浅议顶管法在污水管道工程中的应用

合肥市规划设计研究院
李卫群

　　随着国民经济和城市建设的不断发展与深入，环境问题日益受到重视，城市污水管网的建设已成为市政建设的一个重要组成部分。这几年笔者先后参与了合肥市樊洼路、砀山路、蒙城北路等污水顶管工程的设计工作，下面仅就顶管法的采用及顶管法施工中应注重的几个问题，谈谈个人的浅识，以供探讨。

　　一　顶管法的采用

　　顶管法一般在这样几种情况下采用：
　　1.穿越己有重要构筑物，如铁路、公路、建筑物等。
　　2.受到平面位置限制，无法采用开槽法施工时。
　　3.当管道埋深较大，通过经济技术比较，顶管法具有造价优势时。
　　在城市污水管网系统规划中，往往存在着这样的误区，即为了避免管道埋设深度较大，而在管网中加设中途泵站，但是，如果地质情况允许采用顶管法时，有时就可以不加设中途泵站，从而省却泵站的建设投入及日常运行费用。因此，在污水管网系统建设中，应根据地形、地质等实际情况，进行全面而系统的综合经济技术比较，从而确定合理的建设方案。
　　当然，顶管法也存在着一些不足之处，如：施工精度的保证较为困难；当管径较小时，受到国内现有施工机械和工艺的限制，若采用人工挖士顶进，往往须用大管径替代小管径等。但是，随着利学技术的不断进步，其中的一些不足也将得到改进。

　　二　顶管法施工应注重的几个问题

　　下面仅就钢筋混凝土管顶管法施工中应注重的几个问题进行探讨。
　　1.施工降水
　　施工前应仔细分析地质勘探报告，如有地下水或湿土，应先确立合理的降水方案，做好施工防水工作，避免带水顶进。
　　2.工作坑
　　工作坑尺寸应根据管长及顶镐等设备规格确定。坑底宽度一般为管外径加2.5～3m，长度为管长加3～4m。坑四壁应采用支撑挡土，严格防止塌方，后背应根据顶力大小计算确定，可用木刺、型钢等，必要时用混凝土或钢筋混凝土作后背。当在地下水位以下顶管时，工作坑要考虑防水密封，此时，应做混凝土或钢筋混凝土衬砌，可采用沉井或地下连续壁等方法做工作坑护壁。
　　3.顶进
　　在顶进过程中，目前大多还是人工挖土。当无地下水和土质为粘性土时可直接用管子顶进，挖土时可以先将管前上挖空，挖空深度应视土质而定，当土质稳定性好时可挖深一点，但不 能超0.5m，管底以下135°范围内不能超挖，管上都超挖不应超过25mm。
　　当土质为砂或砂卵石等不稳定土时，顶进的管前应先套钢板护罩，再挖除钢板护罩内的土，不允许在护罩前挖土。为了防止管的塌方，必要时应采用压浆等加固土壤措施。
　　当土质为淤泥等松软土层时，管前应加钢板盾构，利用项力将盾构切入土内，再将进入盾构内的土挖除，不允许在盾构前挖土。盾构做法应根据土质情况和各地的实践经验进行必要的设计与计算。在这种情况下，管道与盾构、管道与管道之间的连接一定要做好密封，防止泥砂流入。
　　4.管道
　　顶管施工的管道基础属于土弧基础，在穿越砂及碎石类土层时，由于垂直土荷载较大，因而在覆土超过3m时一般采用加固管。当顶力较大时应考虑管子的纵向强度，适当增加管子的纵向配筋。在顶进时，管端作用顶镐处，应根据顶力大小垫以方木、铸铁顶圈甚至铸钢顶圈，使顶力均匀地分布在管环上。在每节管之间应填以柔性材料，如麻辫、油毡等，防止管口间由于顶力不均匀而压裂。为了提高顶进管道的纵向刚度，在管道接口处采用临时钢板内胀圈。
　　管道通过工作坑部分，由于工作坑内埋管相当于开槽施工，土荷载比顶管施工的管道要大，因此，对于工作坑内的管道应改用相应的混凝土管座。

　　三　顶管技术急待发展

　　随着人们环保意识的不断加强和城市污水管网建设的不断发展，顶管施工法的技术、工艺及设备也急待得到进一步的改进和发展。目前国内所采用的顶管技术还是沿袭几十年的老方法、老工艺，特别是小管顶进技术更是急待研究和发展。笔者相信这些技术的发展必然有着广阔、光明的市场前景，也必将对我国环保事业的发展起到积极的推进作用。