复杂地质条件下污水管道沉井顶管与牵引相结合施工工艺-j9九游会网站

1. 工程概况

本管道敷设于广东省佛山市乐城三路与乐城公园北侧 相交的巷道中，水流方向由 ｗ１２４ 呈东西走向流至 ｗ１２７，主要目的是将中南市场东西两侧污水收集至罗村西隆泵站。 经现场实地考察及参考物探资料，该巷道底下有 ４ 条东西走向合流管，管径分别为 ３００、８００、４００、２００ ｍｍ；另有一处 １０ｋｖ高压电缆和一条管径 ４００ ｍｍ 的合流管南北走向横穿道路，地下管线繁杂密布。 道路南侧为乐城公园，北侧为老旧居民楼，乐城公园侧有一排高约１０ ｍ 的大树枝遮盖。

2. 现场施工条件概述

经勘察，现场属ⅱ类环境类型，强透水地层中，地下水伴有微腐蚀性，易对混凝土结构带来轻微的影响，地表水也存在微腐蚀性，拟建水闸和泵站地基两部分均分布较大范围的软弱土层，埋深较浅。

3. 水平牵引工艺与顶管工艺的对比

3.1 水平牵引工艺的原理

纵观天然气、自来水等市政管线铺设工程，水平牵引工艺已经在其中取得广泛的应用，且随着工艺的深化，该项施工工艺也逐步被应用于污水干管等工程中，适用范围逐步扩宽，应用效果显著改善。 水平牵引工艺的关键思路在于有效规避既有的建筑物，在指定位置开孔，结合管道规格要求，组织多级扩孔作业，再将加工成型的管道拖入洞内，有序地将管道铺设到位。

3.2 顶管工艺的原理

在污水干管工程中，于首节管道处布设可控顶管机，在该装置的带动作用下使污水干管沿直线顶进，或根据路径要求按曲线顶进。 顶管机的可操控性较强，通常由专员在地下的工作现场操作，遇现场作业空间有限等特殊情况时，可利用地表的控制台遥控。

3.3工艺流程的对比

3.3.1 水平牵引的流程

1）做好准备工作，即测量放线、施工机具就位、安装导向扩孔钻头等。

2）正式钻进，随施工的持续展开，及时出土，再更换装置（反向孔钻），以便进入到多级扩孔环节。

3）通过水平牵引的方式带动管道，使其精准就位，若无误则砌筑，最终完成管道敷设作业。

3.3.2顶管工艺的流程

1）做好准备工作，即机头入土、机头与管道的连接等，给后续施工创设坚实的基础。

2）注浆、顶进，期间加强检测，根据所得结果及时纠偏，减小不良影响范围，直至顶管精准就位为止。

3）拆除无需使用的设备，做好收尾工作。

3.4 管材的选择

对于水平牵引施工来说，管材以高密度聚乙双绕管较为合适。这是因为其内部和外壁均较为光滑，牵引过程中的阻力较小，中间呈空洞状态，抗拉伸性能良好，正好可满足水平引力作用下对管材所提出的质量要求；此外，该类管材的柔韧性较好，可有效保证耐久性，从而降低污水钢管的更换频率，减少后续维修的工作量以及成本投入。

顶进施工中普遍采用的是钢筋混凝土管。在选管时，需以施工要求为导向，以加强杆对长度和直径的控制；同时以管道使用过程中的负载情况为准，来确定合适的壁厚。需注意，若顶管铺设施工期间所用的管道长度较大，则有助于减少装管的次数，在有效保证干管铺设施工质量的同时还可缩短时间；但与之相矛盾的是，较长管道的顶进施工难度较大，若缺乏有效的控制措施，实际顶进方向易偏离设计路径，而此时若要将其调整至指定位置并非易事。因此，在顶进施工选管时，需均衡好管长和施工难度两个层面的内容，以确定合适的管长，从而轻松高效地完成顶管作业。

4.污水干管铺设施工期间的工艺要点

4.1 水平牵引工艺4.1.1准备工作

正式施工前组织全面的调查，以便分析施工范围内既有地下管线的敷设情况，提前采取协调措施，尽可能削弱既有电缆信号对探测棒的干扰；对现场地质和水文情况展开分析，若存在坚硬的岩石，则需提前制定专项施工方案，经岩石破碎处理后再组织水平牵引作业。

4.1.2 施工要点

施工期间加强检查与控制，及时掌握现场作业情况（设备、材料、地质环境等），且尤为关键的是对导航仪的控制，其对于牵引起到引导性作用，对最终的管道牵引施工质量具有较明显的影响，因此，必须确保该装置可维持稳定运行的状态。

另外，以扩孔头的自重为参考，经计算后确定偏差系数，采取控制措施，以便顺利完成钻头的扩孔作业，以免因扩孔头自重作用而导致干管出现位置偏差。对于管材的焊接，以电热焊接的方式为主，必要时辅以pe焊接的方式。

4.2 顶管工艺

污水干管顶管施工期间需要做好检测，分析所得数据并调整偏差。检测仪器以激光经纬仪等具有高精度、高稳定性特性的仪器为宜，利用此类装置完成检测工作，及时掌握顶管情况。为保证顶管施工的安全性，需设置顶管工作井，从而加强对接收井上落通道的防护。

4.2.1 支护结构

沉井结构的稳定性较好，具有相对较大的支护强度，其在复杂地质条件（含软弱土层、砂土等）中具有可行性，可避免传统方式下降水作业难度大、施工周期长的问题。而对于基坑周边土质稳定且无水的地段，可采取逆作拱墙的支护方式，该方式的应用优势在于施工便捷、效率较高，但需严格控制顶进的长度，原则上不宜过长。

4.2.2沉井式工作井、接收井的结构形式

以现场地质、水文等方面的实际情况为依据，确定工作井和接收井的结构形式。

4.3牵引工艺的污水管道工程中的应用优势

4.3.1原设计施工方案

设计管道长度118m，采用管径600mm的钢筋混凝土管，检查井4座（w124~w127），其中w124~w125井段设计有高压旋喷桩管道地基加固。设计采用明挖基坑进行施工，管道基坑开挖深度最深4.95m，最浅4.54m，根据开挖深度需采用12miv拉森钢板桩做基坑支护。

具体施工工艺流程：围挡→路面切割一路面破除→高压旋喷桩施工→基坑开挖→管道垫层→管道铺设→回填→恢复路面一拆除围挡。

4.3.2 拟变更施工方案

原施工方案采用开槽明挖式埋管，该方法速度慢，对场地条件要求较高，且影响交通和污染环境。经综合分析，开槽明挖式埋管施工难度大，不具备可操作性，具体分析如下。

1）开挖段地下管线繁杂密布，不具备开挖条件。

2）设计需插打12mv拉森钢板桩进行基坑支护，因管道距离两侧老旧房屋较近，且路边树木遮挡，钢板桩插打和拔除时机械震动下锤难以实施。

3）该处地质为粉质砂土，基坑开挖和钢板桩插打时，极易造成附近房屋的沉降开裂，存在安全隐患。根据现场施工调查资料，为保证施工安全，加快施工进度，管道施工方案拟采用水平定向转牵引法施工；该施工法作为非开挖技术中最具活力的一项施工技术，可以导向准确地在一定曲率半径范围内绕避开障碍物，从而避免了对管线经过地区的生态环境的破坏。

4.3.3 工艺流程

w124~w127无封底预制检查井（内径2000mm）摆放就位→挖出井内原状土，井重力下沉至设计标高→水平定向转机就位（w127）→导向孔转进（w126-w124）→导向孔分级扩孔至设计埋设管道管径一管道安装回拖→水平定向转机移位至w125→导向孔转进（w126-w127）→导向孔分级扩孔至设计埋设管道管径→管道安装回拖→管道连接处理，检查井封底一场地恢复。

4.3.4 方案确定

结合现场环境和施工条件，建议此处管道施工工艺采用水平定向转牵引法施工。其主要优势如下。

1）水平牵引的施工效率较高，在相同施工量的前提下，比顶管牵引工艺的施工时间更短，且对工作井和接收井未提出较高的要求，因而施工全程较为便捷，工作井、接收井等装置的占地面积有所减小。

2）能够以较快的速度完成污水钢管的铺设作业，从而减少在人员、材料等方面的成本投入。此外，在水平牵引施工工艺中，管材管径规格的可选形式丰富，可根据施工需求增加管径，最终安装到位的污水干管具有更大的容积，从而更有效地满足城市污水疏通需求，解决了以往管道排水能力不足的问题。

3）对于穿越河道时存在难度大、质量问题高发的情况，能够有效突破该局限性，扩宽了适用范围。

4）该施工方法普遍在地面完成，现场安全可控，无过多的隐蔽作业内容，有助于保证施工的安全性，降低施工期间的安全事故发生概率，从而避免不必要的损失。

5）可以较好地优化管材，通常会选择高密度聚乙双绕管，该材料的自重较轻、可弯性较大、管壁较为光滑、无明显的摩擦力和阻力，且在酸碱环境中的稳定性也更为良好，后续维护工作量也会随之减少，经济效益得以提高。

5. 结束语

顶管工艺是市政管网等工程领域较为典型的方法，现阶段依然取得广泛的应用。但随着行业技术的发展，水平牵引工艺得以深化，其应用优势逐步显现，给市政工程的开展提供了更为可靠的技术支撑。通过顶管和水平牵引两种工艺的结合，可达到“1 1>2”的应用效果，给污水干管等市政工程的发展创设了更多的可能，因而该综合应用方式值得被推广至类似的市政管网工程中。

 

 

本文摘自《四川建材》中的《复杂地质条件下污水管道沉井顶管与牵引相结合施工工艺》梁进生，如有侵权请联系删除