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1、北京四环环路非开开挖顶管管施工实实例黄常波 张亮亮标 张越胜胜摘 要要 根根据场区区工程施施工环境境，就具具体非开开挖(人人工顶管管)的工工程实例例，详细细阐述了了人工顶管施施工难点点和遇障障碍物的的解决办办法。关键词 非开开挖 顶顶管 人工顶管管是一种种古老而而实用的的管道非非开挖铺铺设施工工方法，是是人工与与机械相相结合，造造价比较较低的一一种半机机械化施施工方法法，是具具有中国国特色的的非开挖挖施工方方法。1工程概概况1.1工工程简介介本工程是是北京北北四环学学院路立立交排水水工程88#合同同段北侧侧雨污水水顶管工工程的一一部分，其其中雨水水西起东东24#，东至至东288#，管管径为DD
2、-15550mmm砼管管，顶进进长1669m，污污水西起起东366#，东东至东339#包包括东336#北北支线，管管径为DD=10050mmm砼管管，顶进进长1882m，东东西两侧侧分别与与其他施施工单位位连接，其其中，现现浇钢筋筋砼检查查井5座座(详见见图1)。图1 雨污水水管线平平面示意意图1.2施施工难点点 (1)施工地地段现况况南北方方向公用用管线众众多，其其位置与与设计雨雨污水管管线形成成平面交交叉，顶顶管坑、接头坑坑露出的的现况地地下管线线需进行行必要的的悬吊加加固或拆拆除导改改，还有有一些情情况不详详的管线线，这给给顶管施施工带来来不便。(2)现现况地面面下4.5m为为人工填填土
3、层，3.0m以下为地下水位标高，其类型为潜水层，雨污水管线设计高程均在地下水位以下，降水是顶管顺利施工的重要一步。(3)污污水管线线的高程程位于现现况地面面下9.5m，顶顶管坑、接头坑坑四周支支撑护壁壁的安全全难度大大。(4)本本段顶管管施工，雨雨污水在在东255#，东东26#，东337#，东东38#井位均均设计有有转折点点，是四四环路顶顶管施工工中难度度最大的的一段。2施工方方案设计计业主要求求施工不不影响交交通的正正常运行行，不破破坏正常常运行的的管线。设计要要求不产产生路面面沉降，铺铺设管道道要直，达达到规定定流水坡坡度，以以便排水水。在此此采用人人工顶管管施工方方案。2.1施施工前准准
4、备熟悉看懂懂施工图图纸，领领会设计计意图，学学习监理理程序，参参加各种种设计交交底会，交交叉管线线配合会会，在现现场调研研的基础础上，编编制切实实可行的的施工方方案，制制定出完完善可操操作的各各种技术术措施，深深入现场场进行实实际勘察察，掌握握各种地地下交叉叉管线及及障碍物物的埋深深及走向向，结合合拟建设设计管线线的中心心，进行行比较分分析。做做好测量量交桩工工作，对对所交初初始桩给给予妥善善保护，并并及时引引出到可可靠地方方，尤其其是对于于本段东东西两头头交接界界面的高高程、中中心，双双方须共共同复核核落实。同时组组织材料料、机械械和人力力进场。2.2降降水顶管工作作坑、接接头坑及及顶进段段
5、的降水水，全部部采用管管井降水水方法，每每座顶管管坑及接接头坑根根据开挖挖后的地地下水情情况拟采采用24座管管井布置置，管线线地段采采用双排排管井降降水，管管井间距距为166m，管管井直径径不小于于6000mm，井井深不小小于188m。2.3顶顶管坑布布置与施施工 (1)雨水管管线顶管管工作坑坑布置在在东255#，东东27#均为双双向顶进进，在考考虑排降降水运输输方便和和折点的的前提下下，东225#顶顶管坑结结构尺寸寸拟定为为BLL=67m，东东27#顶管坑坑结构尺尺寸拟定定为BL=557mm。因污污水管设设计高程程较深，东东36#带有北北支线，故故污水管管线的顶顶管坑布布置在东东36#，东3
6、38#，其其中东336#结结构尺寸寸为BL=777mm，东338#结结构尺寸寸BLL=77m。雨雨污水管管线接头头坑均采采用BL=555mm的结构构尺寸。(2)顶顶管坑采采用随挖挖随插大大木板围围护，工工字钢盘盘撑支护护方案。2.4顶顶力计算算及后背背设计核核算 按顶力力经验公公式计算算，最大大顶力段段为东336#东377#的污污水管线线，管径径为D=10550mmm。顶距距为600m. 顶力计计算公式式：P=nGLL式中 P全全部管子子总顶力力(kNN)； G管管子单位位长度管管体自重重(kNNm)； n土土层系数数取n=2； L顶顶进管子子总长度度(m)。 通过计计算最大大顶力为为2800
7、t。经计算利利用坑壁壁原状土土做后背背不能满满足顶进进施工要要求，本本段顶管管施工后后背全部部采用钢钢木后背背，结构构尺寸不不小于55.54.55m2。2.5常常规顶管管施工(1)顶顶力计算算完毕后后，对原原土作后后背墙的的允许应应力进行行核算，施施做后背背时土壁壁铲修平平整，使使壁面与与管道顶顶进方向向垂直，后后背选用用15ccm15ccm方木木横排，方方木前竖竖放立铁铁，立铁铁前横向向放置775cmm45ccm横铁铁，方木木应卧到到工作坑坑底l5m深处处。 -(2)下下管前对对管子进进行外观观检查。(3)第第一节管管子下到到导轨上上，测量量管中心心及前后后端的管管底高程程，确认认安装合合格
8、后方方可顶进进。(4)一一般地段段可超越越管端挖挖30-50ccm，管管顶超挖挖不得超超过1.5cmm，但下下面1335o范围内内不得超超挖，随随挖随顶顶。在土土层松散散的地段段顶管，必必须在首首节管前前端安装装钢刃脚脚，以防防土层坍坍落伤人人。 (5)顶时施施工注意意安全防防毒、防防燃、防防水淹等等措施。当顶进进长度超超过500m时，应应设置通通风设施施以防缺缺氧窒息息。穿越越现况道道路时，为为保证行行车安全全，道路路上应辅辅设2ccm的过过街钢板板。(6)顶顶进中的的测量与与校正。顶第一一节管时时及在校校正偏差差的过程程中，测测量间距距不得超超过300cm，管管道进入入土层后后的正常常顶进
9、，测测量间距距不得超超过1000cmm；中线线采用经经纬仪测测设，施施工中用用中心桩桩挂线进进行测量量，两中中心桩间间距尽可可能拉大大，用水水平尺测测量管前前端的中中心偏差差；高程程测量用用水准仪仪及特制制的高程程尺。根根据工作作坑内设设置的两两个以上上稳固水水准点的的标高，测测头一节节管前端端及后端端的管底底高程，以以掌握头头一节管管子的走走向。全段顶进进完毕后后，在每每个管节节接口处处测量中中心位置置和高程程。顶进过程程中发生生偏差，当当偏差在在122cm时时，采用用超挖纠纠编法，即即在管子子偏向一一方不挖挖，而在在另一侧侧超挖，使使管子向向阻力少少的一侧侧偏转，偏偏差得以以纠正。当偏差差
10、大于22cm时时采用方方木校正正法纠偏偏。在有折点点的顶管管工作坑坑必须保保证顶进进方向与与原背垂垂直关系系，故带带有折点点的工作作坑应做做二次后后背。根据现浇浇检查井井的结构构尺寸，及及两井段段之间的的距离，顶顶进前算算准排好好管子数数量，尽尽量避免免凿管。2.6工工作坑回回填及水水泥浆填填充项进中需需在管外外壁进行行必要超超挖，顶顶进过程程中，设设专人对对沉降、坍陷进进行监视视，随时时对地面面进行量量测。顶顶管到位位后，对对穿越房房屋的井井段立即即从管内内向管外外壁超挖挖部分进进行水泥泥浆压力力充填工工作，注注浆压力力为0.3MPPa，按按倒孔法法操作。以保证证注浆饱饱满充实实。检查井浇浇
11、筑完毕毕后，顶顶管工作作坑，接接头坑要要进行回回填土，检检查井的的周边填填土保证证密实度度的要求求，回填填土密实实度不低低于955。2.7检检查井浇浇筑 本段工工程共有有5座钢钢筋砼检检查井，现现浇砼结结构施工工包括钢钢筋，模模板和砼砼三道主主要工序序。2.8水水泥管的的管口处处理顶完后，管管道接口口采用石石棉水泥泥接口。填塞石石棉水泥泥时注意意管缝要要充分湿湿润与养养护。2.9管管道闭水水将试验段段两端管管口用水水泥砂浆浆砌砖封封堵。闭闭水试验验在管道道充满水水24小小时以后后进行。闭水试试验水位位为上游游管内顶顶以上22m。2.100施工要要点 如遇下下列情况况时就应应立即停停止作业业，查
12、明明原因后后方可继继续施工工。 (1)管子前前方发生生坍塌或或遇不明明的障碍碍物； (2)后背倾倾斜或严严重变形形； (3)顶力突突然增大大，超过过管口的的承受能能力；(4)管管子线位位偏差大大，校正正已无效效。3问题及及对策3.1雨雨水东227#顶顶坑施工工中遇现现况电力力电缆 3.1.1 现现况电力力电缆与与拟建雨雨水管线线关系27#顶顶坑开挖挖至1.5米时时，遇33万伏现现况高压压电缆一一根，距距拟建雨雨水管线线中心仅仅有0.1米，且且顶坑西西北侧有有现况高高压电线线杆一根根距顶坑坑西北角角0.55米，东东北侧有有电线杆杆拉索一一根距顶顶坑1.5米，高高压电线线杆的正正东边00.3米米处
13、有一一直径为为3000mm的的废降水水孔（见见图2)。图2 现现况电力力电缆与与拟建雨雨水管线线关系图图3.1.2对周周边环境境分析和和方案的的选择 (1)此顶坑坑南边11.0米米处有一一深9.5米的的污水顶顶坑，为为了高压压电线杆杆的安全全，而把把此顶坑坑往南移移1米多，将将严重威威胁污水水顶坑的的安全，显显然不行行。(2)此此坑的位位置正好好是检查查井的位位置，若若把检查查井往东东或往西西移l00米，确确保高压压电线杆杆的安全全，就势势必造成成有一边边没法完完成顶进进。因为为此坑往往东西方方向顶进进距离分分别为447.88米，47.3米，在在现行设设备和管管材，要要往一边边顶进550多米米
14、，是难难于完成成的。(3)更更改拟建建管线的的位置，这这与周围围的现场场环境和和业主要要求铺设设管道要要直，要要有流水水坡度，以以便排水水相矛盾盾，且等等待这一一设计的的更改，至至少需要要一个月月，显然然工期不不允许。(4)对对高压电电缆进行行拆迁，势势必影响响高压电电缆的正正常输电电，且供供电局不不同意。3.1.3解决决办法 为保证证雨水东东27#顶管工工作坑内内电力电电缆的安安全和雨雨水顶管管施工的的正常进进行，顶顶坑进行行施做偏偏坑处理理。 (1)先在现现拉索往往东3米米处挖一一个拉索索坑(00.8mm1.22m2.55m)，将将高压线线杆的拉拉索向东东移3米米，并把把高压线线杆前00.
15、1米米处的降降水井用用混凝土土灌满，从从而保证证高压线线杆的安安全，并并把现挖挖的雨水水东277#顶坑坑向东平平移1米米；(2)向向东移后后的顶坑坑再向北北平移ll米，使使新雨水水东277#顶坑坑按偏坑坑处理，移移后工作作坑中心心距现况况电缆11.1米米；(3)挪挪移后，对对坑内电电力电缆缆进行悬悬吊加固固处理，即即在坑口口平台架架设288#工字字钢，将将现况电电力电缆缆进行加加固木箱箱悬吊，悬悬吊采用用双股88#铅丝丝，间距距不大于于0.55米。 (4)要在22.7米米(高压压电缆距距轨道面面的高度度)高的的位置让让一根重重7吨多多的雨水水管往南南移至轨轨道上(架子中中心距拟拟建管线线中心1
16、1米)，光光靠人推推是无法法确保人人的安全全和轨道道高程、两轨间间距的。为此，我我们采用用人工配配合机具具推管至至南侧导导轨中心心就位。(5)往往坑下施施放中心心线，铺铺设导轨轨时，由由于高压压电缆造造成的不不明视，没没法直接接施放到到位，而而中线要要求误差差不得大大于0.1L(L是与与此中线线相关的的顶进长长度)。为此，我我们采用用平行移移动的方方法。(6)由由于受高高压电线线杆的拉拉索影响响，下管管时一定定要有专专人指挥挥。对所所有在该该处施工工的人员员进行安安全教育育，整个个施工过过程中严严禁蹬踏踏和碰撞撞电力线线，坑内内垂直，平平移作业业需有专专人指挥挥进行，操操作者应应精力集集中，严
17、严禁违章章作业，野野蛮施工工。(7)回回填时，在在高压电电缆下00.5米米，砌砖砖墙，高高压电缆缆上0.5米内内不得用用机械夯夯实。3.2污污水东336#顶顶坑施工工中遇煤煤气管道道3.2.1现况况煤气管管道与拟拟建管线线的关系系 污水东东36#工作坑坑处在立立交桥挡挡墙和天天燃气管管道之间间，为确确保工作作坑不干干扰挡墙墙的土体体，要求求将工作作坑的开开挖中心心线北移移1.55米，移移后的开开挖北边边线正好好处在天天然气管管道正上上方。3.2.2解决决办法把原先设设计的77m7m的工工作坑改改为8mm8m，并并对煤气气管道进进行加固固。回填填时，在在煤气管管道下00.5mm，砌砖砖管座，煤煤
18、气管道道上0.5m内内不得用用机械夯夯实。3.3污污水东338#向向东399#顶进进中遇现现况污水水管3.3.1现况况污水管管线与拟拟建污水水管线关关系38#顶顶坑在向向东顶进进7.772m时时，遇南南北走向向的现况况污水管管线一根根，距现现况地面面高8.0m，跟跟拟建污污水管线线正好垂垂直交叉叉，交叉叉面有440cmm.3.3.2解决决办法为保证现现况污水水管线畅畅通和拟拟建污水水管线施施工的进进一步进进行，采采取如下下措施： (1)通过凿凿管，使使污水东东38#井具备备做井的的条件，并并开始做做井。(2)在在遇现况况污水管管线的地地方，补补增一座座三通井井，取名名为东338#井。(3)把把
19、污水东东39#接头坑坑(5mm5m9.55m)改改为污水水东399#顶进进坑(66m7m9.55m)。向西顶顶进时，可可直接用用污水东东40#向污水水东399#顶进进的管子子作后背背。(4)在在剩下的的顶进中中，由于于没法凑凑整管，因因而在东东38#井中中采取凿凿管处理理。 (5)先做完完污水东东38#井，等等污水全全线验收收通水后后，再凿凿现况污污水管线线，然后后对现况况管线南南端进行行封堵，用用电锤安安装踏步步。这给给钢筋加加工，内内、外模模的安装装增加不不少困难难。(6)凿凿现况污污水管时时，一定定要注意意通风。3.4雨雨水东227#坑坑向东228#顶顶进时遇遇不明障障碍物的的对策措措施
20、 在往东东28#顶进不不到一根根管时，遇遇一根2200公公分粗的的，外加加保护层层的，不不明真相相障碍物物，经调调查发现现障碍物物北边88米处有有一化粪粪池，去去掉保护护层后确确认是锚锚杆，但但考虑到到，一个个不足880平方方的化粪粪池，没没必要那那么大、那么好好的锚杆杆，若真真的是，也也应该间间隔有。凿开后后发现此此锚杆共共有三根根355 mmm的钢筋筋，推断断此锚杆杆是做实实验用的的，最后后割除处处理。后后来遇到到另一根根不同尺尺寸的锚锚杆，证证明分析析是对的的。3.5雨雨水管线线两次遭遭水淹拟建雨水水管线在在东277#井室室未砌完完，雨水水管接头头未扎口口和雨水水管线未未注浆时时，连遭遭
21、上游两两次突发发而来的的大水淹淹没，由由于此施施工段下下游还未未导通，水水到东228#井井室就给给挡住了了，虽经经10小小时的紧紧急抢险险，把水水位降低低到可控控线，但但这已严严重威胁胁靠近东东27#井坑且且正在施施工的污污水东339#坑坑的安全全；由于于将近11整天流流水，致致使东339#深深坑四周周坍塌严严重，给给施工带带来重大大安全隐隐患。措施是先先阻止水水流，再再对东339#坑坑作出重重点加固固，采用用内撑，尽尽可能减减少此坑坑的工作作空间和和工作时时间，经经过技术术人员和和工人66个昼夜夜的共同同努力奋奋战下，终终于使东东39#坑能正正常施工工了。4 结束束语 本工程程最终按按期完工工，质量量优良，为为四环路路的建设设赢得了了时间，得得到了业业主的一一致好评评。人工工顶管施施工表面面上看起起来十分分简单，实实际上是是一项技技术含量量较高的的工法，有有很多值值得探讨讨的地方方，并非非随地找找个民工工队就能能干的。在施工工中遇到到问题时时，必须须经过认认真分析析，依据据现场具具体的施施工环境境加以判判断研究究，才能能既确保保了工程程质量和和安全，又又赢得了了工期。否则，会会浪费大大量人力力和财力力，还达达不到预预定的结结果。