1 工程概況
施工地點(diǎn)位于上海市徐匯區(qū)華發(fā)小區(qū)西側(cè)～龍吳路，本工程下水道距離居民樓墻邊線僅9米，該居民樓本身屬于質(zhì)量房，曾于一年前進(jìn)行過糾偏加固處理。另外管道沿線已有煤氣和自來水等公用管線也需要保護(hù)。根據(jù)以上情況決定在居民樓(六層樓房)南側(cè)距離6米處采取攪拌樁加固保護(hù)處理，共長204米。新排φ1800雨水管采用頂管施工，長405米，埋深7米，設(shè)置頂管工作井和接收井各一座。
2 施工準(zhǔn)備
根據(jù)現(xiàn)場條件，摸清施工地點(diǎn)的土質(zhì)、地下水位置、附近水源以及地下障礙物與附近建筑物等情況，采取必要的防范措施，正確組織施工。
2.1 工作坑設(shè)置
本工程工作坑采用smw工法井圍護(hù)結(jié)構(gòu)：采用深層攪拌樁內(nèi)插h型鋼。深層攪拌樁ф850mm、h型鋼采用700*300*13*24。工作井圍護(hù)基坑開挖深度為8.85m，頂管工作井采用直徑為0.85m的水泥攪拌樁作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)，樁長為17m，樁頂標(biāo)高為5.0m。
2.2 頂力計(jì)算
頂管的頂力按下式計(jì)算:
其中，n為千斤頂頂力，f為管壁與土之間的摩擦系數(shù)，p1為管頂以上的垂直土壓力，p2為管側(cè)的水平土壓力，d1為管外徑(m)，l為頂管總長度(m)，p0為頂管總重量，r為管端切土阻力，a為管端面積(m2)。
工程設(shè)計(jì)頂力為800t。
3 施工流程
施工順序?yàn)椋和陧斶M(jìn)工作坑→吊裝砼管到軌道上→裝頂鐵→裝密封圈→開啟油泵頂進(jìn)→出泥→管道貫通→拆工具管→砌檢查井→回填壁后。
頂管法是依靠人工或機(jī)械在管內(nèi)端部挖掘土壤，然后在工作坑內(nèi)借助頂進(jìn)設(shè)備，把敷設(shè)的管子按設(shè)計(jì)中線和高程的要求頂入，并用水力或小車將土從管中運(yùn)出。
4 施工方法
工作坑內(nèi)設(shè)備安裝完畢，經(jīng)檢查各部處于良好狀態(tài)，即可進(jìn)行開挖和頂進(jìn)。首先將管子下到導(dǎo)軌上，就位以后，裝好頂鐵，校測管中心和管底標(biāo)高是否符合設(shè)計(jì)要求，合格后即可進(jìn)行管前端挖土。
5 頂管施工技術(shù)措施
5.1 頂進(jìn)施工
頂進(jìn)利用千斤頂出鎬在后背不動(dòng)的情況下將被頂進(jìn)管子向前推進(jìn)，其操作過程如下：
?、虐惭b好頂鐵，擠牢，管前端已一定長度后，啟動(dòng)油泵，千斤頂進(jìn)油，活塞伸出一個(gè)工作行程，將管子推向一定距離。
?、仆Ｖ褂捅?，打開控制閥，千斤頂回油，活塞回縮。
⑶添加頂鐵，重復(fù)上述操作，直至需要安裝下一節(jié)管子為止。
?、刃断马旇F，在混凝土管接口處放一圈麻繩，以保證接口縫隙和受力均勻或采用其他防滲漏措施，保證管與管之間的連接安全。
?、芍匦卵b好頂鐵，重復(fù)上述操作。
頂進(jìn)時(shí)應(yīng)注意事項(xiàng)：
?、夙斶M(jìn)時(shí)應(yīng)遵照“ 先挖后頂，隨挖隨頂”的原則。應(yīng)連續(xù)作業(yè)，避免中途停止，造成阻力增大，增加頂進(jìn)的困難。
?、谑坠?jié)管子頂進(jìn)的方向和高程，關(guān)系到整段頂進(jìn)質(zhì)量，應(yīng)勤測量、勤檢查，及時(shí)校正偏差。
③安裝頂鐵應(yīng)平順無歪斜現(xiàn)象，每次收回活塞加放頂鐵時(shí)，應(yīng)盡可能換用安放長的頂鐵，使連接的頂鐵數(shù)目為少。
?、茼斶M(jìn)過程中，發(fā)現(xiàn)管前土方坍塌、后背傾斜，偏差過大或油泵壓力表指針驟增等情況，應(yīng)停止頂進(jìn)，查明原因，排除故障后，再繼續(xù)頂進(jìn)。
5.2 頂進(jìn)掘進(jìn)穿墻措施
頂進(jìn)前所有頂進(jìn)設(shè)備及頂管掘進(jìn)機(jī)必須全部安裝就位，設(shè)備需試運(yùn)轉(zhuǎn)。在穿墻前通過襯墻上的預(yù)埋螺栓安裝好簾布橡膠板、圓環(huán)板、扇形后板等止水裝置，由于工作井外為smw工法的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，故洞口一般情況下需另外采取加固措施。一般采用壓密注漿的方法臨時(shí)加固洞口，將掘進(jìn)機(jī)機(jī)頭頂進(jìn)至工作井導(dǎo)墻內(nèi)，為防止初始出洞階段由于正面水土壓力大于掘進(jìn)機(jī)周邊的摩阻力，而使掘進(jìn)機(jī)及管段在拼裝時(shí)發(fā)生后退現(xiàn)象，在前20m～30m頂進(jìn)砼管外壁設(shè)置埋件，每次拼裝管子前將已頂進(jìn)的部分與井壁進(jìn)行連接，直至不發(fā)生后退為止。
頂管接收井進(jìn)洞措施：在頂管掘進(jìn)機(jī)接近洞口30m～50m時(shí)，作一次全面的軸線及高程復(fù)核，在確認(rèn)無誤后，在接收井內(nèi)做好接收的一切準(zhǔn)備工作，包括接收平臺的搭設(shè)。工具頭頂進(jìn)到井壁后，停止壓漿，拆除接收井的封門，頂管掘進(jìn)機(jī)穿進(jìn)井墻上開始上接收架，馬上采取臨時(shí)止水措施，并繼續(xù)頂進(jìn)，待完全上架后按設(shè)計(jì)對進(jìn)洞管段采取性止水封堵措施。
5.3 初始頂進(jìn)管道防后退措施
由于在初始頂進(jìn)階段正面水土壓力遠(yuǎn)大于管周圍的摩擦阻力。拼接管子時(shí)主推千斤頂在縮回前必須對已頂進(jìn)的部分與井壁進(jìn)行固定，否則管道發(fā)生后退會(huì)導(dǎo)致洞口止水裝置受損，因此在初始10～15節(jié)砼管外側(cè)埋設(shè)預(yù)埋鋼板，在主推千斤頂退回前將砼管與井壁相連，直至砼管外壁摩阻力大于掘進(jìn)機(jī)正面水土壓力為止。
5.4 對混凝土套管頂進(jìn)的技術(shù)要求
工程采用鋼筋混凝土管，“f”型接口。在混凝土管頂進(jìn)過程中,千斤頂?shù)捻斄Ρ仨毚笥诟鞣N混凝土管產(chǎn)生的作用力,混凝土管方能正常頂進(jìn)。
混凝土管的頂進(jìn)能否按原定的標(biāo)高和方向頂進(jìn)，主要與千斤頂作用點(diǎn)有關(guān)系。當(dāng)使用一個(gè)千斤頂頂進(jìn)時(shí)，著力點(diǎn)在混凝土管中心垂直線靠管底的1/3處;再有頂管的管端與頂帽之間，還有千斤頂與后靠背墻之間都應(yīng)該襯上軟墊，以防止受到的力不均勻，影響混凝土管的正常頂進(jìn);當(dāng)頂完一鎬時(shí)，可以用小千斤頂把頂桿退回到原來的位置上，再增加一段頂鐵接著頂進(jìn)，頂管所用頂鐵可多準(zhǔn)備幾根，這樣可根據(jù)管端和千斤頂間的不同間距，交替使用頂鐵。如果被頂?shù)墓茏游膊恐皇Ｏ?.3m時(shí)，可以把千斤頂桿退回到原來的位置上，然后卸下頂帽和頂鐵，再下一根混凝土套管，兩根管子的對口縫隙應(yīng)襯上軟墊，并且在混凝土管內(nèi)用內(nèi)漲圈固定，再用木楔擠緊，方可繼續(xù)頂進(jìn)。當(dāng)頂完全部混凝土管套管后，可以取下擠緊內(nèi)漲圈的木楔，然后用石棉水泥抹口，或者用水泥沙漿抹口，再將環(huán)口縫隙填滿塞嚴(yán)，以防止漏滲。
在混凝土管頂進(jìn)的過程中，每頂進(jìn)一根管，必須測量一次標(biāo)高和中線，如果土質(zhì)不好，更需要隨時(shí)檢查。當(dāng)頂進(jìn)60cm時(shí)，必須測量一次，以確保準(zhǔn)確無誤。如果發(fā)現(xiàn)所頂混凝土管左右偏離，則需在偏離的一側(cè)少挖一些土，在另一側(cè)多挖些土,這樣可以糾正混凝土管的偏離。如果所頂混凝土管出現(xiàn)“低頭”情況時(shí)，倘若誤差不太大，則可將小千斤頂放在墊木上，讓力的作用點(diǎn)在管端上，隨著混凝土管頂進(jìn)，隨著放松小千斤頂，這樣可使混凝土管逐漸地恢復(fù)到正常位置上;如果混凝土管出現(xiàn)“仰頭”情況，可以將管底土適當(dāng)?shù)囟嗤谝恍?，或者把千斤頂?shù)淖饔命c(diǎn)向上少一點(diǎn)移動(dòng)，等恢復(fù)正常后,再把力的作用點(diǎn)挪回到原來的位置上繼續(xù)頂進(jìn)。通過上述方法，就能保證混凝土管的正常頂進(jìn)，頂管施工才能順利進(jìn)行。
5.5 頂管管節(jié)接頭形式及防水措施
為防止管道滲漏和地下水涌入，管節(jié)間必須有可靠的防水措施。本工程剛性鋼圈接頭，接頭內(nèi)采用環(huán)齒橡膠密封環(huán)。
5.6 頂管工作面排水
頂管工作應(yīng)盡量從下游向上游方向進(jìn)行，地下水由工作面流向工作井集水坑，再用泵排出地面。
5.7 不良地層事故處理技術(shù)措施
在頂管過程中，由于泥水平衡壓力控制不當(dāng)或停頓時(shí)間過長，可能會(huì)造成突頂和工作面塌方事故。發(fā)生突頂時(shí)：應(yīng)該逐漸降低工具管內(nèi)泥水壓力，使泥水壓力略小于地下水壓力，關(guān)閉沖泥水和吸泥泵，啟動(dòng)千斤頂緩慢頂進(jìn)一段距離，待頂力升高，采用小水力沖泥，間歇啟動(dòng)吸泥泵排泥，做小量排泥。發(fā)生塌方時(shí)：應(yīng)該逐漸升高工具管內(nèi)泥水壓力，使泥水壓力略大于地下水壓力，關(guān)閉沖泥水和吸泥泵，啟動(dòng)千斤頂緩慢頂進(jìn)一段距離，待頂力升高，采用小水力沖泥，間歇啟動(dòng)吸泥泵排泥，做小量排泥。
5.8 管道滲漏的治理
對管道滲水和漏水點(diǎn)，先鑿v形槽，埋入導(dǎo)水水管，用速凝水泥封閉管周，待水泥有一定強(qiáng)度后，用手動(dòng)泵壓入水泥水摻玻璃漿液封堵。
5.9 頂管作業(yè)面通風(fēng)
頂管作業(yè)面通風(fēng)采用壓入強(qiáng)制性通風(fēng)措施，用風(fēng)機(jī)通過1.5英寸鐵管向工作面壓風(fēng)。
5.10 頂管坑內(nèi)檢查井的砌筑
管道完成后，按設(shè)計(jì)圖在坑內(nèi)用磚砌筑檢查井，井內(nèi)外批防水砂漿。待砂漿達(dá)到一定強(qiáng)度后，回填石屑至管頂面，用水沖實(shí)，其上用土回填，分層夯實(shí)。
5.11 測量與糾偏
1)頂管測量
⑴測量次數(shù)。開始頂節(jié)管子時(shí)，每頂進(jìn)20～100cm測量一次。校正時(shí)，每頂進(jìn)一鎬即測量一次。
⑵中心線測量。根據(jù)工作坑內(nèi)設(shè)置的中心樁掛小線，使拉線3對準(zhǔn)垂球2，讀管前端的中心尺4刻度，若拉線3與中心尺4上的中心刻度相重合，其差值即為偏差值。
⑶高程測量。一般在工作坑內(nèi)引設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)，停止頂進(jìn)，將水準(zhǔn)儀支設(shè)在頂鐵上，測量前端管底高程。
2)頂進(jìn)偏差的校正頂進(jìn)中發(fā)現(xiàn)管位偏差10mm左右，即應(yīng)進(jìn)行校正。糾偏校正應(yīng)緩緩進(jìn)行，使管子逐漸復(fù)位，不得猛糾硬調(diào)。人工挖土頂進(jìn)的校正方法有：
?、磐谕列Ｕㄆ钪?0～20mm時(shí)，采用此法。即在管子偏向設(shè)計(jì)中心左側(cè)時(shí)，可在管子中心右側(cè)適當(dāng)超挖，而在偏向一側(cè)不超挖或留臺，使管子在繼續(xù)頂進(jìn)中，逐漸回到設(shè)計(jì)位置。
?、祈斈拘Ｕㄆ钶^大時(shí)或采用挖土校正無效時(shí)，用圓或方木，一端頂在管子偏向一側(cè)的內(nèi)管壁上，另一端支撐在墊有木板的管前土層上，開動(dòng)千斤頂，利用頂木產(chǎn)生的分力，使管子得到校正。
?、琼旀€校正法偏差較大，利用頂鎬代替頂木，這種裝置更有利于校正和糾偏。校正糾偏方法較多，應(yīng)根據(jù)土質(zhì)、偏差值、技術(shù)水平，選用相應(yīng)對策。偏差值較小時(shí)，容易校正，當(dāng)累計(jì)偏差較大時(shí)，校正就較困難。因此，管前挖土應(yīng)選派經(jīng)驗(yàn)豐富、技術(shù)熟練的工人操作。
5 總結(jié)
本次施工采用非開挖式頂管施工方法，大大加快了施工進(jìn)度，對施工沿線房屋和公用管線起到了很好的保護(hù)作用，基本沒有影響施工沿線居民的出行交通，也無噪音、粉塵污染，取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
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