浅谈管道顶管工程施工要点

王春生

内容提要：管道工程施工经常会遇到需要穿越公路、铁路、穿越建筑物近旁或下面等特殊情况，不能开挖施工，所以需要采用顶管穿越的方法施工，或进行套管顶管施工或直接顶管。顶管施工不但不影响地上交通或建筑物的安全性，减少施工中的社会协调任务，还极大的降低施工成本，提高施工进度，所以越来越多的被应用到管道施工中。下面我来给大家介绍一下顶管施工的一些技术要点。

关键词：管道施工、顶管施工技术方案、顶管操作工艺及管道方向控制、安全保证措施

中图分类号： TU74 文献标识码： A 文章编号：

一、顶管的施工程序：

测量放线——挖工作坑与交汇坑——清理工作坑——安装顶进设备——下管——顶管运土——验收——回填。

二、顶管的人、机、材配置：

1、人员配置：起重工1名（负责起重机械指挥作业），顶管设备操作机械工2人（负责顶进设备操作），技术员1名（负责顶进管道位置、方向、坡度的检查控制），管道安装工2名（负责顶管的管道施工），土方开挖及外运力工5名，专职安全员1名（负责监护工作坑四周土方及道路过往车辆）。

2、机械配置：双作用液压千斤顶（QYX320型）1台，BZ系列电控液压站1台套，8吨汽车吊1台，铁锹5把，运土车辆随需配置。

3、材料配置：沙袋若干、枕木若干

三、施工技术方案

1、工作坑的布置：

工作坑布置如下图所示

2、工作坑的平面尺寸：工作坑为顶管工作的操作面，视工程具体位置、顶管直径大小、顶管长度、操作机具、出土方式、后墙长度、工作坑周围土质情况确定，以方便操作、安全可靠为宜。一般可用下述公式计算：

a.工作坑宽度B=D+2b+2c

D——管外径（米）

b——管两侧操作空间

c——撑板厚度，一般采用0.2米。

B.工作坑长度L=L1+L2+L3+L4+L5+L6

L1——管节长度

L2——顶进设备长度

L3——后背墙厚度（包括后背立板、后背木方、后背顶铁

等，月1米）

L4——接管时前一节顶管留在导轨上的最小长度，一般为

0.3~0.5米。

L5——管尾出土所留长度，根据出土设备确定。

L6——调整顶进时的附加长度。

C.工作坑深度：由设计管底标高，顶管的基础，轨道等综合尺寸

确定。H=h1+h2+h3+h4

h1——设计管底标高

h2——轨道高度

h3——混凝土基础厚度

h4——套管外壁距管道外壁的距离

3、顶管操作工艺及管道方向控制：

1)在顶管的各项准备工作完成后就可下管，开始顶进工作，顶管时先用千斤顶顶头伸出顶管入土，当顶头伸到极限后退回，插入顶铁，再使千斤顶顶头伸出，如此反复逐节将管子顶入土中。顶管过程中靠人工挖土将土运至操作区外。管前挖土是保证顶管施工质量的关键，人工挖土时要掌握管子方向，根据土质情况和地下水高低，采用不同的刨挖方法和管子方向纠正方法，随时注意前方情况和第一节管子上下左右的变化，发生变位及时校正，如发现管下地基承载力小时还应采取铺小砾石或级配砂石等处理措施。

2)管前挖土与顶进:

管前挖土一般是先挖后顶，在管子前端先挖掉一层土，外运后顶管，再挖再顶。在无水渗出的土中挖土可先挖下面，管前15cm以内的土要随挖随切边，保持土孔洞略小于管道外径，管前25cm以外的土可先挖成锅底型，顶管过铁路时只允许挖管前5cm内土。在有水的管前人工挖土必须由上往下挖，管前端下面不能出现稀泥，底部应挖的整齐无损，使管底保持平顺防止管道顶进过程中弯曲变形。在正常情况下挖土时，上部可较管道外壁多挖1—1.5cm，下部土层切面与管到外壁夹角120—135o为宜，较管底外壁高1cm为宜，让管子顶进过程中切去，可防止管子下沉。在遇到松散土壤地段时，则管子四周都不能超挖，使土层完全包围管子前进，在流沙、松散土壤地段挖土要防止管底土壤的扰动，可先顶管后挖土。

3)顶管过程中的管道方向控制及偏向校正：为了保证顶管操作过程中工作管按设计方向顶进，必须加强测量检测工作，特别是第一节管子的方向，它直接决定上孔方向，其他管子都将沿第一节管道入土后形成的上孔前进，顶进过程中发现偏向及时校正。为了能准确测量管道顶进的高程和方向我们需要在工作坑架设水准仪和经纬仪，将高程坐标点和管道轴线引入工作坑，在管道内设置一个有中心线和高程标记的丁字尺，随顶进随时用经纬仪观测丁字尺中心线是否偏离，用水准仪测量管道高程是否符合设计要求。当检测到工作管发生了变位误差应根据变化大小采取不同的校正方法，当发生的误差仅发生在第一根管上时，采取挖土方法校正。当管头抬高时，挖前方土孔的下半圆土，从发生高程误差的起点向前挖土1.5米以上长度，使其顶进中借自身重量而下沉；当管道低头时，则多挖上半圆土，在继续顶进中管头自然推起，也可以用小型千斤顶一次顶到设计高度或设计坡度要求，再将管子顶进100mm，使第一节管头落在硬土上。当管子轴向发生变位也可采取上述相同原理多挖变位点反向土层，顶进过程中管道因受不均匀摩擦力而发生变位达到要求。

四、安全保证措施及危险事故的预防措施

1、施工机具设备临时用电必须符合临时用电规范要求。

2、施工前必须进行安全技术交底，让所有参与工作人员熟知

工作环境中的危险所在及保护措施。

3、设置专职安全员对现场进行监护，发现隐患及时解决。

4、工作坑要设置合理，放坡角度要严格计算，坑内要做好护

坡、撑木防止塌方事故，施工过程中要随时观测后座墙变

化，发现问题及时处理。

5、路面两侧设立安全网和前方施工警示牌，夜间悬挂指示红

灯，提醒过往行人车辆。

6、为防止路面塌陷，宜采用施工侧单侧限行，管前端挖土不

宜超过200mm，每挖200mm顶进一次等措施。

以上是在简易顶管过程中的一些施工要点，视地质情况有不同的处理办法，仅供参考。

参考文献：

1、中国非开挖技术协会行业标准《顶管施工技术及验收规范》试行版

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。