摘要：市政基础设施地下给排水管道顶管施工技术，在穿越城市建筑、公路、深埋等困难、复杂施工条件时，有其独到的优势，就 同大路（南湖半岛）DN500污水抢修工程的顶管施工技术运用，以供同行参考。
1 工程概况
同大路（南湖半岛）DN500污水抢修工程位于广州市同和中路南湖半岛花园出口处。此段管为DN500钢筋混凝土重力流管（井段编号为LDJYJ0305-LDJYJ0312）。检测人员做检测工作中发现此段管处有冒水现象，经声纳检测发现LDJYJ0305-LDJYJ0311严重堵塞，水冲车不能将其贯通，LDJYJ0311-LDJYJ0312管道严重破裂变形，导致南湖3个泵井停产（大陂1#泵井、大陂2#泵井、南湖乐园泵井），污水溢流出南湖，此事经与业主洽商同意对该段管进行修复。
2施工现场条件及解决方案
本工程在已有行车道上进行，重做管道的工作在同大路南湖半岛花园门口，长度约96米，需办理道路开挖手续才能进场施工。在覆土深度2.5m左右的地方有一条DN500钢管压力管道，与需修复的管道垂直距离为5米，水平距离为0.25-0.5米，开挖施工会有一定影响。 本工程采用机械顶管施工，管材采用DN800钢筋混凝土管。在顶管井开挖时压力管的4.5米部分会悬空，如遇钢管接口悬空要做吊管保护才能施工。
3 工作井设计、施工
3.1工作井及接收井的布置
工作井是顶管施工的工作场所，本施工段有工作井、接收井各1座，同为圆形，顶管工作井的直径为7m，接收井的直径5m（直径计算为外径）。
3.2挖土成井
工作井及接收井采用机械、人工配合挖土的逆作法工艺施工，其中工作井后靠背加内衬墙，厚50cm。井底板采用钢筋混凝土浇注。工作井、接收井基坑深度为深井开挖，需编制相应的专项施工方案。施工时严格按照《给水排水管道工程施工及验收规范》及本工程施工设计图的要求对钢筋的配置、混凝土浇筑进行实施。
工作井开挖到原管底后将原有不进行修复的污水管部分拆除用沙包对管道进行封堵，以防施工中污水的渗出，影响施工。
4 顶管参数及设备安装
4．1顶管的推力就是顶管过程管道受的阻力，包括工具管切土正压力、管壁摩擦阻力等。
本工程采用的管材是d800钢筋混凝土管（管外径为960mm），顶进长度为96米，所以：
顶管机头正面挤压段压力：F1=×D2/4×P
其中F1--顶管泥水阻力(t)
D--顶管外径(m)
σ--顶管泥水最大压力(t/m2)
σ与土层密实度、土层含水量、地下水位状况有关。根据有关工程统计资料和本工程的分析，估算顶管前端面压力为20-30t/m2，F1=×D2/4×P＝×0.96/4×30＝22.608T
管壁摩擦阻力： F2=S×L×f
其中S—顶管外周长(m)
L—最长一段顶管长度(m)
f—综合摩擦力系数(T/ m2)
f与管道的埋设深度、土质、地下水位等因素有关。根据有关工程统计资料和本工程的分析，估算综合摩擦力系数f=1.1T/m2。F2=S×L×f=×0.96×96×1.1＝318.321T
在考虑一次顶进距离为96m时，顶管总阻力为以上阻力之和：
F=F1+F2 =340.928T
顶进的后座采用2个200T的千斤顶，采用的减阻措施，通常减少管壁摩擦阻力的措施有：管壁与泥土间压触变泥浆减阻(优质膨润土拌制而成)，注浆需要管节间的密封良好，否则浆体会在管节间泄漏起不到应有的作用，减阻效果好时，f—综合摩擦力系数可以降低到0.3-0.8 T/ m2左右，将触变泥浆的减阻作为保险系数。
4.2后背墙。后背墙作为千斤顶的支撑结构。后背作为千斤顶的支撑结构,要有足够的强度和刚度，且压缩变形要均匀。本工程采用逆作法施工工作井结构井体。由于后座墙是和侧壁混凝土墙整体浇筑，工作井为刚性体，所以工作井能够承受的最大顶推反力R由基坑侧壁摩擦力、基坑底板之间的摩擦力R1与后座墙的反力R2组成。计算过程中忽略基坑侧壁的摩擦力及基坑底板之间的摩擦力，而假设顶进支架的推力是通过后座墙而均匀的作用在工作井后方的土体上面，主要考虑后背土体的反力计算，
Ｒ2＝1.5´3.5（18´3.52´2.03/2+2´23´3.5´1.43+18´4.5´3.5´2.03）＝5406.2KN＝551.62吨。则R=551.62吨>340.928吨(设计最大顶推力见上节)，因此后靠背是稳定的。
4.3工作井导轨安装。导轨的作用是引导管节按设计的中心线和坡度顶进，导轨安装时必须安装牢固，满足管节中心高程及坡度的要求。本工程导轨为双排120工字钢、[20槽钢焊接而成，导轨为预制加工。导轨安装利用测量仪器监控，允许偏差为：轴线位置<3mm，顶面高程0～+3mm，两轨内距±2mm。
4．4千斤顶安装。（1）本工程采用2台200t的千斤顶。千斤顶固定在支架上，并与管道中心的垂线对称，要求其合力的作用点与管壁反作用力作用点在同一轴线上，防止产生顶进偏差。根据施工经验，千斤顶的着力点作用在管节垂直直径的1/4～1/5为宜。（2）千斤顶选用zB．50型的高压油泵，由电动机带动油泵工作，经分配器、控制阀进入千斤顶，各千斤顶的进油管并联在一起，保证各千斤顶活塞的出力和行程一致，油管安装时做到顺直、转角少。
4．5顶铁的安装。（1）顶铁是顶进管道时，千斤顶与管道端部之间临时设置的传力构件。其作用是将一组千斤顶的合力，通过顶铁均匀地分布在管端，并起调节千斤顶与管端之间距离的作用。顶铁可分为环形顶铁和u形顶铁两种。（2）安装顶铁时，顶铁与导轨之间、顶铁与顶铁之间的接触面，要擦拭干净，防止接触不良，相互滑动。安装后，要使千斤顶轴线、顶铁轴线和管道的轴线相互平行。顶铁轴线必须与管道中心的垂线对称，避免顶力产生偏心，导致“崩铁”。顶铁拼装后要进行锁定。（3）顶铁与管口之间垫缓冲材料联接（胶合板），使顶力均匀地分布在管端。
5 顶进施工
5.1正常顶进施工。顶进管道前，进行全部设备检查与试运转。护壁上的管孔凿好后将工具管立即顶人土层。每顶进30cm，测量不少于一次，管道进入土层正常顶进时，每顶进100cm，测量不少于一次。工具管开始顶进5～10m的范围内，允许偏差为：轴线3mm，高程0～+3mm。否则要采取措施纠偏。顶进时遵循“边压触变泥浆边顶进，不压浆不顶进”的原则，新开顶时需对整个管路进行补浆。
5．2测量与纠偏。测量仪器采用全站仪和激光水准仪。（1）测量频率。顶进第一节管节时为20～50厘米/次，正常顶进时为1米/次，校正顶进时为每顶进半节管测量一次。（2）中心线测量。在工作井边的两方向桩上挂铅锤至工作井底部，在工作井内用激光水准仪照准两铅锤，读管前端的中心尺刻度，若与中心尺的中心刻度相重合，说明其方向准确，否则其差值即为偏差值。（3）高程测量。在工作井内引设水准点，在停止顶进时，将激光水准仪支放在顶铁上，测量前端管底高程。（4）纠偏。工具头前方有纠偏节，纠偏节中安装有纠偏千斤顶，顶进过程中，当工具头的方向偏差超过5mm，即应纠偏，调整纠偏千斤顶，实现顶进方向的控制。
6 结论
顶管施工技术在该地区深埋污水管道施工中，由于各项技术环节考虑充分、全面，各项技术、施工措施得当，管理到位，取得了成功经验，可供类似工程借鉴。
参考文献
[1]张传安，软土地区双排大口径顶管施工技术[J]，铁道标准设计，2009（3）。