顶管技术在非开挖工程施工中的合理运用

【摘要】：顶管技术凭借其在非开挖工程的施工过程中能够实现对周围建筑物和管网以及道路等影响减到最低，从而达到经济效益与环境效益的共赢而被越来越多的采用。本文在具体阐述顶管技术特点的基础上，以顶管技术在老挝沉井方案的具体案例为依托，就顶管设计使用方法以及运用范围进行了一定探讨，希望为顶管技术的推广运用提供一定帮助。

【关键词】：顶管技术；非开挖工程；运用

【 abstract 】 : the pipe jacking technology with its in the process of trenchless construction can be achieved on the surrounding buildings and pipelines and roads, etc, so as to achieve economic and environmental benefits of win-win and adopted by more and more. Specific characteristics of pipe jacking technology is presented in this paper, on the basis of pipe jacking technology is based on the specific case of open caisson scheme are in Laos, pipe jacking design method of use and the use scope has carried on the certain discussion, and hope for the pipe jacking technology promotion use provide certain help.

【 key words 】 : the pipe jacking technology; Trenchless engineering; Using the

中图分类号：U282+.3文献标识码： 文章编号:

随着城市化进程的日益加速，各类在地表以下空间进行开发的项目也层出不穷，与此同时，工程具体实施的难度也随之同步加大。随着近些年各种极端天气的出现，人们对地下工程建设的各方面质量要求也前所未有的关注，这就要求施工单位在高效施工的同时严格遵循相关规章制度。顶管技术能够确保对施工周围环境影响最小同时大大缩短工期以及减少投资，属于非开挖技术的一种，在国内外的施工过程中被越来越多的使用。凭借其不用对地面进行开挖，就能实现有效穿过公路、河流甚至建筑物的优势，该技术十分适合在市政工程中大力推广。

一、 工程概况

老挝万象东马凯水处理厂改扩建二期取水泵井工程总用地面积为21621m2。取水泵井规格为圆形，直径为21.1m，地下部分深25.1m，地上部分高9.43m。取水泵井采取沉井施工法下沉施工。拟建场地所在老挝万象市郊，海拔高度173~175m。年平均气温32℃，最热月平均气温46℃，最冷月平均温度18℃。本项目主要工程量如表一所示：

表一主要工程量

二、前期准备工作

针对招标文件工期要求，全部工程要在300天内竣工，这就造成本工程量较大，而工期相对较短的冲突，为确保在有限的工期内高效完成工程，我们提前做好以下工作：（一）准备足够的周转材料、合理配备施工力量和各种施工机械，避免因材料和机械原因而造成的停工现象；加强施工组织与管理，避免窝工现象。制定物资供应保证措施、质量检验与控制措施等，在各项工作中做到未雨绸缪，是保证本工程按时、按质完成的有效途径。（二）协调好周边施工单位关系。施工过程对周边正在施工的单位干扰和影响较大，在做好本工程施工场区范围内的安全、文明施工管理的同时，重视搞好与周边施工单位关系，严格按业主、监理单位的要求，合理布置施工临设、机具、材料堆放，共同协调管理好施工用地及进场道路的使用和维护，保障材料运输通畅。

三、工程施工

总体施工流程可分为：施工准备―测量放线―沉井制作及下沉―沉井封底及满水试验―钢结构安装―砖砌体工程―设备安装调试―恢复原状8各阶段。本取水泵井外径为21.1m，地下部分深25.1m，地上部分高9.43m；地下部分通过运用顶管技术采用沉井法进行施工。由于沉井较大较深，因此考虑三次制作三次下沉的施工工艺。沉井施工包括沉井制作和沉井下沉及封底几个主要部分。根据相关地勘资料，确定本工程水位标高，根据沉井设计施工图，以及多年的施工经验，将采取集水坑降排水、轻型井点降水、强排水等方案，满足施工降水的要求。

（一）顶管工作井下沉准备

1.当沉井井筒的砼强度达到不低于设计强度的75%时拆除刃脚砖模及井壁模板。2.井筒下沉前应封堵井壁全部预留孔洞，按设计要求采用钢板封堵预留洞口。3.井筒下沉前，先在内外井壁上各对称弹出4条垂线，以测定井筒下沉时的倾斜度。在井筒内部4条垂线的顶端，悬挂垂球，并在刃脚处设标盘，井筒下沉施工时，随时观测井筒偏斜，以便及时纠偏。在井筒外壁，沿4条垂线绘制水平测量标尺，并在基坑的相对位置设水平指示标尺（见图一），以此测定沉井的下沉量及下沉偏差；（4）落实安排好吊车、运土车、吊斗及照明设施等。

（二）取土下沉。本工程采用小型挖机与人工挖土，门吊垂直提升运土，翻斗车运土两种取土方式。设专人指挥，统一操作。普通土层，应分层挖掘，每层厚度约为30cm。沉井下沉时，按平面轴线的位置逐层沿外边四周挖去土台。当土台经不住沉井刃脚的挤压时土体破坏坍落，沉井便均匀地下沉，每次下沉宜控制在20cm左右。在挖除刃脚附近和刃脚下部的土时，要求对称、均衡，挖土的速度要相同，土面的高程要保持一致（纠编时除外）。要加强施工力量，争取在最短的时间挖完，以保持沉井的均匀下沉，如图二所示。

四、安全保障措施

（一）一般措施

项目将认真贯彻执行“安全第一、预防为主”的方针和“管生产必须管安全”的原则，建立“一切事故皆可避免和预防”和“安全高于一切”的安全管理理念，积极运用安全系统工程技术，建立健全安全生产自控措施和目标管理体系，如图三所示。

图三 安全生产体系保证图

（二）特殊时期防护措施

1.冬季防护措施

根据《砼结构工程施工及验收规范》的规定，当室外日平均气温连续5天稳定低于5℃时即进入冬期施工。冬季为保障施工质量采取以下方法：（1）优选原材料。配制混凝土时，优先选用硅酸盐水泥等强度等级不宜低于32.5的水泥且用量不应少于300kg/m3，水灰比不应大于0.5。混凝土中宜掺外加剂，以提高混凝土的抗冻性，以促进强度发展。（2）提高混凝土入模温度。混凝土原材料应优先采用热水加热，同时时间应较常温时延长50%，并尽量缩短运距混凝土拌和物出机温度不低于10℃，入模温度不低于5℃。（3）进行混凝土接缝时，在新混凝土浇筑前应先加热使接合面温度在5℃以上，待混凝土浇筑完成后，应及时采取相应的措施使混凝土接合面继续保持正温，直至新浇筑混凝土获得规定的抗冻强度。

2.预计防护措施

为预防大雨天气对施工产生不利影响，特制定如下雨季施工保证措施：（1）成立以项目经理为组长的防洪领导小组，负责安排、定期检查排水沟（管）及抽水设备的可靠性，加强防洪应变能力。（2）工地预备足够的防洪物资及设备。如草袋、蓬布、大功率抽水机械等，并严禁挪用防洪物资和设备。（3）配备一定的自发电能力，以确保汛期突然停电情况下的防排水需要。（4）施工机械设备停放在地形较高、排水顺畅的地方。机电设备的电闸箱或开关采取进盒和搭篷等防雨，并安装接地保护装置。（5）露天混凝土现场浇注应尽量避开大雨天气，保证浇注质量，同时备齐防雨设施以应急砼浇注过程中对大雨的防备，必要时用雨篷布覆盖，并及时排出集水。

四、结语

随着技术的进步和工程项目的日以拓展，顶管技术在非开挖工程中已经得到了越来越多的运用，广大技术人员井盖积极抓住顶管技术发展的良好契机，不断完善自己的技术水平并通过不断地探索、研究，为我国现代化建设提供更加现代化的技术保证。

参考资料：

[1] 侯卫强.城市道路建设顶管施工技术[J]. 科技资讯. 2010(23):89-90.

[2] 杨志贵. 顶管工程施工技术要点解析[J]. 甘肃科技. 2011(02):169-170.

[3] 李素平,褚晓丽. 顶管施工技术研究[J]. 中国新技术新产品. 2011(08):389-390.

[4] 张晓龙. 市政道排工程顶管施工技术的应用[J]. 物流工程与管理. 2011(04):288-289.

[5] 余景林. 浅析市政工程的施工管理[J]. 科技资讯. 2011(19):255-256.