后要对监测工作不断加强，根据相关分析和反馈监测数据，来使动态调试顶管机顶参数工作顺利完成。此外，要对以下方面内容加强重视：（1）出洞之前要让基座轨道抹油工作顺利完成，降低顶管机的推进阻力，有利于顺利顶进。（2）出洞之前，在刀头上包裹布料，并将油脂涂抹到密封装置和布料之上，避免刀头损坏洞门的密封装置。（3）在出洞期间，基座要具有一定的抗偏压强度。所以施工人员不仅要对标高以及中心轴线等进行管控，还要使导轨顺直性得到确保。（4）在对端头混凝土墙进行拆除时，施工人员对以下内容加强重视。首先，对拆除墙后的形状进行确认，看该形状是否利于顶管机的有效通过。其次，对衬垫安装状况有效检查，想要使顶管机前倾现象得到避免，要对延伸导轨的设置工作有效完成。

2.3顶进施工技术措施

顶进施工技术措施主要有：（1）出洞阶段结束之后，要继续进行正常顶进施工。当挖面土体被泥水切削开之后，进入到泥水仓，然后利用管路和排泥泵把泥浆运送到地面沉淀池之中。（2）顶进结束之后，对洞口管线有效拆除，并将主顶千斤顶有效缩回，对下一节管节有效吊放，在连通管线的基础上继续顶进。（3）顶进施工时，施工人员要使照明、控制电缆接头以及管内动力的安全可靠性得到确保。同时按照不同类别来差异化设置管线，使固定工作有效完成。（4）等出现断电或停电等突发情况时，为了使管道内施工人员能够安全撤离，要将应急照明灯设置在顶管机附近。

2.4顶进过程中路面的沉降监测

专业监测机构来对顶管过程中的路面、两侧建筑物等实施沉降监测，对高精尖水准仪有效应用，并将精度误差管控在0.04mm范围之内。在附近建筑物、机动车道内侧设置监测点，在开展顶管作业时，将监测频率控制在一日一次。当顶管结束之后，一周需要复测一次，3个月内不出现明显沉降，即为技术监测的标准。

3、大管径顶管质量管理措施

3.1质量标准体系

对工程质量标准体系和保障体系严格制定，并对施工程序文件全面实施。同时对不同工作之间进行有效协调，以此来达到科学化施工的目的。对施工质量检查工作来讲，可以将自检、互检、专检等方式进行全面结合，有助于该项工作的顺利完成。为了使质量标准体系得到确保，在掘进机顶进施工的过程中，不单单要对管道轴线进行严格监测，还要对地面沉降进行严格管控，甚至要对各类管线进行全面保护，有助于质量标准体系的顺利构建。

3.2施工质量保证措施

对顶进施工质量保证措施来讲，主要对确定施工技术参数以及控制顶进轴线等方面内容不断加强。具体对以下内容加强重视：（1）掘进机要与顶进速度相匹配。顶进速度能够确保围岩压力的稳定性，并使出土量维持在正常水平。所以要对顶进速度不断调整，对顶进速度、围岩压力以及出土量之间的关系有效计算，有利于对掘进机的施工质量进行保障。（2）当掘进机处于顶进状态时，要对顶进轴线的偏差进行严格管控。每个管节顶进结束之后，要对机头的姿态进行实时测量，若出现偏差能够及时进行调整或改正。一般情况下，顶进速度不需要太快，控制在0.5cm/min即可。

3.3设备维修和保养

各个班组的机修人员要对设备的重点位置进行定期检查和维修保养，让设备一直处于良好的状态之中。当发生设备出现异常或故障时，要让维修人员立即进行处理，并对设备故障保修单进行填写，杜绝设备带有故障运行的现象出现。

结语：综上，在城市化进程的不断推进的背景下，为了使土地占用得到减少，并使施工效率显著提升，使得大管径顶管施工技术得到广泛应用。该技术的优势体现在价格偏低、结构简单、操作便捷等方面，为了使其优势得到充分凸显，要对其施工工艺和质量管控措施进行重点研究，为该技术的普及推广提供助力。

参考文献：

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