本文以沈阳某项目中变电所66KV电力排管工程（以下简称本项目）为例，旨在分析研究顶管工程相关要点。

1. 前言

城市化建设加大带动城市项目也不断更新发展，周边配套服务设施不断完善。在通行的既有快速路下浅层顶进电力管线施工，对城市更新及完善配套服务设施起到重要作用，对于其施工工艺和分析研究变得也越来越重要，既有保证顶进过程中自身安全和质量保障，又要保证既有道路行车安全，并对周边环境不受影响。施工过程中采取的施工工艺和安全保障措施，影响着工程建设的顺利进行和人员的生命财产安全。所以，在工程建设的过程中顶管的施工工艺和研究要根据现场实际情况和特点选择合适的顶进形式。

本文以沈阳汽车城项目中前进变电所66KV电力排管工程（以下简称本项目）为例，旨在分析研究顶管相关要点。

前进变66KV电力排管工程（前进-北大营街段），路径位于辽宁省沈阳市大东区望花街、轩兴四路及柳林街沿线附近，共五段过街顶管。本工程共设工作井5座、接收井4座、电力顶管5段，顶管总长度224m，管道坡度5‰，顶管采用DN2400mm钢承口式Ⅲ级C50钢筋混凝土顶管，壁厚230mm，单节长度为2m。

2.工程地质条件

各岩土层特性自上而下分别为：①杂填土，层厚1.30～4.30m；②粉质粘土，软可塑，层厚2.20～9.0m；③粉质粘土，硬可塑，层厚7.70～10.60m；本项目顶管顶进区间均为粉质粘土层。

3.总体施工方案

3.1降水井施工

旋喷桩施工前，先在旋喷桩范围外2米处施打直径为400mm降水井，分别布置在工作井及接受井对角线上，共计18口，井内均设置一台7.5KV潜水泵作业。

3.2 旋喷桩施工

旋喷桩沿顶管工作井及接收井的井外壁350mm处依次布置2排咬合桩，桩距为500mm，桩径为600mm，长度12-17m之间，桩顶标高为现状地面以下1.0m。

工作井（接收井）管道进出洞口（顶管部分）土体加固采用高压旋喷桩加固处理,桩径600mm，桩长7m共4排，位于顶管直径中间位置，间距600×600mm。

3.3 沉井及顶管施工

（1）沉井施工

根据地址构造及季节性土层含水量差异，在所有工作井及接收井东南角及西北角，距离沉井边界2米处分别在沉井施工前打好降水井。降水井深度要根据现场实际情况而定，积水明排要求时进行井点降水，井点降水时要时刻检测附近地面沉降值，保证周围建筑物及边坡稳定。

土方采用机械分层挖掘，沿刃脚内壁应保留土台，沉井下沉时，按平面轴线的位置逐层沿外边四周挖去土台。当土台经不住沉井刃脚的挤压时土体破坏坍落，沉井便均匀地下沉。在挖除刃脚附近和刃脚下部的土时要求对称均衡，挖土的速度相同，土面的高程要保持一致，保持沉井的均匀下沉。沉井内的排水沟、集水井，应随着沉井的下沉而随时施做，其断面和深度应不小于规定值。

（2）顶管施工

①中继间设置

在顶管施工中，随着顶进长度的增加，顶推力将不断加大，过大的顶推力将导致管道或后背墙的破坏，甚至引起顶管工作井的破坏。为了满足长距离顶进管道的需要，在管道顶进的中途设置辅助千斤顶，靠辅助千斤顶提供的顶力继续顶进管段，延长顶管的顶进长度。

中继间的作用是在长距离顶管施工中，缩短顶进长度，从而减小千斤顶和后背的推力。

中继间技术即在长距离顶管特别是超长距离顶管中，将顶进管道分成若干个顶进区间，并在每个区间设置一个中继间。每个中继间由多个均匀分布的顶推油缸、特制钢外壳、前后两个特殊顶进管道及加劲环和密封件等组成。当所需要的顶推力超过主顶工作站的顶推能力、施工管道或后座装置所容许承受的最大荷载时，则需要在管道上安装中继间以协助主顶工作站的顶进作业。在顶管的工具头开始顶进施工过程中，先由中继间按先后次序将管道向前推进油缸行程到位后，再由主顶工作站的主顶油缸推进最后一个区间管道，这样不断的重复伸缩顶进，直到把管道从工作井顶到接收井。

②测量的方法

通视条件下的测量使用交汇法引工作井及接收井预留洞口中心至各自的井壁。置经纬仪至A点，后视B点，作BA直线的延长线，并在工作井后部定出一点C。保证C、A、B在一条轴线上，置经纬仪在C点上，后视A点，在工作井井壁上定出一点A，，置激光经纬仪基座于井下D点，并抄平固定激光经纬仪架，置经纬仪于A点，后视B点，在激光经纬仪器架上定出D点，D点同A，，A，B点在竖直方向上成一直线，安装激光经纬仪于仪器架上，对中D点，后视A，点，依设计轴线打好角度，既可定出轴线。

③顶进过程

顶进操作要坚持“先顶后挖，随顶随挖管前开挖不超过300㎜”的施工原则。千斤顶顶进一个行程后，千斤顶复位，在横铁和环形顶铁间装进合适的顶铁，然后继续顶进。顶铁安装应平直，顶进时严防偏心，以免使顶铁崩出伤人。顶进时注意轴压变化，发现不正常时立即停止顶进，并检查原因。千斤顶活塞伸展长度应在规定范围内，以免损坏千斤顶结构。在整个顶进操作中应坚持连续作业，若顶进间隔时间过长，土拱容易下塌，使顶力增大。

4.施工重点分析

4.1注浆量计算及工艺

为防止路面沉陷和地上、地下构筑物不受扰动，顶管结束后，应及时对管体四周的缝隙充填水泥浆，使其密实坚固.

本工程每1米注浆量计算如下：

V＝πDwtL＝3.14×2.86×0.03×1＝0.27 m3

（1）按照地质条件。一般压浆量为计算的150％～200％，本工程在粘土顶进，按照150％进行注浆量控制。

（2）逐孔注浆，水泥浆液需搅拌均匀，无结块，无杂物，注浆结束后，要及时清理注浆设备，以防堵塞。

（3）注浆压力根据管道深度H和土的天然重度γ而定，经验为2～3γH，本工程注浆压力为0.2～0.3MPa。

（4）压浆填充材料：在管顶间隙较小管段，采用管内注浆，压浆材料为425水泥，配比为1：0.75水泥浆置换出触变泥浆。

（5）管内注浆布孔方式：沿管线纵向每8m设一处压浆孔。布孔方式宜采用左上方、右上方、左上方的顺序设置6个注浆孔。

（6）注浆顺序：每段注浆从第一孔开始，直注至下一孔出浆，依次注完。每段注浆后，静止6～8小时后进行第二次注浆。第二次注浆压力不变，直至压不进为止。

4.2中继环安装及拆除

（1）中继环使用应事先将中继环拼装好，并试验其液压系统与电器系统是否完好。

（2）中继环开始顶进时，工作坑内的千斤顶要紧顶在导轨上接好的管子上，防止中继环向工作井方向退移。

（3）中继环要与前后的管壁接牢，以防中继环内办设备布置的平衡，在工作中产生旋转。

（4）中继环工作时，操作人员必须站在千斤顶的无油压侧（活塞杆顶头侧），以防油压侧冲出现事故。

（5）中继环工作的顺序是：第一个中继环顶完后，卸油压，开始第二个中继环顶进，同样再开第三个中继环，依次开动下去，在最后开动工作坑千斤顶的同时，又可开动第一个中继环，开始新一轮的循环顶进。

（6）中继环采用不着自动控制时，也需有专人巡视，以保证万一发生突然故障，便可立即切断操纵箱电源。

（7）顶管到达终点后，应立即开始中继环的拆卸工作，由第一个中继环开始往后拆，拆除时中继环继续向前顶进，使管口相连接。

（8）中继环的拆除工作应事先制定拆卸方法和安全措施，保证安全工作和设备完好。

（9）拆卸中继环应事先将千斤顶、油路、油泵、电器设备等拆除。拆下的油路与辅助接头嘴，都应用棉丝擦净封堵，拆除的零部件要保管好。

（10）中继环拆除的顺序是：先顶部、次两侧、后底部。

（11）拆除后的部件与辅助件应立即运回库房，清洁整理，如近期继续使用，应立即组装，保证完好。

5.施工监测

5.1监测主要内容

（1）坑顶沉降及水平位移监测

（2）坑外地表沉降观测

（3）工作坑与接收井渗漏水情况观测

5.2监测频率

基坑监测实施及频率

（1）监测周期

监测周期自从基坑开挖时开始，到基坑土方回填完毕。

（2）监测频率

根据国家标准 GB50497-2019《建筑基坑工程监测技术规范》及 JGJ 8-2016 《建筑变形测量规范》标准规定的要求，监测频率如下：

在基坑开挖以前，观测 2 次，其观测结果排除异常情况后的平均值作为各周 期观测的初始值。

从基坑开挖至施工完底板前，监测频率为 1~2 天 1 次 （同时亦可按照施工 进度需要作相应调整）；监测数据有突变，变形速率较快或现场施工发生险情等 时及遇到台风、暴）应加密监测。

5.3监测控制指标 （报警值）

根据基坑围护设计方案及 GB50497-2019《建筑基坑工程监测技术规范》的 要求结合同类项目的经验，各监测项目报警值如下：

坑顶位移、冠梁水平位移：大于 4mm/d或累计大于40mm

地表沉降：大于 3mm/d或累计大于 40mm

公路:小于等于 20mm

当检测数据达到沉降限值的 70%时，应及时报警并启动应急事故处理预案。

5.4监测数据的整理分析与反馈

每次观测结束后，要检查记录计算是否正确，精度是否合格，并进行误差分配。然后将观测值列入观测成果表中，计算出累计位移量。并注明观测日期、气象情况。

绘制时间--沉降量曲线。时间--沉降量的关系曲线，系以时间T为横轴，位移量S为纵轴，根据每次观测日期、位移量按比例画出各点，然后将各点连接起来，并在曲线的一端注明观测点号。

6.结束语

本文通过案例分析和工程实践，为今后类似工程的施工提供了有益的参考。在实际工程施工中，还应充分考虑工程实际情况，灵活运用顶管施工技术，以保证工程安全、高效、环保的完成。

参考文献

[1]陈伟忠, 王乐华, 程良伟.  顶管施工技术在市政管道工程中的应用. 施工技术, (2012)41(19), 78-80.

[2]梁育荣, 苏楠, 宋金良等. 顶管施工技术的现状与发展趋势. 施工技术,  (2018)47(12), 72-76.

[3]王波. 顶管施工技术在市政工程中的应用与发展. 通讯世界, (2009)(24), 131-132.

作者简介

华夏，男，辽宁沈阳市人，助理工程师，从事工作为市政工程技术与管理、公路工程和水利工程技术等。