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摘要：通过阐述顶管作业中各工作环节技术控制要点，确保顶管施工作业高质量完成。
关键词：顶管；控制要点；施工作业
Abstract: through the key points of each work link control technology of pipe jacking operation, ensure pipe jacking operation completed with high quality.
Keywords: pipe jacking construction operations; control points;
中图分类号： TU74 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）
张家口市高新区热力管道顶管工程，包括进水管和回水管两趟管线，施工长度共计50×2米，管径为DN1550。先根据工程实施过程中的实际经验，阐述热力管道顶管施工的技术措施如下：
1 根据施工现场的地质、地形特征确定施工方法
本工程混凝土管道在砂卵和粉砂土层内顶进。这种土壤较其他土质承载力较大，但土层松散，内摩擦角较大，含水量小，孔隙率变化大，混凝土管位于砂卵层内，会产生在刃脚推进之后立刻就会坍落在管壁上的情况出现，导致混凝土管不断被“楔紧”，增加顶进阻力，施工难度较大。根据此种地质特征，拟采用敞开式人工挖土顶进方法，管材选用DN1550mm钢筋混凝土加筋管（II级、钢承口）。
2 工作坑尺寸的确定及施工
2．1工作坑的尺寸及计算要根据管径的大小、关节长度、操作设备、出土方程式及后背长度等不同情况而定，根据设计要求计算并考虑施工现场实际情况，该工作坑底面净空尺寸7m×6.8m。
2.2工作坑施工
由于工作坑比较大，所以上部3米范围采用三七墙配∮１０拉结筋砌筑，底部将近3米范围分两次浇筑钢筋砼护壁，护壁厚度为30cm,并设两道工字钢环撑；工作坑设计为单向顶进两趟管道，后靠背选用现浇钢筋混凝土，厚度为80cm，高度为2.5米，其中1米置于地下，1.5米置于地上； 工作坑底铺垫10cm碎石，浇筑标号C25钢筋混凝土30cm做为工作坑底板，底板设纵横向两道截面尺寸25×25厘米加筋系梁。为保证下管按设计的高度、方向及坡度，必须安装导向轨，导向轨安装的质量将直接影响后续施工，本工程采用P50钢轨；为方便底板混凝土凝固后安装导向轨，底板应预埋钢板；仔细测量安装导向轨可以有效的控制管顶的高程及方向，在安装第一节管节前，进行导向轨试运行并将其调整至设计标高，在后续使用中必须及时复核，如有偏差要及时调整、更换，确保施工精度，本工程采用6m长导向轨。导向轨安装前在工作平台上放出中轴线，与管中轴线重合，采用标准钢轨作为导向轨，点焊在工作平台上保证导向轨的中心线与管中心线重合，用水准仪控制导向轨两内角处标高；工作平台必须牢固的固定在底板上，不能产生偏移；工作坑内必须设集水槽和集水坑，及时排出工作坑内集水，避免坑内集水影响施工。
3 测量
为保证顶管施工质量，确保管线按设计要求顶进，必须测量首节管顶的高程、中线及坡度。首节管为顶进作业的起始部位，在整个顶进作业中起着导向作用，其顶进质量直接影响后续管节精度，所以在开始顶进时，必须随时检查，检查频率为30-50cm/次，如有偏差及时调整。
4 顶进施工
4.1顶管设备布置
顶管设备选用400T千斤顶2只，起重能力800T，最大行程80cm；配套油泵。千斤顶通过U型顶铁、环型顶铁将顶力传至管端，完成顶进作业。顶进作业中，要将千斤顶放置钢制托架上，可避免千斤顶出现刮土现象；千斤顶顶力的合力位置和顶进抗力的位置必须始终保持在同一轴线上，如有偏差则不能确保管节按预定方向前进；根据施工经验，φ1550管靠近管底40-50cm处为着力点，各制作80cm、60cm、40cm、20cm顶铁一组，制作选用20mm厚钢板焊接而成。顶铁要求设锁定的“U”型卡，防止顶进作业中脱落，确保施工安全。
4.2下管
下管钱要仔细检查管子有无破损及纵向裂缝，管壁有无坑陷及鼓包现象，检查合格后采用龙门架，将管节吊起后放在工作坑内的导轨上就位，下管前必须保证起吊设备安全可靠，工作坑内不得站人。
4.3 稳管、接口
稳管要求管节高程和方向符合设计规定，管身要完全卧贴于导轨上；接口依靠导向轨定位，对于钢承口顶管，在接口施工前要按要求在插口上套密封胶圈。
4.4 挖土作业
本工程顶管施工中采用人工出土，出土工具选用短把铁锹和短把平镐配合作业。顶管过程中不可避免的会出现管节“低头”、“昂头”现象，所以挖土和顶管施工必须密切配合，及时观察、调整。管前端挖土作业时，为减少顶进阻力，可在坑壁与管上方留1—2cm空隙，管节下部135°范围内不得多挖、超挖，管外壁要与土弧相吻合，以保持原状土基。视土质情况管前端可超挖5-30cm。
4.5 顶进作业
顶进作业前要先顶铁安装质量，如顶铁安装偏斜，顶进作业时会产生偏心荷载，导致顶铁崩出伤人，非常危险，所以必须坚持检查顶铁安装是否平直。顶进作业要“坚持先挖土后顶进”、“随时挖土随时顶进”、“如有偏差随时调整”的原则；顶进作业要随时观察压力变化，如发现油泵压力表指数骤然增大时，必须立即停止施工，检查原因；千斤顶活塞伸出长度不得超出规定冲程；顶进作业需连续进行，不能长期停顿。
5 纠偏操作
5.1 施工中会由于开挖断面形状错误、工作面不均匀土质、千斤顶位置偏移等原因引起偏差，施工过程中要加强量测，如发现中心偏斜误差超过+20mm，高程误差超过+15mm，必须及时进行调整、纠偏。
5.2 针对本工程土质情况的特殊性，采取了如下防止偏移措施：
5.2.1 以膨胀螺栓做管口预埋件，接口施工后用钢板焊接联结加强管道联结钢性，钢板规格为σ=1cm；顶进过程中局部不平衡力会导致管道产生轴向变形，影响管道顶进方向，在钢板接口处设内外钢套环，补充加强管道接口钢性，可有效减少4对施工的影响，外套环采用承插钢圈，内套环制作采用钢板，钢板规格为σ=1cm，套环宽度为0.3m。
5.3.2 管底设置滑道，利用滑道控制顶进作业的方向和高程，滑道制作采用混凝土预制块。
5.3.3 工具管上设置纠偏千斤顶组，可有效小范围内调整工具管方向。
5.3.4 为有效稳定顶进作业方向，在工具管前端两侧设木楔，砂砾回填空隙。
6 触变泥浆减阻
本工程采取触变泥浆减阻施工，顶进过程中，通过工具管后的三节管上的压浆孔及时跟踪压浆，形成泥浆套；顶进过程中通过往后每两节管上的压浆孔，及时补强压浆；压浆总管采用铁管，规格为φ50mm，支管采用软管，总管和支管采用三通联接，设置截止阀；触变泥浆配合比为膨润土：石膏：水=1：0.5：6（重量比）。
7.千斤頂选用及顶力验算
φ1550钢筋混凝土管自重：V=π×（D12-D22）×L =2.58m3
W=2.58×2.65=6.8t/根
P=W/2=2.3t/m=22.5KN/m
需用顶力计算：
采用人工超前出土，所以管端端头阻力不计。
按经验公式估计其阻力值为：
W1=3×P×L=5400KN=540t（按管重）
W2=K（34D1-21）×L=4022KN=402t（按卸荷拱）
P=max（W1，W2）=540t
选用800t级千斤顶。
能量储备：（800-540）/540=48%
参考文献：【1】.施工顶管技术.余彬泉、陈传灿.人民交通出版社.2000.07
关键词：顶管；控制要点；施工作业
Abstract: through the key points of each work link control technology of pipe jacking operation, ensure pipe jacking operation completed with high quality.
Keywords: pipe jacking construction operations; control points;
中图分类号： TU74 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）
张家口市高新区热力管道顶管工程，包括进水管和回水管两趟管线，施工长度共计50×2米，管径为DN1550。先根据工程实施过程中的实际经验，阐述热力管道顶管施工的技术措施如下：
1 根据施工现场的地质、地形特征确定施工方法
本工程混凝土管道在砂卵和粉砂土层内顶进。这种土壤较其他土质承载力较大，但土层松散，内摩擦角较大，含水量小，孔隙率变化大，混凝土管位于砂卵层内，会产生在刃脚推进之后立刻就会坍落在管壁上的情况出现，导致混凝土管不断被“楔紧”，增加顶进阻力，施工难度较大。根据此种地质特征，拟采用敞开式人工挖土顶进方法，管材选用DN1550mm钢筋混凝土加筋管（II级、钢承口）。
2 工作坑尺寸的确定及施工
2．1工作坑的尺寸及计算要根据管径的大小、关节长度、操作设备、出土方程式及后背长度等不同情况而定，根据设计要求计算并考虑施工现场实际情况，该工作坑底面净空尺寸7m×6.8m。
2.2工作坑施工
由于工作坑比较大，所以上部3米范围采用三七墙配∮１０拉结筋砌筑，底部将近3米范围分两次浇筑钢筋砼护壁，护壁厚度为30cm,并设两道工字钢环撑；工作坑设计为单向顶进两趟管道，后靠背选用现浇钢筋混凝土，厚度为80cm，高度为2.5米，其中1米置于地下，1.5米置于地上； 工作坑底铺垫10cm碎石，浇筑标号C25钢筋混凝土30cm做为工作坑底板，底板设纵横向两道截面尺寸25×25厘米加筋系梁。为保证下管按设计的高度、方向及坡度，必须安装导向轨，导向轨安装的质量将直接影响后续施工，本工程采用P50钢轨；为方便底板混凝土凝固后安装导向轨，底板应预埋钢板；仔细测量安装导向轨可以有效的控制管顶的高程及方向，在安装第一节管节前，进行导向轨试运行并将其调整至设计标高，在后续使用中必须及时复核，如有偏差要及时调整、更换，确保施工精度，本工程采用6m长导向轨。导向轨安装前在工作平台上放出中轴线，与管中轴线重合，采用标准钢轨作为导向轨，点焊在工作平台上保证导向轨的中心线与管中心线重合，用水准仪控制导向轨两内角处标高；工作平台必须牢固的固定在底板上，不能产生偏移；工作坑内必须设集水槽和集水坑，及时排出工作坑内集水，避免坑内集水影响施工。
3 测量
为保证顶管施工质量，确保管线按设计要求顶进，必须测量首节管顶的高程、中线及坡度。首节管为顶进作业的起始部位，在整个顶进作业中起着导向作用，其顶进质量直接影响后续管节精度，所以在开始顶进时，必须随时检查，检查频率为30-50cm/次，如有偏差及时调整。
4 顶进施工
4.1顶管设备布置
顶管设备选用400T千斤顶2只，起重能力800T，最大行程80cm；配套油泵。千斤顶通过U型顶铁、环型顶铁将顶力传至管端，完成顶进作业。顶进作业中，要将千斤顶放置钢制托架上，可避免千斤顶出现刮土现象；千斤顶顶力的合力位置和顶进抗力的位置必须始终保持在同一轴线上，如有偏差则不能确保管节按预定方向前进；根据施工经验，φ1550管靠近管底40-50cm处为着力点，各制作80cm、60cm、40cm、20cm顶铁一组，制作选用20mm厚钢板焊接而成。顶铁要求设锁定的“U”型卡，防止顶进作业中脱落，确保施工安全。
4.2下管
下管钱要仔细检查管子有无破损及纵向裂缝，管壁有无坑陷及鼓包现象，检查合格后采用龙门架，将管节吊起后放在工作坑内的导轨上就位，下管前必须保证起吊设备安全可靠，工作坑内不得站人。
4.3 稳管、接口
稳管要求管节高程和方向符合设计规定，管身要完全卧贴于导轨上；接口依靠导向轨定位，对于钢承口顶管，在接口施工前要按要求在插口上套密封胶圈。
4.4 挖土作业
本工程顶管施工中采用人工出土，出土工具选用短把铁锹和短把平镐配合作业。顶管过程中不可避免的会出现管节“低头”、“昂头”现象，所以挖土和顶管施工必须密切配合，及时观察、调整。管前端挖土作业时，为减少顶进阻力，可在坑壁与管上方留1—2cm空隙，管节下部135°范围内不得多挖、超挖，管外壁要与土弧相吻合，以保持原状土基。视土质情况管前端可超挖5-30cm。
4.5 顶进作业
顶进作业前要先顶铁安装质量，如顶铁安装偏斜，顶进作业时会产生偏心荷载，导致顶铁崩出伤人，非常危险，所以必须坚持检查顶铁安装是否平直。顶进作业要“坚持先挖土后顶进”、“随时挖土随时顶进”、“如有偏差随时调整”的原则；顶进作业要随时观察压力变化，如发现油泵压力表指数骤然增大时，必须立即停止施工，检查原因；千斤顶活塞伸出长度不得超出规定冲程；顶进作业需连续进行，不能长期停顿。
5 纠偏操作
5.1 施工中会由于开挖断面形状错误、工作面不均匀土质、千斤顶位置偏移等原因引起偏差，施工过程中要加强量测，如发现中心偏斜误差超过+20mm，高程误差超过+15mm，必须及时进行调整、纠偏。
5.2 针对本工程土质情况的特殊性，采取了如下防止偏移措施：
5.2.1 以膨胀螺栓做管口预埋件，接口施工后用钢板焊接联结加强管道联结钢性，钢板规格为σ=1cm；顶进过程中局部不平衡力会导致管道产生轴向变形，影响管道顶进方向，在钢板接口处设内外钢套环，补充加强管道接口钢性，可有效减少4对施工的影响，外套环采用承插钢圈，内套环制作采用钢板，钢板规格为σ=1cm，套环宽度为0.3m。
5.3.2 管底设置滑道，利用滑道控制顶进作业的方向和高程，滑道制作采用混凝土预制块。
5.3.3 工具管上设置纠偏千斤顶组，可有效小范围内调整工具管方向。
5.3.4 为有效稳定顶进作业方向，在工具管前端两侧设木楔，砂砾回填空隙。
6 触变泥浆减阻
本工程采取触变泥浆减阻施工，顶进过程中，通过工具管后的三节管上的压浆孔及时跟踪压浆，形成泥浆套；顶进过程中通过往后每两节管上的压浆孔，及时补强压浆；压浆总管采用铁管，规格为φ50mm，支管采用软管，总管和支管采用三通联接，设置截止阀；触变泥浆配合比为膨润土：石膏：水=1：0.5：6（重量比）。
7.千斤頂选用及顶力验算
φ1550钢筋混凝土管自重：V=π×（D12-D22）×L =2.58m3
W=2.58×2.65=6.8t/根
P=W/2=2.3t/m=22.5KN/m
需用顶力计算：
采用人工超前出土，所以管端端头阻力不计。
按经验公式估计其阻力值为：
W1=3×P×L=5400KN=540t（按管重）
W2=K（34D1-21）×L=4022KN=402t（按卸荷拱）
P=max（W1，W2）=540t
选用800t级千斤顶。
能量储备：（800-540）/540=48%
参考文献：【1】.施工顶管技术.余彬泉、陈传灿.人民交通出版社.2000.07