市政工程项目中的大口径顶管施工技术研究

市政工程项目中的大口径顶管施工技术研究

龙大发

（中铁十六局集团第三工程有限公司， 浙江 湖州 313000）

中图分类号：K928 文献标识码：B 文章编号1007-6344（2019）05-0123-02

摘要：在市政工程中，顶管施工技术发挥着重要的作用，通过顶管技术的施工基本可以满足市政工程的质量需求，且使施工更加简单快捷。另外，顶管技术还可以有效减轻工程对外界环境的影响，呈现了高效、便捷、环保等优点。文章主要对市政工程中采用顶管技术施工时所遇到的各种难点进行深入研究，根据其原因提供相应的改进措施。

关键词：市政工程；顶管施工；顶管纠偏

顶管施工技术有易于操作的特性，能够促进市政工程施工质量的提升，并扩大工程的经济效益。市政工程中采用顶管技术施工时需要对每个环节实施严格的质量控制，防止出现各种缺陷等不安全隐患，按照施工操作的标准要求进行作业，并对技术中的各项施工要点提前规划，全面确保市政工程的质量。

管机的转角进行适当的调整，经过调整，可以快速降低顶管机的顶进速度。该方法的使用要点在于，当顶管机马上脱离洞口时，调整转角使之迅速减速顶进，而且通过调整转角还可以在很大程度上降低顶管机的压力，防止出洞时发生各种失误操作[2]。 3.2顶管纠偏问题

一般来说，顶进施工时应当严格控制顶管的偏差，确保偏差不超过设计管道中心线的50mm，如果出现顶管的偏差大于这一数值时，应当及时作出适当的顶管纠偏，这也是市政工程施工中所必不可少的一个环节。特别是在长距离大口径类型的施工中，更应当将顶管纠偏作为施工过程的重中之重。结合多年工作经验，并对管道偏移的事故进行统计并作出合理的分析得出，造成管道偏移的原因主要有：（1）顶管的后背墙发生了一定程度的位移，或者后背墙本身就不平整；（2）顶进上体的质地发生改变，使得顶进机运行时所受的阻力不均匀；（3）千斤顶不能与顶进机同步运行，或者二者的顶力相差过大，使的受力不均衡出现偏移。

为了切实解决偏移问题，可以采取以下几个措施，防止管道出现该情况： （1）进行顶管的正式施工前，要制定预防管道偏差的相关措施。①在设计阶段或者施工前，施工单位应当派专业技术人员对施工环境进行全面的勘察，获取施工位置的地质条件等信息，结合勘察的结果制定科学合理的顶进施工方案，禁止不经实地勘察就盲目施工，随意进行管道纠偏。②在施工过程中要保持管道行程、顶进机的运行速度以及顶力的相协调一致，选取相同规格型号的千斤顶，确保管道与设计的中心线位置相重合，并且受力均匀。

（2）对管道受力要进行严格的科学计算，确保顶进的后背墙稳定不变形。在施工前，还要确认施工材料的质量是否满足市政工程的需求，确保钢筋混凝土的强度等性能满足质量要求，避免出现在顶进时后背墙发生位移的情况。除此之外，还要检查后背墙是否平整，在顶进过程中为了避免由于后背墙不平整造成管道偏离的情况，需要严格落实相关数据的记录工作，及时准确记录顶进施工中的各项数据，并对数据进行整理获取相应的曲线，并以此作为管道是否出现偏移的依据，从而制定可行的纠偏措施。

（3）在顶进施工时，应当对管道出现的偏离问题及时进行纠偏，并采取合理可行的措施。比如当管道偏离是由于千斤顶的受力均引起的，则应当立即停止作业，对偏离值进行测量评估后再重新调整千斤顶的位置及相应顶力；如果管道偏离是由于后背墙发生位移而造成的，则需要立即对后背墙采取相应的加固措施，确保后背墙稳定、平整。不仅如此，还要全面收集施工中的各项数据信息，对管道的行进方向进行科学的预测，尽可能地减少管道出现偏离的情况，按时完工。 3.3出渣与通风问题

当顶管向上层顶进时，顶管的行进方向一般是从下往上，综合分析多起顶管施工的案例发现，在顶进过程中常常会发生的施工事故很大一部分原因是出渣后周围受力不均造成的。另外，在长距离大口径类型的施工中，受到较大的顶进距离的影响，顶进工作井的深度也往往较大，这种情况下顶进洞内部就会发生空气不能良好循环的现象。当空气循环较慢时，洞内的生产性粉尘以及有害气体就会

图1 大口径顶管机

就这一问题，在实际的顶管施工时，通常会充分利用刀盘的正反转功能对顶

1 市政工程顶管施工应用

一般情况下顶管技术所用到的顶进管为钢筋混凝土管，当工程受腐蚀影响较小时还可选用钢管。首先应当结合施工的实际情况来选择合适的顶进管直径，对于顶进管配筋以及壁厚则应当按照顶管所承受的实际荷载进行选择，同时顶进管的外径则要满足挖土人员的施工需求，通常要保障顶进管的内径＞50cm。另外，由于使用的顶进管长度与市政工程的经济成本有关，在直线推顶施工时，应当尽量采用长管进行施工。如此一来，不仅减少了装管的频率还降低了施工成本。但是随着施工的不断进行，顶管长度也会随之扩大，一旦顶管的使用偏离了设计方案中的线路时，工程施工的难度就会随之提高。为保证市政工程的质量，需要相应的支护结构，并及时回填，这也会造成施工成本的提升。假设在直线上使用短管进行推顶，同样也会提高施工的难度，因为在使用短管的过程中很容易将周围的土层挤入管连接处，使整体管道出现一定程度的变形。一般来说，根据外直径的大小选择合适的顶管长度，当外直径≤1.1m时采用短管进行施工；如果外直径为1.15m时则用标准管施工；当外直径＞2.1m的情况下则采用长管进行施工。

[1]

2 顶管施工技术特点和优势

顶管施工技术可以大大减少工程的施工时间，并且采用该技术施工时产生的噪音、粉尘都较小，不会对环境造成污染，基本不影响城区的正常交通。另外，还不会对既有的地下管线和周围构筑物造成破坏，是一种高效、便捷、环保的施工技术。

3 当前大口径顶管施工的技术难点及相应的解决措

施

3.1控制顶管顶力问题

在选取大口径顶管进行施工时，合理掌握顶管的顶力一直是该技术的一个难点，尤其是在顶管机出洞的过程中（如图1），对顶管顶力的控制要求更高。当顶管顶力设置的不合理时，就很容易造成顶管机出现旋转与上飘的问题，严重影响了工程的质量，还会埋下较大的隐患。

产生一定的集聚，严重影响了作业人员的生命健康。为了避免顶进施工中发生出

（下转第126页）

作者简介：龙大发（1983- ），男，安徽池州人，本科，工程师，从事市政工程工作。

126 装备技术Equipment technology

砂筒临时支座在连续梁安装中的应用

陈 杨

（攀枝花攀甬路桥建设有限公司）

中图分类号：K928 文献标识码：B 文章编号1007-6344（2019）05-0126-01

摘要：本文通过先简支后连续桥梁实例，详细介绍了钢制砂筒的工作原理、设计制作方案、安装和拆除等在施工过程中的应用，并简述了砂筒的实际应用中的优点，可为今后类似的施工项目提供参考价值。

关键词：砂筒临时支座；连续梁；应用

中的临时支撑点位置准确放样，将钢砂筒的中心线位置与之重合，误差控制在20mm以内；安装好的砂筒顶面须高出永久支座上钢板15~20mm，通过我们前期多组试验数据表明，单个钢砂筒装载70mm厚的洁净砂，在压力机达到65吨的压力时，沉降量在5~8mm之间，如果每个支座垫石高度不一致，则根据实际砂筒装砂的高度进行调整，只需受压后最小间隙保持在10mm以上即可。

1 工程概况

河南省宜阳县滩子渡口洛河大桥改建工程，全桥长667m，桥面净宽18m，上部结构由单孔跨径30m，每跨6片共22跨先简支后连续预应力箱梁组成，全桥共5联6道伸缩缝，伸缩缝处采用四氟滑板支座，连续端采用普通橡胶支座，在连续端梁板架设时，使用临时支座支撑梁板，形成简支状态，待梁板中横梁、湿接缝和负弯矩张拉全部完成后，再拆除临时支座，以完成先简支后连续的结构体系转换，所以，临时支座在该结构形式的桥梁施工中起到了很大的作用。

2 临时支座的选用

由于每片梁板重约130T，我们根据现场实际情况，通过查阅相关资料和以往的施工经验，认为钢制砂筒临时支座具有制作结构简单、承载力大、稳定性好和拆除方便等诸多优点，在实际使用过程中也得以印证，梁板安装的各项指标均满足设计和规范要求。

5.2砂筒的拆除

在完成一联安装并进行中横梁、湿接缝、负弯矩张拉及注浆等工序后，且混凝土强度达到90%以上，及时拆除临时支座以完成体系装换。临时支座卸落前，须在桥面墩顶及跨中附近布置测量观测点，并做好初始记录，卸落临时支座时每一联内要对称进行，两侧对称安排人员，按统一指令，步调一致，同时打开砂筒的卸砂螺栓孔，使细砂均匀流出，如遇砂子潮湿不能自行流出时，可采用手持式电钻反转转出砂子，使梁板平稳均匀下落，同时做好测量观测记录，进行沉降量比对，确保沉降量尤其是对称沉降量一致。待梁体重量全部由永久支座承担时，取出漏砂筒，继续下跨施工，完成体系转换。

3 钢制砂筒的工作原理

钢制砂筒临时支座由一端封闭的大钢筒套在内芯填满混凝土的小钢筒上，形成活塞状态，安装时下筒内装上适量干净的砂子后放上顶筒，梁板架设时一端放在顶筒上，形成简支状态，卸载时只要把下筒的螺丝扭开，砂子在梁板自重压力下卸出，上顶筒下沉缩下即可以拆除，由此而完成梁板由简支状态到连续状态的体系转换。

4 砂筒的设计和制作

4.1砂筒的设计

上顶筒采用外径175mm、壁厚4mm的无缝钢管，下筒采用内径180mm、壁厚8mm的无缝钢管，下钢板采用250mm*250mm*6mm的普通钢板，放砂孔采用Φ25螺丝孔并配螺丝，放砂孔距底板20mm。 4.2砂筒的制作

首先按照支座垫石和橡胶支座的高度确定钢管的长度，本桥的支座垫石和橡胶支座总高度为250mm，预留50mm以上的伸缩高度，所以内外钢管长度均加工为200mm；然后将钻好放砂孔的外钢管焊接在下钢板的正中，注意焊缝均匀饱满但不得损伤下钢板，放砂孔采用φ25的丝孔并配相应的螺栓；再将内钢管内灌注C30混凝土，注意钢管上下端头的混凝土必须和管口齐平；最后在钢管内外及时涂刷一层防锈漆，避免钢砂筒长时间裸露在室外生锈而导致砂子不易流出。

6 结语

在先简支后连续的桥梁梁板安装施工中，有硫磺砂浆支座、砖临时支座和木墩临时支座、钢砂筒支座等多种施工方法，各种施工方法都有不同的优缺点，但我们在滩子渡口洛河大桥施工中选用砂筒临时支座，主要考虑的就是其施工简单、承载力大、砂筒重复利用率高等优点，本文通过试验测试和项目实际应用的阐述，为今后的类似项目建设提供实用性参考，并值得大力推广使用。

参考文献

[1]张党正.沙箱式临时支座在桥梁体系转换中的应用.黑龙江交通科技[J]2010.11（201）：86-86.

[2]欧阳检星.桥梁体系转换——临时支座方案优选.安徽建筑[J]2013.2（190）：160-161.

[3]田征.桥梁结构体系转换中临时支座的做法及应用.科技信息[J]2011.1：335、302.

[4]王汝俊.浅谈砂筒式临时支座在连续桥梁施工中的应用.四川地质学报[J]2013.5（33）：98-99.

5 砂筒的安装和拆除

5.1砂筒的安装

在梁板架设前，仔细测量支座垫石和永久支座的标高，然后按照梁板设计图

（上接第123页）

渣及通风不佳的问题，施工单位可以在以下几个方面做出改进[3]：

（1）在出渣设备上安装相应的制动设备，以便出渣过程中发生事故时能及时停止运转。

（2）当顶进深度达到一定程度时，安装鼓风机，尤其是离心式鼓风机加强空气流通（见图2），防止洞内气体集聚，快速排出污染气体，确保施工人员的健康。

现问题及时撤离，做到安全第一。

4 结束语

综上所述，大口径顶管的施工技术在市政工程尤其是地下工程中应用广泛，

为了保证施工的质量，提高施工的效率应当严格按照技术规程进行相关的操作，对顶管技术中的难点积极研究应对措施，不仅可以确保市政工程的质量，还能够推动顶管技术的进一步完善。

参考文献

[1]石峰.市政给排水施工中的长距离顶管施工技术分析[J].广东科技，2018，27（9）：59-60.

[2]杜红燕.大管径顶管施工技术分析[J].山西建筑，2018，44（25）：112-113. [3]熊红.市政工程施工关键技术中的顶管施工技术分析[J].科学技术创新，2019（02）：125-126.

图2 离心式鼓风机

（3）相关人员在作业时应当佩戴相应的安全防护，并携带气体检测仪器，发