引嫩入白引水工程中的顶管施工

摘要：吉林省引嫩入白供水工程城市供水工程（一期）位于吉林省白城市内，主要任务是开发利用嫩江水资源，向吉林省白城市、镇费县等城镇供水，主要建设内容包括洋沙泡泵站、镇费加压泵站、供水管线等。本文主要介绍此工程中的顶管施工。

1. 顶管测量控制

1.1 测量控制网及井下测量

平台的建立根据业主提供的测量控制点布置整个工程的控制网，在沉井周围布设一个高精度的控制网，用以测放、检查和修正工作井井区和井下的测量点，如轴线点、井下的测量起始点和后视点等。测量平台置于井下顶管轴线上，靠近后靠背处，通过控制网将顶管测量起始点测放其上，并在井中布设2~3个稳固的后视点，以便校核。起始点对顶管测量精度至关重要，故井下测量平台要单独设置，不与管道、设备、后靠背接触，不受顶管操作影响，以保持其稳定性。

1.2 顶管轴线与标高控制

顶管测量距离均在60m以内，顶管方向与高程控制可直接用置于井下测量平台起始点上的经纬仪对顶管机上方的站标即可。随着顶管进尺的增加，影响目视精度。此时顶管轴线采用支导线法控制，标高采用支水准线路控制。

1.3 测量与校正

在顶第一节管（工具管）以及在校正偏差过程中，测量间隔不应超过30cm，保证管道入土的位置正确：管道进入土层后的正常顶进，测量间隔不宜超过100cm。顶进长度在60m范围内，可采用垂球拉线的方法进行测量，要求两垂球的间距尽可能拉大，用水平尺测量头一节管前端的中心偏差。一次顶进超过60m应采用经纬仪测量。用水准仪及特制高程尺，根据工作坑内设置的水准点标高（设两个），测头一节管前端与后端管内底高程，以掌握头一节管道的走向趋势。测量后应与工作坑内另一水准点闭合。全段顶完后，在每个管节接口处测量其中心位置和高程，有错口时，测出错口的高差。

2. 顶进施工

2.1 管前挖土

管前挖土是控制管道顶进方向和高程、减少偏差的重要作业。管前挖土顶进有如下要求：①在一般顶管地段，土质尚好，管前挖土的长度可超越管端30~50cm。②在不允许土下沉的顶管地段，管道周围一律不得超挖。③在一般顶管地段，上面允许超挖1.5cm，但在下面135范围内不得超挖，一定保持管壁与土基表面吻合。④在土层松散或有流砂的地段顶管时，为了防止土方塌落，保证安全和便于挖土操作，在首节管前端可安装管帽。将管帽顶入土中后便可在帽檐下挖土。

2.2 顶进

顶进开始时应缓慢进行，待各接触部位密合后再按正常顶进速度顶进。顶进中若发现油路压力突然增高，应停止顶进，检查原因并经过处理后方可继续顶进。回镐时油路压力不得过大，速度不得过快。挖出的土方要及时外运，及时顶进，使顶力限制在较小的范围内。

2.3 顶管出洞

顶管出洞是指顶管机和第一节管从工作井中破出洞口封门进入土中，开始正常顶管前的过程。顶管出洞前在洞口内壁安装止水环，止水环由内径略小于管节外径的橡胶密封圈和内径略大于管节外径的钢法兰组成。必要时，还可在洞口外侧50cm范围内打入一排钢板桩，以支护土体。

顶管机头在井内管床就位，调试完毕，做好出洞的一切准备后，便可用气割割除洞口内的钢封门，将机头穿进橡胶密封圈顶入土中，同时在机头与洞口的缝隙中注满膨润土泥浆，以润滑管道，支护土体。如果洞口外侧有钢板桩，则应在顶管机进入止水环后方可拔出。顶管出洞对操作者要求也很高，这是因为出洞时顶管机未被土体包裹，处自由状态，而使顶头出洞的主千斤顶顶力是巨大的，因此，控制操作哪怕出现少量不均匀或土质不均匀，使各千斤顶的行程不等，也足以使顶头和第一节管子偏离设计轴线。此时的土体难以对机头产生较大反力，难以对机头起到导向约束作用，故此时产生的偏差很难纠正，甚至是纠不过来的。因此，出洞顶进时一定要注意，用经纬仪随时测量监控，保证顶头和第一节管子位置正确。

2.4 顶管进洞

顶管进洞，是指一段管道顶完，顶管机破进洞口封门进入接收井，并作好顶管机后一节管与进洞口的密封联接的过程。顶管机进洞前也应对洞口外土体进行防渗注浆，并留有足够的固化时间。顶管机进入加固土体并到达洞口外侧时，割除钢封门，将顶管机顶入接收井。

2.5 膨润土泥浆减阻及置换

优质膨润土泥浆具有良好的触变性与润滑性，将其压到管外壁，包裹住管子，可大大减小管外壁与土壤间的摩阻力。压浆技术得当，压浆管分布合理，膨润土质量好，摩阻力可大为降低。

2.6 设备安装

井下设备安装包括出口器安装、导轨安装、千斤顶安装、后背墙安装及顶管机井下就位等。

（1）顶管设备安装要点：顶铁是顶管过程中传递顶力的工具，它可延长千斤顶的行程，并且扩大管节端部的承压面积。顶铁由各种型钢制成，应无歪斜扭曲现象，安装必须直顺，先使用长度大的顶铁，后使用短的。工作台搭设在工作坑的顶面，主梁采用型钢，上面铺设15cm×15cm方木，作为承重平台，中间留有下管和出土的方孔为平台口，在平口上设活动盖板，周围安装护栏。起重使用卷扬机、滑轮或电葫芦门式架。设备安装后正式作业前应试吊，确认安全方可起吊。必须制定并严格遵守安全操作规程。

（2）导轨安装：导轨用型钢和P38以上钢轨制作，钢轨焊于型钢上，型钢用螺栓紧固于钢横梁上，以便装拆。钢横梁置于工作井底板上，并与底板上的预埋铁板焊接，使整个导轨系统成为在使用中不会产生位移的、牢固的整体。导轨安装在顶管中至关重要，其安装精度甚至决定管道是否可顶好，故须达到如下要求：①两导轨应顺直、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致。②导轨轴线偏差≤3mm；顶面高差0~+3mm；两轨间距士2mm。

（3）千斤顶安装：主顶站千斤顶选用2台，固定在型钢制作的千斤顶支架上，支架焊在井底的横梁上，千斤顶着力点应在与水平直径成45°的顶管圆周上，即与管道中心的垂线对称，其合力的作用点在管道圆心上。每个千斤顶的纵线坡度应与管道设计坡度一致。

（4）后背墙安装：因工作井为单向工作井，故选用现浇钢筋混凝土后背墙。后背墙用C25混凝土浇筑成一堵墙，为顶管的反力提供一个垂直的受力面，正面焊一块4cm厚钢板，使受力更均匀。钢墙的空隙中灌满自密砼，形成一道由厚钢板、砼组成的、牢固的、刚度很大的复合后背墙，承受千斤顶传来的顶进反力。后背墙安装无误后，在后背墙与工作井壁间垫一层8cm厚的木板，以使井壁受力均匀。（5）顶管机下井：井下设备安装完后，用25t汽车将重约6t的经保养、检查、调试好的顶管机吊下工作井，置于涂满润滑黄油的导轨上。因导轨安装精度是严格控制的，故顶管机座上导轨就已准确定位。井下设备和顶管机安装完毕后，启动油泵，伸缩千斤顶，检查千斤顶与后背墙的配合，顶管机与止水环及分压环的间隙等，准确无误后即可开始出洞顶进。

3. 顶管施工中纠偏采取的措施

顶管误差纠偏是逐步进行的，形成误差后不可立即将已顶好的管道校正到位，应缓缓进行，使管道逐渐复位，不能猛纠硬调，以防产生相反的结果。常用的方法有以下两种：①超挖纠偏法：偏差在1~2cm以内可采用此法，即在管道偏向的反侧适当超挖，而在偏向侧不超甚至留坎，形成阻力，使管在顶进中向阻力小的超挖侧偏向，逐渐回到设计位置。②顶木纠偏：偏差大于2cm，在超挖纠偏不起作用的情况下可采用此法。用圆木或方木的一端顶在管道偏向的另一侧内管壁上，另一侧斜撑在垫有钢板或木板的管前土壤上，支顶牢固后，即可顶进。在顶进中配合超挖纠偏法，边顶边支。利用顶进时斜支撑分力产生的阻力，使顶管向阻力小的一侧校正。

 

 

本文摘自《中国西部科技》中的《引嫩入白引水工程中的顶管施工》何亚东 张春茹，如有侵权请联系删除