非开挖顶管穿越公路的施工法简介

1 施工方法简介

1)公路顶管穿越法： 在穿越处测量放线，选择一侧平整一块场地开挖工作坑，另一侧为接收坑。将液压设备安装就位，安装铁轨，吊装混凝土管，利用液压千斤顶顶推套管，每顶进一定行程，退回顶缸，操作人员进入套管内挖土外运，然后加入顶铁或套管继续顶进，循环作业，直至套管顶至对面接收坑，然后拆除设备，清洁管内余土，进行其他施工。

2)顶管穿越施工机具设备：主要包括吊装机械1台、吊带2付、铁轨2付、千斤顶、液压设备一套、顶铁、顶管1套、矿灯6个、挖土设备(主要指铁锹及运土车)及1立方米木料等。

3)施工工艺流程图：施工准备-测量放线-开挖基坑—平整夯实—浇筑混凝土垫层—引测轴线—安装导轨—吊管并安装管节—检测—顶进—检测控制-顶进退程-加顶铁-管内运土-弃渣土提升。

2 施工工艺的一般要求

1)依据设计院所提交的公路两侧的控制点。在拟定工作坑的前后订立两个中轴控制桩，使前后两桩通视。并与拟建的管道在一条直线上，然后依据中线控制桩定出工作坑与接收坑的开挖边界。

2)工作坑和接收坑开挖：采用人工或机械开挖，基坑挖好后，平整、夯实，使坑底土质均匀，并在工作坑四角测设四个水准控制点，然后浇筑混凝土垫层。

3)设立顶管中线桩：至经纬仪于中线控制桩上，将中线引测至坑壁，并打入木桩，作为顶进时校正套管的中控线桩。另在工作坑内临时设置两个水准点，来控制套管能按设计高程和坡度顶进。

4)导轨、千斤顶安装：导轨为钢制的整体性导轨，安装在混凝土垫层上，导轨的两主轨必须顺直、平行、且等高，其纵坡应与管线纵坡一致， 两导轨 间的距离以管中心至两钢轨的圆心角在70- 90之间为宜。千斤顶应固定在支架上，并与管道中心的垂线对称，顶点位置，应在管子1/4~1/5处。

5)吊管：套管为钢筋混凝土套管(企口)，采用吊装机吊装，在吊装地面10cm左右时，应检查套管的捆扎是否牢固，机械的制动性能是否完好，确认安全后方可起吊，下管时坑内严禁站人，当套管距导轨小于50cm时，操作人员方可进入坑内工作，套管搁置在导轨上时，技术人员、质量员、安全员应检测中线和标高、坡度及各项工作无误时方可施工。

6)顶进：套管顶进包括挖土、顶进、测量、纠偏等工序。顶进要缓慢循序渐进，施工员要随时掌握导轨上的中心线、坡度和高程。如有偏差应立即停止顶进，待校正后方可继续顶进。套管进入土层后，削土人员自上而下分层开挖，管下部135°范围内不得超挖。管顶上部超量不得大于1.5cm，管前不得超过套管50cm，所挖土方应及时运出管外。顶进时，应防止套管转动，临时停止顶进时，应将套管头的喇叭口全部切入土层。管道的顶进应连续作业。如套管前方遇到障碍或后支座变形严重和顶铁发生扭曲现象，管位偏差超出规定范围较大且校正无效等，应暂停顶进，并应及时处理。套管顶进接收坑后套管和管端下部应设枕垫或浇筑混凝土。套管两端露在工作坑的长度应大于50cm。

3 技术、安全措施：

1)开工前，首先对所有参加施工的职工进行全面教育，对各班组进行全面的技术交底，使职工真正懂得工艺流程和了解各项机械的操作规程、操作方法。其次，对所用施工设备进行全面检查，确无故障方可使用。最后，对各班组进行安全生产交底，并落实安全责任到每位职工，提高职工的安全生产意识，严格按照操作规程进行，每处设专职安全员1人，施工中时刻检查每道工序。

2)该项工程均在公路两侧施工，施工时在距顶管轴线两侧各50m范围内设立安全标牌，划出安全警戒线。

3)公路两侧开挖顶管工作坑，依据土质情况进行放坡，必要时做支撑，使工作坑应具有足够的安全度。坑底长为6m，宽为5.5m，深度依据设计管线标高来定，挖出的土方堆积点必须距坑壁在3m以外，并离开路肩3m以外，套管管顶上部的覆土层厚度依据设计确定，但必须做到距公路顶面路面以下不小于1.2m，距公路边沟底面以下不小于1m。工作坑外应设有防止雨水浸入的挡水墙。

4)工作坑内千斤顶后支座处后背墙具体要求如下：①背墙表而要平直、平整，且垂直于顶进管道的轴线，以避免产生偏心受压。②在背墙要采取相应的支撑措施，如紧贴土壁加道术和垫板，以承受较大的后座力，避免因背墙不平或强度不足而发生倾斜现象。③背墙垫板要有足够的刚度，当受到千斤顶的反作用力时，应当压缩变形小，当反作用力取消时，应能基木恢复原位，以充分发挥千斤顶的有效冲程。④背墙垫板要有足够的强度，在顶进中能承受液压千斤顶的最人反作用力而不破坏。

5)吊装套管时，严禁在起重机械臂下及回转半径内停留，严禁在工作坑内站人。

6)千斤顶的顶力位置应在顶管的管底以上，顶管的直径1/4～1/5处，顶铁与顶管端面之间采用塑性材料垫层，纵向顶铁中心线必须与顶管中心线平行，与横向顶铁垂直相接。管道顶进过程中，顶铁两侧不得停留人员，但应对管道中心线和标高，随时用经纬仪和水准仪检测，发现有偏差应随时进行校正，采用挖土校正法或强制校正法校正偏差。顶进时，如发生障碍无法顶进时，应立即停止顶进，查明原因处理后方可继续进行。

7)测量和纠偏：测量工作应及时、准确以保证管节正确的就位于设计的管道轴线上。当就位于导轨上后，及时进行检测，符合要求后进行顶进。开始阶段管道每顶进30cm，必须测量一次，进入正常顶进作业后，每顶进100cm测量不少于一次，每次测量以测量管子的前端位置为准。如发现偏差且偏差小于20mm时，应在施工中采用在不同部位增减挖土量逐渐纠正。如偏差过大可采用圆木或方木顶在管子偏离中心一侧管壁上，另一端装在垫有木板的管前土壤上，支架稳固后，利于千斤顶给管子施力，使管子达到校正。

8)人工在管内挖土掘进时，要坚持“先挖后顶，随挖随顶”的施工原则。挖土掘进不得从下往上削土，每掘进一次不得大于50mm，顶管外壁周边必须紧贴土面，不得有空隙。管内土方应随挖随运，保证管内空气流通。管内挖土运土人员必须配藏矿灯及安全防护用具。

9)套管与套管之间的连接应严密，采用的外钢板套管长200mm，钢板套管外径和套管外径相同。在钢筋混凝土管顶进行施工中，混凝土管的接口采用柔性企口连接，当管节未进入土层前，接口外侧垫以沥青油麻丝。管口外侧留20mm空隙，顶进后管节的孔隙应为10-15mm。钢筋混凝土管节表面应光洁、平整、无沙眼、气泡。顶管结束后，管节接口的内侧间隙应采用石棉水泥密封、填平。

4 顶管的技术特点

顶管技术是一种铺设管道的施工手段，采用顶管施工法铺设管道具有如下的优势：

(1)顶管施工是顶管铺管技术的一种，不开挖地面，能穿越公路、铁路、水渠，甚至能在建筑物底下穿过，是一种能安全有效地进行环境保护的施工方法。

(2)顶管施工不开挖地面，铺设管道的上部土层未经扰动，管道的管节端不易产生段差变形，其管寿命亦大于开挖法埋管。

(3)顶管机械的性能越来越适应各种土质，顶管施工范围在逐渐扩大，顶管特别适用中小型管径管道的非开挖铺设。

5 顶管施工应注意的主要事项

1)工程地质和水文地质条件：沿管线土层变化频繁，所以在顶管施工前必须了解土层的变化情况：此外对于要经过回填土地段，需要提前加固处理，以防顶管施工后地表有过大的下沉。

2)有毒气体的检测与防护：顶管施工的地层一般会通过淤泥层，腐烂动、植物体会在地下形成有毒气体聚集体，危害施工人员的健康和生命，所以有人员在顶管内操作的情况下，需要定时监测管内有毒气体含量，采用通风装置予以解决。

6 结论

在工程建设施工中，管道穿越道路的情况时有发生。采取高效、优质的施工方法为降低工程施工成本，是工程建设的一项基本原则。通过施工实践表明，采用顶管法进行管道穿越公路的施工法是可行有效的，一方面切实能做到保护环境，另一方面施工时不中断公路交通、不破坏路面，而且施工用时少于开挖公路埋管用时，能够保证工期且节省投资。我们可以预见随着顶管施工技术的发展，施工设备不断改进。未来的管线铺设技术将以顶管工艺为支撑，顶管技术必定会在相关行业拓展应用，加大推广顶管施工技术力度不但必要而且势在必行。