市政供热管网中的大管径长距离顶管施工

市政供热管网中的大管径长距离顶管施工

阎兴文1夏天佑2

1.济南热力集团有限公司山东济南250000；2.保利山东置业集团有限公司山东济南250000

摘要：市政供热管网施工中。应用大管径长距离顶管施工不仅可以保障施工质量，还可以有效降低施工成本，提高工程的经济效益。但是，现阶段在我国对市政供热管网中大管径长距离顶管施工技术的应用中，还存在许多不足之处。

关键词：市政供热管道；大管径长距离；顶管施工

引言

顶管施工技术具有经济高效，保护环境的综合功能，经济和社会效益优势明显。由于大管径管道开挖面较大，在管道上方无法形成拱圈效应，且管道下方腋角处无法压实，造成大管径管道上方土体全部由管材本身承担，且基础不稳，容易造成大管径管道开裂破坏，形成较大的工程事故，故此，在工程实际中，大管径管道规范建议采用顶管施工技术，而且进一步延长顶管施工一次顶进距离，可减少工程量，综合成本低，建设周期短，施工时不中断交通，充分保证了市政道路整体质量，减少了噪音和粉尘污染，更加有利于维护城市环境，减少对人们工作及生活的影响。

1市政供热管网施工中需要注意的问题

（1）要注意管网的布置。在具体的施工过程中，供热管道的布置不仅要考虑地形和地质条件，还要考虑对既有道路和建筑物地下基础的等结构的影响。

（2）顶管施工段的土质情况。为了防止顶管机掘进面土层受力平衡遭到破坏，导致地面隆起或沉降，造成掘进事故，必须保持掘进机切削面的平衡。不同工程的土质一般不一样，即使同一工程不同施工段土质也会变化，特别是在长距离顶管工程中，土质的差别更大。所以，必须要掌握长距离顶管施工段土质情况，并合理选择适应土质要求的顶管机，从而使工程能够顺利完成。

（3）排土方式。排土方式通常与顶管机的选型相配套，如手掘式顶管，常采取人工出土的方式；土压平衡式顶管，采用拖车、螺旋输送机或者土砂泵出土；泥水平衡式顶管，利用管道配合泥浆泵排出泥水。当顶进长度达到200m以上时，传统的方式运送弃土速度过慢，顶进效率大大降低。因此长距离顶管中，一般选择水力运送弃土，而且在输送管路之间增加若干泥水泵；如果选择土砂泵时，也要相应的增加土砂泵。

（4）检查井。检查井作为管道养护疏通的重要构筑物，在长距离顶管施工中，选择什么类型的检查井也是至关重要。塑料检查井，玻璃钢检查井因其自身的缺陷，现行的一些混凝土检查井由于需要开槽施工，均不适合作为长距离顶管的检查井，在直线管段检查井的设置间距最长不能超过120m，这就制约了顶管向更长距离方向的发展。

（5）管径。管径越大，掘进机工具管受到的迎面阻力就越大，就相应增加了长距离顶管顶进阻力，并且长距离顶管的管径宜大于2.8m，方便施工人员进出管道，否则会容易导致工人产生疲劳，工作效率大打折扣。

（6）测量。距离太长，由于测量仪器的光学效应，导致测量精度下降，影响工程的实施，距离太长，测量次数增加，耗时过多，耗费大量的劳动力。另外，距离太长，管内潮湿、光线暗淡等干扰都会造成测量精度下降。

（7）各种机具寿命，包括掘进机、中继间、千斤顶和密封构件等设备的使用年限及维修次数都很大程度上影响着长距离顶管的施工。

（8）通风、供电，长距离的管道内，空气流通受到限制，易引起内部氧气不足，甚至可能发生有毒有害气体浓度超标的现象，导致作业人员的生命安全受到威胁；输电线路距离过长，电压降严重，往往引起掘进机动力不足，顶进受阻。

2大管径长距离顶管施工在市政供热管网中的应用

2.1做好顶管机的选型工作

市政供热管网工程施工中，大管径长距离顶管施工技术的应用对顶管机的选型要求比较严格。在市政供热管网工程中，由于管线要穿过城市主干道以及居民住宅区等，因此，施工时对地面沉降量的控制非常严格。但是，在具体的施工中，受地形以及既有建筑的影响，要尽量减少工作坑的数量，增加顶管顶进距离，以避免在顶进过程中发生塌陷现象。

2.2顶管基坑开挖方案设计

为了提高工程项目的施工效率，在基坑开挖过程中，要先对维护结构进行施工，然后进行第一步土方开挖—_冠梁及第一道支撑施工；第二步土方开挖一腰梁及第二道支撑施工；第三步土方开挖一顶管基础施做，然后进行顶管施工。具体而言，顶管基坑的开挖方案详述如下。

2.2.1开挖前的准备工作

准备工作包括：(I)要对施工现场的排水状况以及井点降水效果进行详细的检查，期限为7-10d。待所有指标都满足市政供热管网大管径长距离顶管的施工要求后，再进行开挖。(2)要掌握基坑不均匀沉降的具体情况，并在顶管基坑开挖前科学布置监测网点，对地面20m范围内的建筑物原始状态进行记录。此外，要每隔15d对坐标的控制点进行检查，从而防止监测点发生偏移。(3)在基坑周围设置挡水墙，挡水墙的高度应在0．5m左右，同时沿着挡水墙的外侧根部砌筑排水沟，并沿着顶管坑基四周的冠梁修筑护栏。

2.2.2基坑开挖

基坑开挖步骤详述如下：(1)初步土方开挖是关键的第一步，需要一直开挖到冠梁底部，控制接收坑以及工作坑的深度在80cm左右。(2)第二次土方开挖需要进行混凝土支撑施工。在第二次土方开挖过程中，为了减少挖掘机的移动，可以采用18m加长臂的挖掘机。(3)第三步土方开挖。这一步需要在第二道支撑施工完成后进行，为了避免出现超挖和欠挖现象，在挖至设计标高以上O．3m左右时，应改为人工挖掘方式进行开挖，直至设计标高。基坑开挖至基底后，应请专业人员进行质量验收，合格后再交由其他部门进行验收。(4)完成顶管施工后，要对基坑进行回填，回填至管道以下0．4m时，应用石屑回填，在管道0．4m以上部分用素土回填。

3顶管施工方法

3.1开机头

由于顶管施工的机头重量为20吨，因此，采用100吨吊车把机头吊进井内，安稳放置在轨道上，确保管的外部能够和导轨紧密接触，并使机头靠近洞口，为防止机头下跌，要在机头下方增设两个千斤顶，以避免扎头的现象发生。

3.2泥水平衡顶管时机头操作顺序

当顶管施工机头就位以后，第一步，接通机头电源，开动刀盘，促使刀盘能向左方或者向右方旋转。第二步，接通进泥泵和排泥泵电源，促使泥浆从进泥管进入泥水平衡仓。第三步，接通机头刀盘顶进电源，促使刀盘的主轴向前进行，同时启动基坑当中的内顶镐，推动机头缓慢向前进行。第四步，当顶进1节管的长度以后，用在排泥泵把管路中的泥浆抽空。

3.3下管

在下管前，要把管道当中所有工艺管路都临时断开，并断开所有电源，基坑当中的人员全部回到地面上。在下管操作时，必须有专门人员进行指挥，通过50吨吊车，把管子下放到导轨上。要把插口朝前、承口朝后，在插口的位置在涂抹凡士林。

3.4顶进测量和纠偏

顶进测量是顶管施工的关键施工环节，在顶管施工时要一边顶进，一边测量，发现问题及时矫正，严禁一味地追求施工进度，而忽略了顶进测量。每顶进0.5m就要测量一次，采用激光经纬仪进行测量，当发生测量偏差时，可以利用机头千斤顶进行纠偏处理。

3.5泥水平衡机头的出土

采用直径为100mm的钢管作为循环泥浆的管路，并在附近设立泥浆沉淀池，在工作坑中用直径为100mm的胶管和混凝土管、泥浆循环管进行连接，以便及时抽出坑中的泥浆。

结束语

综上所述，市政给排水施工中长距离顶管施工技术的应用对于城市基础设施的完善起着重大的推动作用。不但获得巨大的经济效益和社会效益，也为市政供热管网中的大管径长距离顶管施工积累了宝贵的施工技术资料和相应的施工经验。

参考文献

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[2]赵志南,冯鹏.多热源环状供热管网的可靠性与经济型分析[J].住宅与房地产.2017(32).

[3]关鑫.浅谈市政供热管网标准化施工[J].中国战略新兴产业.2017(48).