大口径顶管施工技术研究

【摘要】顶管施工减少了大量前期工作，包括建筑物拆迁及围护、公用管线搬迁等问题，特别是可以在不中断行车的情况下穿越公路、铁路施工，是近年来发展非常迅速的施工方法。大口径顶管施工技术广泛应用于各类管道工程中，本文首先介绍大口径顶管施工技术的基本原理及特点，然后分析介绍大口径顶管施工过程中的技术措施及注意事项。

【关键词】大口径顶管；施工技术

前言

大口径顶管施工是继盾构施工之后而发展起来的一种地下管道施工方法，它不需要开挖面层，并且能够穿越公路、铁道、河川、地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等。顶管施工借助于主顶油缸及管道间中继间等的推力，把工具管或掘进机从工作井内穿过土层一直推到接收井内吊起。与此同时，也就把紧随工具管或掘进机后的管道埋设在两井之间，以期实现非开挖敷设地下管道的施工方法。

一、大口径顶管施工技术的基本原理及特点

1. 大口径顶管施工技术的基本原理

以土压平衡为例，在顶进施工中，保持土层地下水压力与土压力的平衡状态，在此基础上，科学计算掘进排土量和掘进土的体积。在顶进施工中，保持挖掘面的稳定性，及时采用添加剂来促进土体改良，合理利用现有资源来开展土压平衡顶管施工。

2. 大口径顶管施工技术的主要特点

大口径顶管施工技术的实用性很广，可以避免地面变形，更好的保持挖掘面的稳定性；对于施工中最浅为0.8 倍的管外径，也可以灵活的运用大口径顶管施工技术；作业环境较好，施工处理步骤较为简单，操作便利，安全性很高；在砂砾层进行施工时，首先进行有效的添加剂处理，先改良土体再进行施工。

二、大口径顶管施工技术研究

1. 操作坑开挖技术

大口径顶管施工之前，首先仔细观察图纸内容，并根据设计图纸要求，使用13m 的长臂挖掘机作为主要的钢支撑结构，便于促进分层施工；根据对土质的技术要求，进行有效的实地考察，将坑外降水以及坑底高程降至4.1m 以下，及时保留20cm 到45cm 厚的土层，做好支撑，进行有效的支撑设置，进一步提高基坑支撑的有效性；将基坑开挖至一定深度，使其达到标准化的设计高程，保持基坑干燥，严格按照技术要求开展基坑施工活动；将支撑、支架安放牢固，在支撑节点部位及时安置垫板，采用焊接方式，及时完成现场制作工作，保证相应的构件的尺寸合适，保证受力轴线不偏移。比如焊接腰梁与钢管支撑的环节，及时做好安全防护，采用分层焊接方式进行，在支撑受力的情况下不会脱落，焊接后及时安装吊环，并埋设吊点，最后固定好。

2. 顶管外壁注浆技术

认真做好顶力控制，及时注浆，有效降低顶进阻力。大口径顶管施工中常见的注浆操作主要有管道补浆和同步注浆两部分，通过在管道外部形成润滑套的措施，降低顶进时的阻力。施工中发现，土洞与顶管之间存在间隙，不利于施工，因此及时向土洞与顶管之间的间隙注入悬浮液，形成浆套，采用这种方法可以避免周围土体进入孔隙内，利用悬浮液的液体摩擦减小摩擦系数。

根据实际情况，科学的把握注浆量，充分掌握泥浆槽厚度，计算出顶进长度，依据地质条件来进行注浆施工，根据后座顶力大小确定泥浆注入量。顶进施工的整个过程中，严格按照技术要求操作。

3. 顶管纠偏技术

为了使管道按照设计要求的高程和方向顶进，在顶进过程中应勤测勤纠，根据测量反馈结果，调整纠偏，纠偏贯穿顶进施工的全过程，尽量做到纠偏在偏位发生的萌芽阶段。

这就要密切关注激光点偏向，将轴线测量系统广泛运用于液压主顶装置中间。运用独立坐标，并借助测量控制台，将测量精度有效控制在误差范围内，用以指导顶管施工活动。比如在观察台加设激光经纬仪观测台，利用光靶对标点的水平角和竖向角进行依次测量，稳定测量设备，从而精确测量顶管头部及尾部平面，严格进行施工放样，积极关注顶管在顶进施工中的变化，保持后台稳定、不变形，有效确保顶管施工测量的正确性。

4. 顶管施工中的应急处理技术

认真做好施工前的调查工作，充分掌握地下相关管道、电缆线布置等情况。顶进施工日夜连续进行，主要采用双向顶进方式进行，有效减少顶管设备的转移，整个施工过程中，保证顶进施工一次性到位，认真排查顶管施工中的障碍物，做好安全事故的预防，积极观察出泥口有无砖、渣、硬块等情况，对于石块等异物及时处理好，密切关注刀盘转矩情况，在正常的顶进施工中，不得随意停止、加速，保持顶进施工作业的匀速性。有效避免机器碰头，针对实际情况来调整施工技术方案，注意管内沿线的补降操作，严格执行顶进施工中的应急处理措施，每隔15m 设置一个观测点，加强安全防护，科学的把握顶进压力和出泥量。积极观察土体的沉降变化，比如施工前先对沿线的重要管道进行自动化监测，做好基础，借助第三方监测机构来实施施工技术管理。

及时确定地下管线与施工管线之间的高差，做好24 小时监测，将相应的监测数据及时送至施工班组和项目部，有效调整顶进速度和出泥压力。当穿越到建筑物管线时，及时进行有效的灌浆加固操作，科学设置观测点，对推进速度和出泥压力进行严格控制。

结束语

根据对不同土质的技术要求，进行有效的实地考察，严格按照技术要求开展基坑施工活动，在支撑受力的情况下不会脱落，焊接后及时安装吊环，并埋设吊点，最后固定好，避免周围土体进入孔隙内，将轴线测量误差严格控制在标准范围内，利用光靶对标点的水平角和竖向角进行依次测量，稳定测量设备，进而确保大口径顶管施工技术的完善性。

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作者简介：姓名：杨锐，性别： 男，学历：本科，专业：建筑环境与设备工程，研究方向：工程系列（关于大口径顶管施工，关于中央空调系统施工），单位：神宁集团煤制油化工建设指挥部精细化工分公司