非开挖钢筋混凝土玻璃钢复合F管顶管施工技术

非开挖钢筋混凝土玻璃钢复合F管顶管施工技术

杨建军徐建忠滕钟艺项尚炜

浙江省地矿建设有限公司浙江杭州310000

摘要：非开挖顶管施工技术近年来在我国城市道路提升改造中广泛应用。主要取决于该施工技术可以确保道路中的市政管线完好、避免二次开挖带来扬尘的污染及可能造成的经济损失。对城市发展起着重要且非凡的意义。

关键词：顶管；混凝土玻璃钢；非开挖

引言：顶管设计在道路修复施工中，尤其是深层土大口径的管道工程及交通量大的城市主干道提升改造中显得尤为重要。在特殊施工中，相对与直接开挖沟槽埋管更具有优势。随着改革开放，时代进步，城市快速进步，市政道路配套设备的完善，地下各类管网建造将会大大增多，顶管设计及施工也会增加。本文源于枫桦路道路提升改造工程，工期短，施工难度大，其中污水管道采用非开挖顶管施工，管材拟采用钢筋混凝土玻璃钢复合F管。

1顶管工程概述

本工程属于提升改造工程，周边施工环境复杂，在现有的资料中地上、地下管线结构物也较复杂，经过设计、勘察多次权衡，最终选择非开挖顶管施工，因其是污水管网，故管材采用具有防腐的钢筋混凝土玻璃钢复合F管。在顶管过程中应加强监测并采取有效措施减少对道路及地下管线的影响。钢筋混凝土玻璃钢复合F管顶管施工工艺复杂，对管道顶管标高要求较高。在施工中应贯彻“勤量测、勤纠偏、微纠偏”的原则，不能剧烈纠偏，以防对管段及顶进中酿成不顺的干扰。

2顶管施工技术措施

2.1设备安装技术措施

（一）施工操作井滑轨采用

本顶管施工操作井滑轨采用工字钢和钢板焊合而成。在操作井底部基础上应提前埋设钢板，埋设钢板的标高与操作井滑轨相契合，利于滑轨和钢板焊合。

（二）安放顶管钢板靠背

受压壁是承受和传送所有顶力的靠背墙，要求有充足的强度、刚度及安全性。

（三）起重系统与工作平台

1、操作井起重采用汽车吊，承担下钢筋混凝土玻璃钢复合F管、调换顶铁。

2、操作平台建在操作井底部顶进液压缸侧边。

（四）顶管机械设备安装

1、将标准勘测控制网引放至操作井内，同时标注对应的地面的节点，以利于顶管施工时管道标高复核量测。

2、安装顶进钢板靠背，顶进钢板靠背的水平度必须笔直顶进中轴线，钢板靠背与操作井壁混凝土之间留有约10cm的空隙要用素混凝土充填。

3、装设液压顶轴设备及滑轨：把设备粗略安放，再在量测的控制下，无误摆正正确的地点，最后把这些装置牢固安放。

4、操作井中的其他设施。包括操作平台、用电柜、动力柜、操作台，合理安全布置电线、泥浆泵、液压管。

5、操作井边的设施布置。包括泥浆制备、用电、临边防护警示等设施定位，其他尚有钢筋混凝土玻璃钢复合F管进场安放、泥浆池等的布设。

（五）主顶油缸、液压油泵安装

为确保管道承受最合理的顶进力，主顶器材为四部二级等推力液压油缸，行程1500mm，单缸推力为150t，总推力为4×150=600t。最强主顶动力设备拟用两部高压油泵并联控制，其中一台使用变频调速机。

(六)顶铁及护口铁

防止管材破损，用一块圆形钢护口铁（厚300mm）。护口铁应保持进口面完好不偏位，施工过程中采用马蹄形顶铁或法兰短管增加顶进距离。

（七）操作井止水封闭环

1、止水封闭环设计

操作井预留孔洞封闭影响到管道是否可以正常使用。若洞口渗漏，泥土将流进操作井，损坏设施，严重影响后续施工，再有路面下沉，不堪设想，因此洞口的封闭应确保安全。在洞口封闭制定过程中，选择主橡胶环封闭外加可充气应急封闭环的双层封闭构造，这种构造的优点是顶进施工中充气封闭环是不起作用的，若主橡胶封闭环因磨损严重致使封闭无用，地下水流进操作坑中的严重情形下，可采用充气泵给应急封闭环充气，准确操控渗漏。进洞口封闭设施因为进洞时间短、一次性的工作，所以可不采用充气封闭环，另外可和出洞口封闭设施一样。

2、土壤加固措施

机头进出洞口是主要工作，由于机头重量大，在软弱地层中顶进，若机头在出洞时出现“叩头”情景，要对洞口外侧土壤实行固化措施，同时还要有良好的防渗功效，阻止洞口使用时泥水流入井坑中，形成危害，选择水泥浆压密注浆加固土壤。

（八）顶管机吊运、吊装

顶管机吊运时所采用的设备选用25T的吊车一次整体吊装，平板车运输至工地。

2.2顶进工序

拟采用泥水平衡式工具头顶管，施工工艺流程如下：

2.3钢筋混凝土玻璃钢复合F管特点

钢筋混凝土玻璃钢复合F管是基于钢筋混凝土为结构层，玻璃纤维增强塑料为内衬复合而成的一种管材。该管材同时具有钢筋混凝土管材高抗压强度、抗浮，又具有玻璃钢管材防腐蚀、抗内压、水流阻力小的特点，特别适用于污水处理管网。

2.4顶管纠偏措施

顶进施工中顶管机掌握人应遵循顶进测量导向设施推出的影像图案随时安排机头的正确方位。为保障机头纠偏效果能准确表现到施工管网中，以防机头和钻进角度改变，施工选择的机头外径应比管材外径稍微偏大约3cm，若施工中遇到的是原状土，机头全方位侧压力比较大，土体被触变泥浆置换，触变泥浆是胶体，侧压力很小，管材相对容易纠偏。现实施工过程，实际施工轴线和设计轴线随时可能出现偏差，所以施工中要选择纠偏措施，缩小施工轴线和设计轴线间偏差值。施工轴线若出现改变时，应采用调整纠偏千斤顶的收缩，把偏差值一点点缩减至设计轴线位置。在施工过程中应贯彻“勤量测、勤纠偏、微纠偏”的原则，禁止过度纠偏，以防对管段和顶进施工造成不利影响。

3非开挖顶管技术的应用前景

伴随我国城镇高速的发展及人们对居住环境保护意识的增强，更多的污水处理厂及配套管网亟待建设。又因顶管施工技术具有开挖工作坑的土方量小、对周边环境及其他设施的影响破坏性小等优点，因此顶管技术在道路改造工程的应用必然会更为广泛。目前我国城镇许多合流制地区亟待提升，逐渐形成雨、污水分流。但这些地方大多位于城镇主城区的主干道，车流量大，部分路段甚至禁止停止交通，若进行开槽将无法施工，而顶管法施工则能符合各方面的要求。除此之外，城镇中心城区内更多排水管网建设年代悠久，损坏严重，亟待改建、扩建，若采用正常的开挖埋管法开沟断面大，影响交通，对周围环境影响大，而顶管法施工则有很大的优越性。

结束语：

鉴于以上顶管技术分析、钢筋混凝土玻璃钢复合管特点及杭州转塘地区地质特点等，社会效益是巨大的及环境影响是很小的，通过本次顶管施工经验，不管是施工技术、经济效益、社会效益、环境保护等方面，顶管施工作为非开挖技术的重要组成部分，其在特殊地质条件下的应用价值是具有广阔前景的。

参考文献：

[1]赵艳军；某工业园排污干管及泵站工程顶管施工技术；中国水运；2011

[2]郑金枝；浅谈顶管施工技术；城市建设理论研究（电子版）；2012