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【摘要】顶管施工经济，施工简便，在保证正常交通的小型涵洞工程中多有使用。
【关键词】顶管施工；质量控制；宝应县
1. 工程概况
（1）宝应县地处江苏省中部，夹于江淮之间，京杭运河纵贯南北，是扬州市的北大门。始建于秦，古称安宜，风光宜人，设施配套，悠久历史与现代文明交相辉映，是国家卫生县城，国家园林城市。
（2）随着城市化进程的加快， 宝应县城区城市河中段、大寨河、三支排河、西湾圩漕河等河道多年未清淤，目前河床淤积、堵塞；河道坍塌，侵占河床的现象日益严重，向河道内大量倾倒垃圾的现象亦随处可见，河道断面大幅度缩小。
（3）因此，迫切需要对上述河道进行整治，提高宝应县城活水水源能力，并通过实施城区内其他绿化景观工程，共同打造生态城市，综合提高城市文化品味，提升城市形象。
（4）宝应县城市河道整治工程规模包括：河道清淤（包括现状垃圾等杂物的清理）2500m，驳岸建设1735m，顶管等工程，投资总概算为504万元。
（5）为保证城市交通畅通，避免城市道路开挖，沟通宝应公园纵棹园与人医支河段，穿安宜东路65m涵洞（直径150cm）采用顶管施工方法。
2. 工程地质
在场地勘探范围内，根据土层的成因类型，物理力学性指标，分别描述如下：
（1）第1层：人工堆土，为灰黄色重粉质壤土与砂壤土互杂，土质不均。标准贯入击数N=5击，比贯入阻力Ps=1.28MPs，[R]=70KPa，层厚1.3～2.5m，平均层厚1.9m，场地普遍分布。
（2）第2层：灰、灰黄色重粉质壤土与砂壤土互夹，N=3击，Ps=2.11MPs，[R]=80KPa，Es=5.69MPa。层厚0.37～2.0m，平均层厚1.2m，场地普遍分布。
（3）第3-1层：灰、灰黄色淤泥质中粉质壤土，流塑状态。N=1击，Ps=0.68MPs，[R]=60KPa。层厚0.8～2.7m，平均层厚1.7m，场地普遍分布，局部缺失。
（4） 第3层：灰黄色粉质粘土、重粉质壤土，可塑～硬塑状态。N=9击，Ps=2.8MPs，[R]=220KPa，Es=9.1MPa。层厚0.5～2.3m，平均层厚1.7m，场地普遍分布。
（5）第4层：灰黄色重粉质壤土、粉质粘土夹砂壤土，含铁锰质结核，多数可塑状态，局部硬塑状态，N=12.5击，Ps=3.38MPs，[R]=180KPa，Es=3.38MPa。层厚0.9～2.5m，平均层厚1.8m，场地普遍分布。
顶管底高程位于 ▽-1.0m，位于第三层，土质为灰黄色粉质粘土、重粉质壤土，有上层潜水，无承压水。
3. 顶管施工
本工程沟通纵棹园与人医支河段采用人工顶管施工，设计长度50m，管材采用DN1500F型顶管，管道埋深约5m，详见工作井平面示意图、工作井剖面示意图、顶管施工平面示意图（见图1）。
3.1人工顶管顶力计算及顶进设备选择：
（1）由于顶管顶进深度范围土质较好，管前挖土能形成拱，可采用先挖后顶施工方法。
根据经验公式：P=nP0
其中：P——总顶力
n——土质系数，取n=2.0。
P0——为顶进管子全部自重。
（2）每节顶管自重约为4t，最长段以50m计，每节管长2m，共要顶进25节管，则P0=4*25=100t。则总的顶力为：P=n P0=2.0*100=200t，考虑地下工程复杂性及不可预见因素，顶管设备取1.3倍左右储备能力，设备顶进力为260t，选用两个200t千斤顶作为顶进动力设备，以保障顶管顺利进行。
3.2顶管施工工艺流程。
施工准备、工作井施工、设备安装、管吊装就位、开机顶进、结束、测量控制及纠偏、复测、施工下一节顶管。
3.3施工顺序。
（1）施工顺序为：工作井施工→顶进设备安装调试→吊装砼管到轨道上→连接好工具管→装顶铁→开启油泵顶进→管道贯通→拆工具管→砌检查井。
（2）工作井的施工方法采用人工+机械沉井法施工。工作井的结构设计见附图。工作井采用沉井结构。工作井尺寸净空为5×5m，开挖深度为5.0m左右，壁厚50cm。因工作井临近水源，为保证工作井内干燥，在工作井外打设3口降水井。
3.4工作井内顶管设备安装。
3.4.1导轨安装。严格控制导轨的中心位置和高程，确保顶入管节中心及高程能符合设计要求。
（1）由于工作井底板为50cm厚砼，地基承载力高，导轨直接放置在工作井底板上。
（2）严格控制导轨顶的高程，其纵坡与管道纵坡一致。
（3）导轨采用浇注砼予以固定，导轨长度采用2～3m，间距设置为60cm。
（4）导轨严格控制导轨的高程和中心，必须直顺。
3.4.2下管、顶进、出土和挖掘土设备：采用电动卷扬机下管，用千斤顶、高压油泵作为顶进设备，用斗车、垂直牵引的卷扬机作为出土设备，用空气压缩机带风镐机作为挖土设备。
3.4.3照明设备：井内使用电压不大于12V的低压照明。
3.4.4通风设备：人工挖土前和挖土过程中，采用轴流鼓风机通过通风管进行送风。
3.4.5工作棚架：作为防雨及安装吊装设备。工作坑上设活动式工作平台，平台用大于20#工字钢梁。在工作平台上设起重架，井旁边装置电动卷扬机。
3.5引入测量轴线及水准点。
（1）将地面的管道中心桩引入工作井的侧壁上（两个点），作为顶管中心的测量基线。
（2）将地面上的临时水准点引入工作井底不易碰撞的地方，作为顶管高程测量的临时水准点。
3.6下管。
（1）下管前，要严格检查管材，不合格的严禁使用。
（2）第一节管下到导轨上时，应测量管的中线及前后端管底高程，以校定导轨安装的准确性。 （3）要安装户口铁或弧形顶铁保护管口。
3.7顶进施工。
工作坑内设备安装完毕，经检查各部分状态良好，进行试顶。首先校测设备的水平及垂直标高是否符合设计要求，合格后即可顶进工具头，然后安放混凝土管节，再次测量标高，校定无误后进行试顶，待调整各项参数后即可正常顶进施工。在施工过程中，做到勤挖勤顶勤测，加强监控。顶进施工时，主要利用风镐在前取土，千斤顶出镐在后背不动的情况下将污水管向前顶进。
3.8顶进施工中的重点工序。
3.8.1测量。
（1）测量次数：在顶第一节管时及校正顶进偏差过程中，应每项顶进20～30cm，即对中心和高程测量一次；在正常顶进中，应每顶进50～100cm时，测量一次。
（2）中心测量：根据工作井内测设的中心桩、挂中心线，利用中心尺，测量头一节管前端的轴线中心偏差。
（3）高程测量：使用水准仪和高程尺，测首节管前端内底高程，以控制顶进高程；同时，测首节管后端内底高程，以控制坡度。工作井内应设置两个水准点，以便闭合之用，经常校正水准点，提高精度。
（4）一个管段顶完后，应对中心和高程再作一次竣工测量，一个接口测一点，有错口的测两点。
3.8.2纠偏：
（1）当测量发现偏差在10～20mm时，采用超挖纠偏法，即在偏向的反侧适当超挖，在偏向侧不超挖，甚至留坎，形成阻力，施加顶力后，使偏差回归。
（2）当偏差大于20mm时，采用千斤顶纠偏法，当超挖纠偏不起作用时，用小型千斤顶顶在管端偏向的反侧内管壁上，另一端斜撑在有垫板的管前土壁上，支顶牢固后，即可施加顶力。同时配合超挖纠偏法，边顶边支，直至使偏差回归。
3.8.3管前挖土要求。
（1）在道路和重要构筑物下，不得超越管段以外100mm，管周不得超挖，并随挖随顶。
（2）在一般顶管地段，如土质良好，可超挖管端300～500mm，在管周上面允许超挖15mm，下面135度范围内，不得超挖。
3.8.4接口的处理：由于顶管的管材为F型接口，顶管完毕后，对于管与管之间的缝隙，采用膨胀水泥砂浆压实填抹。选用硅酸盐彭胀水泥和洁净的中砂，配合比（重量比）为：膨胀水泥：砂：水=1：1：0.3，随拌随用，一次拌和量应在半小时内用完。填抹前，将接口湿润，再分层填入，压实填抹平整后，在潮湿状态下养护。
4. 结语
由于顶管施工对地层条件适应性强，对上部建（构）筑物影响小，对邻近周边建筑物没有影响。在施工工地受地面上建筑物影响或要保持交通，不能进行开挖性施工的涵洞建设施工中；在地层条件适合的情况下，多有采用。与掘进机、盾构机相比，顶管施工中具有良好的经济性，且对进场道路适宜性好。
参考文献
[1]潘新国.顶管施工在水利工程施工中必须把握的几个问题[J]水利科技与经济2010（8）.
【摘要】顶管施工经济，施工简便，在保证正常交通的小型涵洞工程中多有使用。
【关键词】顶管施工；质量控制；宝应县
1. 工程概况
（1）宝应县地处江苏省中部，夹于江淮之间，京杭运河纵贯南北，是扬州市的北大门。始建于秦，古称安宜，风光宜人，设施配套，悠久历史与现代文明交相辉映，是国家卫生县城，国家园林城市。
（2）随着城市化进程的加快， 宝应县城区城市河中段、大寨河、三支排河、西湾圩漕河等河道多年未清淤，目前河床淤积、堵塞；河道坍塌，侵占河床的现象日益严重，向河道内大量倾倒垃圾的现象亦随处可见，河道断面大幅度缩小。
（3）因此，迫切需要对上述河道进行整治，提高宝应县城活水水源能力，并通过实施城区内其他绿化景观工程，共同打造生态城市，综合提高城市文化品味，提升城市形象。
（4）宝应县城市河道整治工程规模包括：河道清淤（包括现状垃圾等杂物的清理）2500m，驳岸建设1735m，顶管等工程，投资总概算为504万元。
（5）为保证城市交通畅通，避免城市道路开挖，沟通宝应公园纵棹园与人医支河段，穿安宜东路65m涵洞（直径150cm）采用顶管施工方法。
2. 工程地质
在场地勘探范围内，根据土层的成因类型，物理力学性指标，分别描述如下：
（1）第1层：人工堆土，为灰黄色重粉质壤土与砂壤土互杂，土质不均。标准贯入击数N=5击，比贯入阻力Ps=1.28MPs，[R]=70KPa，层厚1.3～2.5m，平均层厚1.9m，场地普遍分布。
（2）第2层：灰、灰黄色重粉质壤土与砂壤土互夹，N=3击，Ps=2.11MPs，[R]=80KPa，Es=5.69MPa。层厚0.37～2.0m，平均层厚1.2m，场地普遍分布。
（3）第3-1层：灰、灰黄色淤泥质中粉质壤土，流塑状态。N=1击，Ps=0.68MPs，[R]=60KPa。层厚0.8～2.7m，平均层厚1.7m，场地普遍分布，局部缺失。
（4） 第3层：灰黄色粉质粘土、重粉质壤土，可塑～硬塑状态。N=9击，Ps=2.8MPs，[R]=220KPa，Es=9.1MPa。层厚0.5～2.3m，平均层厚1.7m，场地普遍分布。
（5）第4层：灰黄色重粉质壤土、粉质粘土夹砂壤土，含铁锰质结核，多数可塑状态，局部硬塑状态，N=12.5击，Ps=3.38MPs，[R]=180KPa，Es=3.38MPa。层厚0.9～2.5m，平均层厚1.8m，场地普遍分布。
顶管底高程位于 ▽-1.0m，位于第三层，土质为灰黄色粉质粘土、重粉质壤土，有上层潜水，无承压水。
3. 顶管施工
本工程沟通纵棹园与人医支河段采用人工顶管施工，设计长度50m，管材采用DN1500F型顶管，管道埋深约5m，详见工作井平面示意图、工作井剖面示意图、顶管施工平面示意图（见图1）。
3.1人工顶管顶力计算及顶进设备选择：
（1）由于顶管顶进深度范围土质较好，管前挖土能形成拱，可采用先挖后顶施工方法。
根据经验公式：P=nP0
其中：P——总顶力
n——土质系数，取n=2.0。
P0——为顶进管子全部自重。
（2）每节顶管自重约为4t，最长段以50m计，每节管长2m，共要顶进25节管，则P0=4*25=100t。则总的顶力为：P=n P0=2.0*100=200t，考虑地下工程复杂性及不可预见因素，顶管设备取1.3倍左右储备能力，设备顶进力为260t，选用两个200t千斤顶作为顶进动力设备，以保障顶管顺利进行。
3.2顶管施工工艺流程。
施工准备、工作井施工、设备安装、管吊装就位、开机顶进、结束、测量控制及纠偏、复测、施工下一节顶管。
3.3施工顺序。
（1）施工顺序为：工作井施工→顶进设备安装调试→吊装砼管到轨道上→连接好工具管→装顶铁→开启油泵顶进→管道贯通→拆工具管→砌检查井。
（2）工作井的施工方法采用人工+机械沉井法施工。工作井的结构设计见附图。工作井采用沉井结构。工作井尺寸净空为5×5m，开挖深度为5.0m左右，壁厚50cm。因工作井临近水源，为保证工作井内干燥，在工作井外打设3口降水井。
3.4工作井内顶管设备安装。
3.4.1导轨安装。严格控制导轨的中心位置和高程，确保顶入管节中心及高程能符合设计要求。
（1）由于工作井底板为50cm厚砼，地基承载力高，导轨直接放置在工作井底板上。
（2）严格控制导轨顶的高程，其纵坡与管道纵坡一致。
（3）导轨采用浇注砼予以固定，导轨长度采用2～3m，间距设置为60cm。
（4）导轨严格控制导轨的高程和中心，必须直顺。
3.4.2下管、顶进、出土和挖掘土设备：采用电动卷扬机下管，用千斤顶、高压油泵作为顶进设备，用斗车、垂直牵引的卷扬机作为出土设备，用空气压缩机带风镐机作为挖土设备。
3.4.3照明设备：井内使用电压不大于12V的低压照明。
3.4.4通风设备：人工挖土前和挖土过程中，采用轴流鼓风机通过通风管进行送风。
3.4.5工作棚架：作为防雨及安装吊装设备。工作坑上设活动式工作平台，平台用大于20#工字钢梁。在工作平台上设起重架，井旁边装置电动卷扬机。
3.5引入测量轴线及水准点。
（1）将地面的管道中心桩引入工作井的侧壁上（两个点），作为顶管中心的测量基线。
（2）将地面上的临时水准点引入工作井底不易碰撞的地方，作为顶管高程测量的临时水准点。
3.6下管。
（1）下管前，要严格检查管材，不合格的严禁使用。
（2）第一节管下到导轨上时，应测量管的中线及前后端管底高程，以校定导轨安装的准确性。 （3）要安装户口铁或弧形顶铁保护管口。
3.7顶进施工。
工作坑内设备安装完毕，经检查各部分状态良好，进行试顶。首先校测设备的水平及垂直标高是否符合设计要求，合格后即可顶进工具头，然后安放混凝土管节，再次测量标高，校定无误后进行试顶，待调整各项参数后即可正常顶进施工。在施工过程中，做到勤挖勤顶勤测，加强监控。顶进施工时，主要利用风镐在前取土，千斤顶出镐在后背不动的情况下将污水管向前顶进。
3.8顶进施工中的重点工序。
3.8.1测量。
（1）测量次数：在顶第一节管时及校正顶进偏差过程中，应每项顶进20～30cm，即对中心和高程测量一次；在正常顶进中，应每顶进50～100cm时，测量一次。
（2）中心测量：根据工作井内测设的中心桩、挂中心线，利用中心尺，测量头一节管前端的轴线中心偏差。
（3）高程测量：使用水准仪和高程尺，测首节管前端内底高程，以控制顶进高程；同时，测首节管后端内底高程，以控制坡度。工作井内应设置两个水准点，以便闭合之用，经常校正水准点，提高精度。
（4）一个管段顶完后，应对中心和高程再作一次竣工测量，一个接口测一点，有错口的测两点。
3.8.2纠偏：
（1）当测量发现偏差在10～20mm时，采用超挖纠偏法，即在偏向的反侧适当超挖，在偏向侧不超挖，甚至留坎，形成阻力，施加顶力后，使偏差回归。
（2）当偏差大于20mm时，采用千斤顶纠偏法，当超挖纠偏不起作用时，用小型千斤顶顶在管端偏向的反侧内管壁上，另一端斜撑在有垫板的管前土壁上，支顶牢固后，即可施加顶力。同时配合超挖纠偏法，边顶边支，直至使偏差回归。
3.8.3管前挖土要求。
（1）在道路和重要构筑物下，不得超越管段以外100mm，管周不得超挖，并随挖随顶。
（2）在一般顶管地段，如土质良好，可超挖管端300～500mm，在管周上面允许超挖15mm，下面135度范围内，不得超挖。
3.8.4接口的处理：由于顶管的管材为F型接口，顶管完毕后，对于管与管之间的缝隙，采用膨胀水泥砂浆压实填抹。选用硅酸盐彭胀水泥和洁净的中砂，配合比（重量比）为：膨胀水泥：砂：水=1：1：0.3，随拌随用，一次拌和量应在半小时内用完。填抹前，将接口湿润，再分层填入，压实填抹平整后，在潮湿状态下养护。
4. 结语
由于顶管施工对地层条件适应性强，对上部建（构）筑物影响小，对邻近周边建筑物没有影响。在施工工地受地面上建筑物影响或要保持交通，不能进行开挖性施工的涵洞建设施工中；在地层条件适合的情况下，多有采用。与掘进机、盾构机相比，顶管施工中具有良好的经济性，且对进场道路适宜性好。
参考文献
[1]潘新国.顶管施工在水利工程施工中必须把握的几个问题[J]水利科技与经济2010（8）.