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摘要：本文主要以某地污水干线大口径、高埋深人工顶管工程为例，分析了在相对较为复杂的地质条件下，在成本限定的基础上，保障工程施工进度、提升工程质量的施工控制方法。
关键词：顶管工程；施工；大口径；高埋深
1 工程概况
某地污水处理厂为当地最大的污水厂，主干线顶管工程长度为3500米，管道的内径长度为2800毫米，外径长度为3360毫米。该污水处理厂主要位于市区内部，其中1500米为地下顶管工程，并受到居民房屋及养殖户的鱼塘影响，顶进距离仅在100米到240米之间。且地质状况比较复杂，顶管主要设置于牢固度较低的粉土、细砂层之上。顶管部分段甚至埋入硅质的砂岩中。由于位于河流的最下游，地下水相对比较丰富，若采取人工顶管的方式，前进的阻碍力度会比较大。同时管道的埋深较大，最深可达14米左右，平均埋深即可达到12.6米。从区位特点方面进行考虑，初期决定以机械顶管的形式，但碍于地质坚硬且复杂、成本较高，决定选取人工顶管的施工方式。随着当前人工顶管技术的不断完善与成熟，因其占地面积小、施工较为灵活、造价较低等优势被选定为最佳顶管方案。
2 技术难点及其解决策略
2.1 由于顶管距离较长，为减少顶进井及接受井的施工量，选择在顶进区域内合理增加必要的中继间。
2.2 针对地质条件相对复杂，且顶力阻碍大等问题，选择在顶管管身提前留置适量的注浆孔隙，并于顶管期间将质量较好的触变泥浆注入预留孔隙内，以减轻顶管阻力。
2.3 对于管道埋深较大的问题，则需以早期设计图纸作为考量标准，选取特级管作为顶进管道，并强化对施工过程的全面检测，从而加强对管道的质量控制。
3 施工工艺
3.1 中继间设计
为预防管道顶进过程中顶力缺乏等问题，可采取中继间方案。在管道中央部位安装中继间，将每次顶进的管道划分为不同的顶进段，在管道顶进的过程中，首先按照先后顺序，以中继间释放顶力，推进顶管。然后利用主顶油缸推入最终区间的顶管，重复该过程，直到将管道顶至接收井区域内。待管道顶通后，同样遵照先后秩序，将管道内部的油缸合拢。
3.1.1 中继间选用标准
通常选用中继间主要按照以下标准。第一，当人工顶管的整体顶力大于转站点的最大頂力时则选用中继间。第二，当总顶力大于管道所能承受的最大顶力时选用中继间。第三，当整体顶力大于后背墙所能承受的顶力时则选取中继间。
3.1.2 中继间顶力分配
管道正面的阻力主要由一号中继间担当，由中继间主站来承担末端管道的顶进工作，剩余的中继间则按照其各承担区域的划分来担当管道的顶进工作。一般而言，中继间所设计的顶力应该低于主站所允许的最大顶力。
3.1.3 中继间结构
中继间的整体结构主要是由油缸、壳体、密封件等部件构成。无需采用后续加工的特殊管道构建而成的组合式密封中继间。
3.1.4 中继间使用的注意点
首先，在中继间使用前期，确保千斤顶、电力系统及液压的正常运作。在人工顶进之前，为防止中继间的错误位移，还需保障导轨上的千斤顶已经与管道连接完好。其次，在中继间顶进的过程中还需将检查贯穿于全过程中，以保障能够迅速及时调整每次顶进的长度，同时为确保顶管的安全性，还需适当增加所需的顶铁，并加快挖土的速度，随时测量高程与中线，选取科学的加固措施，最大限度地保障顶管的安全性。另外，还需保障各区域范围内的中继间与主站之间的联系，以维持其正常的运作。
3.1.5 中继间在某污水干线中的应用
由于在该顶管工程中30号井到35号井之间均为长度为250米的鱼塘，不具备客观的开挖条件基础，因此决定将工作井设置于30号井，将其顶至35号井，并在其中间范围内加设中继间。中继间的主要配置依据顶管工程顶力实际情况出发，其中继间主要担当120米范围内的顶进工作，并需保障其具备1600吨的顶力。因此，其配置的选用主要包括120台150吨的千斤顶。单向行程为200毫米，每分钟顶进速度为200毫米，工作压力为30兆帕斯卡，油泵容量为20升。配合触变泥浆予以顶进。
3.1.6 顶进效果
此项顶管工程在2月内完成，整体顶进品质较好，其管道位移偏差在施工允许范围内。中线位移的偏差仅为25毫米，小于规定的50毫米。管道内地的偏差在-30毫米到30毫米之间，同样少于规定的-50毫米与40毫米。另外相邻管道之前的错口偏差控制在10毫米之内，小于标准差异。
3.2 触变泥浆施工工艺
在顶管工程施工前期，在管道试推段内，根据顶进区域内土质的具体特点进行实验，以进一步确定触变泥浆与其润土液的混合比例。注浆量主要依照管道与其附近范围内土层的缝隙大小来确定，通常是其环向间隙的1到2倍，于每一节管道内预先留置注浆孔。留置注浆孔时还需注意在垂直吊装孔附近设置注浆孔，并确保其与吊装孔形成120°角。另外还需设置控制阀门。在每个补浆断面留置不少于3个注浆孔隙，并按照先后秩序依次实施补浆。保障其注浆压力大于0.1兆帕斯卡。注浆前期必须保障触变泥浆设备的运行正常，在实验阶段，为确认注浆的实效性，还需测量、计算其顶力，以及时补充浆液，保障顶进工作的顺利进行。在注浆期间还需时刻关注注浆管的变化情况，同时还需注意观察注浆压力的维持状况，排除其他因素，确保注浆工作的顺利进行。
触变泥浆施工的主要设备包括调浆设备与灌浆设备。其中灌浆设备由泥浆泵、喷浆管、分浆灌、输送浆液的管道等部件构成。调浆设备则是由拌和机、储浆灌构成。在顶管工程施工的阶段为进一步保障触变泥浆的施工效果，必须保障其施工的持续性，为促使其形成较为平整、光滑的泥浆套，需确保灌注不能中途停止，以最大限度地保障其阻力小的效果。
3.3 针对特级管的质量控制要点
由于大口径、高埋深人工顶管工程的地质通常较为复杂，设计时一般会选取特殊管道。因此，为保障施工的质量，必须针对特级管道实施质量控制。首先，施工必须严格按照图纸设计的要求进行，并据此制定管道制作及其质量控制的有关方案，在第三方的监控下开始施工。其次，在管道出场前需实施严格的标准化检查，对管道的各个部分按照施工要求、规范进行详细检查，以保障其外观质量、尺寸规划符合工程施工的要求。在投入施工前期，需要延长管道保养及维护的时间，以蒸汽作为养护的主要手段。在进行钢焊接时，需要保障焊接的标准、牢固，同时焊接厚度要达到施工标准，保障其长度不会逾越管槽范围，同时还需保证管口的平整。在使用前期还需对管道进行内外压试验。在运输过程中同样需要对其实施分节保护，规避其在运输过程中受到碰擦等损害。在投入施工前，还需进行重复检查，经监理批准后再投入施工。
结束语
综上所述，在大口径、高埋深顶管工程的施工中，采取人工手掘式顶管方案，无需投入较多的设备，成本较低，可控性强，对比传统的机械顶管具备一定的优势。但同样需注重施工期间的质量控制，保障顶管进度在施工设计的标准范围内，同时要开展贯穿全过程的质量控制与检查工作，以保障施工质量。
参考文献
[1]刘焕文.顶管工程施工对周边环境的影响分析[D].安徽建筑工业学院，2011. [2]曹宝飞，张国华.大口径钢筋砼管泥水平衡顶管技术工程应用[J].中国西部科技，2011（12）.
作者简介
郭乙涵，1984年3月出生，女，汉族，山西省中阳县，大学本科，助理工程师， 从事工作：市政工程项目现场负责人。
关键词：顶管工程；施工；大口径；高埋深
1 工程概况
某地污水处理厂为当地最大的污水厂，主干线顶管工程长度为3500米，管道的内径长度为2800毫米，外径长度为3360毫米。该污水处理厂主要位于市区内部，其中1500米为地下顶管工程，并受到居民房屋及养殖户的鱼塘影响，顶进距离仅在100米到240米之间。且地质状况比较复杂，顶管主要设置于牢固度较低的粉土、细砂层之上。顶管部分段甚至埋入硅质的砂岩中。由于位于河流的最下游，地下水相对比较丰富，若采取人工顶管的方式，前进的阻碍力度会比较大。同时管道的埋深较大，最深可达14米左右，平均埋深即可达到12.6米。从区位特点方面进行考虑，初期决定以机械顶管的形式，但碍于地质坚硬且复杂、成本较高，决定选取人工顶管的施工方式。随着当前人工顶管技术的不断完善与成熟，因其占地面积小、施工较为灵活、造价较低等优势被选定为最佳顶管方案。
2 技术难点及其解决策略
2.1 由于顶管距离较长，为减少顶进井及接受井的施工量，选择在顶进区域内合理增加必要的中继间。
2.2 针对地质条件相对复杂，且顶力阻碍大等问题，选择在顶管管身提前留置适量的注浆孔隙，并于顶管期间将质量较好的触变泥浆注入预留孔隙内，以减轻顶管阻力。
2.3 对于管道埋深较大的问题，则需以早期设计图纸作为考量标准，选取特级管作为顶进管道，并强化对施工过程的全面检测，从而加强对管道的质量控制。
3 施工工艺
3.1 中继间设计
为预防管道顶进过程中顶力缺乏等问题，可采取中继间方案。在管道中央部位安装中继间，将每次顶进的管道划分为不同的顶进段，在管道顶进的过程中，首先按照先后顺序，以中继间释放顶力，推进顶管。然后利用主顶油缸推入最终区间的顶管，重复该过程，直到将管道顶至接收井区域内。待管道顶通后，同样遵照先后秩序，将管道内部的油缸合拢。
3.1.1 中继间选用标准
通常选用中继间主要按照以下标准。第一，当人工顶管的整体顶力大于转站点的最大頂力时则选用中继间。第二，当总顶力大于管道所能承受的最大顶力时选用中继间。第三，当整体顶力大于后背墙所能承受的顶力时则选取中继间。
3.1.2 中继间顶力分配
管道正面的阻力主要由一号中继间担当，由中继间主站来承担末端管道的顶进工作，剩余的中继间则按照其各承担区域的划分来担当管道的顶进工作。一般而言，中继间所设计的顶力应该低于主站所允许的最大顶力。
3.1.3 中继间结构
中继间的整体结构主要是由油缸、壳体、密封件等部件构成。无需采用后续加工的特殊管道构建而成的组合式密封中继间。
3.1.4 中继间使用的注意点
首先，在中继间使用前期，确保千斤顶、电力系统及液压的正常运作。在人工顶进之前，为防止中继间的错误位移，还需保障导轨上的千斤顶已经与管道连接完好。其次，在中继间顶进的过程中还需将检查贯穿于全过程中，以保障能够迅速及时调整每次顶进的长度，同时为确保顶管的安全性，还需适当增加所需的顶铁，并加快挖土的速度，随时测量高程与中线，选取科学的加固措施，最大限度地保障顶管的安全性。另外，还需保障各区域范围内的中继间与主站之间的联系，以维持其正常的运作。
3.1.5 中继间在某污水干线中的应用
由于在该顶管工程中30号井到35号井之间均为长度为250米的鱼塘，不具备客观的开挖条件基础，因此决定将工作井设置于30号井，将其顶至35号井，并在其中间范围内加设中继间。中继间的主要配置依据顶管工程顶力实际情况出发，其中继间主要担当120米范围内的顶进工作，并需保障其具备1600吨的顶力。因此，其配置的选用主要包括120台150吨的千斤顶。单向行程为200毫米，每分钟顶进速度为200毫米，工作压力为30兆帕斯卡，油泵容量为20升。配合触变泥浆予以顶进。
3.1.6 顶进效果
此项顶管工程在2月内完成，整体顶进品质较好，其管道位移偏差在施工允许范围内。中线位移的偏差仅为25毫米，小于规定的50毫米。管道内地的偏差在-30毫米到30毫米之间，同样少于规定的-50毫米与40毫米。另外相邻管道之前的错口偏差控制在10毫米之内，小于标准差异。
3.2 触变泥浆施工工艺
在顶管工程施工前期，在管道试推段内，根据顶进区域内土质的具体特点进行实验，以进一步确定触变泥浆与其润土液的混合比例。注浆量主要依照管道与其附近范围内土层的缝隙大小来确定，通常是其环向间隙的1到2倍，于每一节管道内预先留置注浆孔。留置注浆孔时还需注意在垂直吊装孔附近设置注浆孔，并确保其与吊装孔形成120°角。另外还需设置控制阀门。在每个补浆断面留置不少于3个注浆孔隙，并按照先后秩序依次实施补浆。保障其注浆压力大于0.1兆帕斯卡。注浆前期必须保障触变泥浆设备的运行正常，在实验阶段，为确认注浆的实效性，还需测量、计算其顶力，以及时补充浆液，保障顶进工作的顺利进行。在注浆期间还需时刻关注注浆管的变化情况，同时还需注意观察注浆压力的维持状况，排除其他因素，确保注浆工作的顺利进行。
触变泥浆施工的主要设备包括调浆设备与灌浆设备。其中灌浆设备由泥浆泵、喷浆管、分浆灌、输送浆液的管道等部件构成。调浆设备则是由拌和机、储浆灌构成。在顶管工程施工的阶段为进一步保障触变泥浆的施工效果，必须保障其施工的持续性，为促使其形成较为平整、光滑的泥浆套，需确保灌注不能中途停止，以最大限度地保障其阻力小的效果。
3.3 针对特级管的质量控制要点
由于大口径、高埋深人工顶管工程的地质通常较为复杂，设计时一般会选取特殊管道。因此，为保障施工的质量，必须针对特级管道实施质量控制。首先，施工必须严格按照图纸设计的要求进行，并据此制定管道制作及其质量控制的有关方案，在第三方的监控下开始施工。其次，在管道出场前需实施严格的标准化检查，对管道的各个部分按照施工要求、规范进行详细检查，以保障其外观质量、尺寸规划符合工程施工的要求。在投入施工前期，需要延长管道保养及维护的时间，以蒸汽作为养护的主要手段。在进行钢焊接时，需要保障焊接的标准、牢固，同时焊接厚度要达到施工标准，保障其长度不会逾越管槽范围，同时还需保证管口的平整。在使用前期还需对管道进行内外压试验。在运输过程中同样需要对其实施分节保护，规避其在运输过程中受到碰擦等损害。在投入施工前，还需进行重复检查，经监理批准后再投入施工。
结束语
综上所述，在大口径、高埋深顶管工程的施工中，采取人工手掘式顶管方案，无需投入较多的设备，成本较低，可控性强，对比传统的机械顶管具备一定的优势。但同样需注重施工期间的质量控制，保障顶管进度在施工设计的标准范围内，同时要开展贯穿全过程的质量控制与检查工作，以保障施工质量。
参考文献
[1]刘焕文.顶管工程施工对周边环境的影响分析[D].安徽建筑工业学院，2011. [2]曹宝飞，张国华.大口径钢筋砼管泥水平衡顶管技术工程应用[J].中国西部科技，2011（12）.
作者简介
郭乙涵，1984年3月出生，女，汉族，山西省中阳县，大学本科，助理工程师， 从事工作：市政工程项目现场负责人。