城市污水管网顶管施工方法

城市污水管网顶管施工方法

随着国家现代化的进程的加速，城市建设步伐越来越快，许多城市需要对原有排水系统进行改造，排水系统在市政基础设施建设中占有很大比例，为确保既有道路的畅通和道路两侧既有房屋、电力线及供水管道等设施的安全，污水干管常采用顶进法进行施工。采用顶管法施工具有占地面积少，施工过程控制严格的优点，可保证交通畅通，在穿越铁路、公路、河流、建筑物等障碍物时可减少沿线的拆迁工作量，大大降低工程造价。

一、管道顶进施工工艺流程

1．安装管节

下管前首先在地面上对管节进行外观检查，管长、管壁厚、管径等必须符合设计要求，对不符合要求的禁止使用，具体操作如下：

（1）先进行工具管的安装和顶进，再将钢筋混凝土管在导轨上安好，对正管口并按设计层数垫上油毡，在管内用钢内涨圈支撑牢固。（2）管节下吊时，工作坑内吊点下方严禁站人，待到管节接近导轨时，工人再稳管就位。管节落到导轨上后，检查管壁与导轨是否密切接触，如发现有悬空、翘起现象，应转动管节直到完全密合为止。（3）管道接口。管节稳定后，在管内侧两管节对口处用钢内涨圈将两管节连接在一起，使接口处于刚性连接，避免顶进中受力后产生错口，保证顶进过程中管节高程和方向的准确。

2．挖土

（1）安管与接口完成后，将管内低压（36V）照明电线及其他管内延伸的各种管线安装完毕，即可在管前端工作面上挖土。（2）管前挖土是保证顶进质量及防止地面沉降的关键，直接影响顶进管位的正确性，因此管前周围超挖应严格控制。正常进行顶进时，管端上方允许有不大于15mm的空隙，以减少顶进阻力。

管端下部135°中心角范围内不得超挖，保持管壁与土壁相平，也可留10mm 厚土层不挖，在管子顶进时切去，防止管端下沉。根据该工程工作面土质及地下水位高的情况，在开挖过程中不得扰动管底地基土，及时顶进及时测量，挖出土方及时运走。

3．顶进

管节安装完毕后，用QYL150千斤顶将管节沿导轨方向和已挖好的土洞向前顶进。（1）顶铁的布置采用单行传力式。在钢筋混凝土管口设环形顶铁，把主顶油缸的推力较均匀地分布到钢筋混凝土管端面上，同时保护管端面。（2）顶铁安装不得有偏心和错位，要求为：（a）纵向顶铁相接时一定要平直，不能出现上下左右的弯曲和错台现象，以防止产生偏心荷载；（b）单行纵向顶铁的中心线要与管道轴线一致；（c）纵向顶铁与管端面相接触时，必须使纵向顶铁中心线通过管壁的平均半径上，即着力点应位于管壁厚度的中点；（d）纵向顶铁着力点高度位于外直径高度的1/3-1/4之间，并且靠下半部，以防止着力点太高而使前管低头；（e）纵向顶铁与横向顶铁应垂直相接；（f）为了接触均匀，管端面与顶铁间应加设衬垫，衬垫料用油毡。（3）顶进程序。顶铁安装完毕，管前端已挖土洞，就可顶进。（a）开动油泵，千斤顶油塞出程，开始先压缩后背和压紧顶铁，之后再顶进管节，当千斤顶油塞杆外伸到临界长度，立即关闭油泵，停止顶进，退回活塞杆，然后安装顶铁继续顶进；（b）当顶完一节管时，即顶到留在导轨上的管节长度约0.4m～0.5m时，无论千斤顶是否出程完毕都要停止顶进，此时退回千斤顶行程，拆除顶铁，随即测量。

二、施工安全措施

在顶管施工中，即使从最简单的手掘式顶管施工来说，也要考虑其挖掘是否稳定的问题，其包含两方面的内容：（1）工具管前方挖掘面上的土体是否稳定；（2）工作坑及接收井周围土体是否稳定以及是否需要进行支护。在工程实施过

程中如发现有不稳定的现象则必须采取有效的施工措施。

依据作业重要条件危险性评价结果，污水管网顶管施工采用如下安全技术措施：采取超前地质探测，防止坍方、涌水和流砂；设置稳妥的排水系统，及时排走井下积水；加强井下空气监测，加强井下通风。

1．防突泥、突水

（1）在施工准备阶段必须做好水文地质、工程地质勘察，确认施工场地是否存在突泥、突水等不良地质现象，为制定合理的施工方案提供技术数据。（2）在施工时，一定要防止泥浆从上层或洞口及其他地方流失，注意观察地下水压力的变化，及时采取相应的措施和对策，保证挖掘面的稳定。（3）要不时检查泥浆的密度和性能是否正常，还要注意进排泥泵的流量及压力是否正常，保证排泥系统正常运行。（4）应将地下水位降至管底以下不小于0.5m处，以确保管道内干燥，并采取措施，防止其他水源进入顶管管道。（5）当管道停止顶进时，应采取防止洞口止水圈漏水和防止管前塌方的措施。（6）当顶管前方地下水较大，或碰到流砂时，必须关闭气压舱门，进行气压施工。

2．防中毒和窒息

（1）采取先进的检测手段，辅以机械通风措施。最好采用先进的检测仪器进行检测，强制通风，使有害气体含量达到安全标准后，方可下井。尤其要注意硫化氢等在泥水中没有大量释放，工人下井后空气流量增大，造成井下毒气突然上升。因此，必须不间断向井内强制通风，在施工作业期间定时对其检测。（2）在下坡顶管过程中，应及时排出管内积水，控制管内的湿度，从而使管道内的含氧量提高，改善施工人员的施工环境。（3）顶进长度超过50m时，除必要的施工间断外，必须不间断通风。

3．防触电

（1）施工用电要合理布置，用电维护、搭接须配有持上岗证专人。（2）每台机械设备分设开工和熔断保险，严禁一闸多机。（3）用电设备须采用接零或接地保护，移动式用电设备均在配电箱内装设保护装置，照明线路按标准架设，不准采用一根火线与一根地线的做法，不得使用保护接地线作为零线。（4）抽水泵、发电机开关线路及各种机械由专人负责，并随时检查运行情况及电器绝缘状况，发现不安全隐患及时纠正。抽水泵不允许带电移位，开关盒应有防雨水覆盖绝缘保护。（5）配电装置的柜门处均应有名称、用途、分路标记及内部电气系统接线图，以防误操作；配电装置必须按其正常工作位置安装牢固、稳定、端正；配电装置均应配锁，并由专人负责开启和关闭。（6）电工和用电人员工作时，必须按规定穿戴绝缘、防护用品，使用绝缘工具。（7）施工现场下班停止工作时，必须将班后不用的配电装置分闸断电并上锁。途中停止作业1小时及以上时，相关动力开关箱应断电上锁。暂时不用的配电装置也应断电上锁。（8）配电箱、开关箱内的电气配置和接线严禁随意改动，并不得随意挂接其他用电设备。（9）在电气设备和线路周围不堆放易燃易爆物和腐蚀介质，不在电气设备周围使用火源。

三、施工中易出现的问题及解决办法

1．管道轴线的纠偏

每节管道顶进后要对中线进行实测，查看与设计是否吻合，如果发生偏差，就要采用挖土法进行校正。通常可以采用如下两种方法：一是管内挖土法，即开挖面的一边保留土体，另一边被开挖，顶进时，土体的正面阻力移向保留土体的一侧，管道向该侧纠偏。二是管外挖土法，管内的土被挖净，并挖出刃口，管外形成洞穴。洞穴的边缘，一边在刃口的内侧，一边在刃口的外侧，顶进时管道顺着洞穴的方向前进。如果挖土纠偏效果不明显，可以采用横木支撑配合挖土纠偏。纠偏要做到“勤测、勤纠、缓纠”的原则，纠偏挖土应保证每节管超挖或保留土体不大于5cm，顶进中使管中心徐徐复位，不能一次纠偏过激，以免对管节和后