水平導向鉆機頂管施工方法

王宏 王永 居榮

寶應縣水利建筑安裝工程處，中國·江蘇 寶應 225800

1 背景技術

在通信、市政、水利等工程建設中為了減少開挖通常采用水平導向鉆機的頂管施工工藝，水平導向鉆頂管施工是采用導向鉆機裝置，從道路或河道的一端從地表下鉆另一端的導向孔，然后擴孔，把管道從一端拖向另一端，在管道中布設需要穿過的通信等設備，達到節省造價的目的。

一種小口徑管道連續作業的施工方法，利用垂線與卷尺定出微型頂管機的設備位置；在該施工方法中，頂管機的安裝較為重要，其安裝的穩定性和牢固性會影響整個后續頂管施工的準確性，而且在提高安放準確度和穩定性的同時，還要兼顧便利性，要方便各種設備的安裝和拆卸。另外該施工方法在頂進和拆卸過程中仍存在不連續性，施工效率還需進一步提高。

2 技術方案

生態綜合管廊工程微型頂管施工方法，包括如下施工步驟：

步驟一，微型頂管機安裝調試，包含微型頂管后背結構的設置和施工，在后背結構施工完成后，將頂管機機臺和機臺底座調運至工作井的井底，根據頂進管道的中軸線調整所述機臺底座的高度和水平度并固定安裝在井底，所述頂管機機臺安裝在所述機臺底座上連接液壓油路，所述頂管機機臺的前端部可拆卸連接先導管，啟動設備確定設備是否工作正常。

步驟二，激光經緯儀定向，在工作井內管道中心線上安放激光經緯儀，調整所述激光經緯儀的坡度，使所述激光經緯儀按照設計坡度投影至所述先導管上，所述激光經緯儀用于所述先導管頂進的觀察調準。

步驟三，先導管頂進，通過所述激光經緯儀定向以及電子糾偏顯示屏操作，所述先導管精確按設計坡度進行頂進，頂管機機臺頂進一節所述先導管后回縮，安裝下一節先導管，直至所述先導管到達接收井。

步驟四，出土外管頂進，待所述先導管到達所述接收井后，安裝出土外管，所述出土外管頂進的同時安裝螺旋刀盤，所述螺旋刀盤與所述先導管的后端連接密實，通過扭力進行土體切割，切割的土體通過所述螺旋刀盤運出至所述工作井。

步驟五，螺旋刀盤頂進，每頂進若干米，進行一次所述螺旋刀盤與所述出土外管的安裝、連接，連續不間斷施工，直至所述螺旋刀盤以及所述出土外管到達至所述接收井。

步驟六，鋼筋混凝土管頂進，所述螺旋刀盤與所述出土外管距離所述接收井1～2m時，在所述工作井內安裝轉換節，所述轉換節的一端與所述出土外管連接、另一端與鋼筋混凝土管承插連接，然后頂進所述鋼筋混凝土管，依次循環至頂管完畢。

步驟七，設備拆除，在頂管施工的過程中在接收井內依次拆除每節所述先導管和所述出土外管，在所述工作井內拆除所述螺旋刀盤、所述頂管機機臺和所述機臺底座。

本生態綜合管廊工程微型頂管施工方法操作簡單，頂管效率高，安裝和拆卸均非常方便和快捷，頂管的準確性和安全性較好，適合城市生態綜合管廊的快速施工。

在所述工作井和所述接收井挖掘完畢后，將需要用到的裝置、設備和管件都運送至所述工作井地面附近，做好準備工作后，再開始頂管施工。

所述后背結構的設置能夠提供足夠的支撐強度，在頂進過程中能夠承受頂管機（千斤頂）的最大反作用力，配合所述機臺底座的固定設置，在整個頂進過程中保持設備穩定，頂的中心線始終較好地保持在同一水平線上。

所述機臺底座固定完畢后，在施工過程中不再移動，所述頂管機機臺安裝好后，接通油路，進行油缸的頂進和回縮操作，確保正常后開始后續施工。

所述激光經緯儀的使用，能夠確保準確的定向，所述先導管在頂進的過程中實時調校，保證所述先導管不偏離中心線，這樣有利于后續管路頂進時的準確性。

所述步驟四、所述步驟五、所述步驟六和所述步驟七中很多工序實際上是同步進行的，所述先導管向前頂緊時，所述螺旋刀盤和所述出土外管也跟隨操作將土體運出，當第一節所述出土外管到達所述接收井時，說明兩個井之間的通道已經打通，此時所述先導管已經逐節拆除完畢，第一節出土外管也就可以在接收井中拆除，而工作井則一直按照施工節拍連續的跟進出土外管，并在最后一節出土外管后端連接所述鋼筋混凝土管，隨著接收井內所述出土外管的持續拆除，所述鋼筋混凝土管跟隨持續頂進安裝，待整個管路安裝好所述鋼筋混凝土管時，所述出土外管也就完成了拆除，縮回所述螺旋刀盤進行拆除，并將所述頂管機機臺和機臺底座調至地面，就完成了這段管路的施工。整個施工過程操作簡單，施工節拍控制合理，施工速度快、效率高，減少了中間等待的時間，也避免了集中拆除帶來的不便。進一步的：

①后背結構包括后背鋼筒，所述后背鋼筒垂直所述工作井的底面設置，所述后背鋼筒與后背墻的空隙內填充C25素混凝土，避免間隙的存在，保證足夠的強度；所述機臺底座的后端與所述后背鋼筒連接，所述后背鋼筒的中心線與頂進管道的中軸線一致，能夠避免偏心受壓。

②由操作人員利用加密導線點通過聯系測量放出所述工作井內的管道中心線以及高程，利用所述高程調整所述激光經緯儀的坡度。

③出土外管采用與新建管線管徑一致的鋼管，運至所述工作井中的土體通過排土管運轉至所述工作井外。

④每節所述螺旋刀盤與每節所述出土外管的長度分別為1.0～1.5m，每頂進1.0～1.5m進行一次螺旋刀盤與出土外管的安裝連接；每節所述鋼筋混凝土管的長度為1m。

⑤先導管的第一節到達所述接收井后，在所述工作井中安裝所述螺旋刀盤與所述出土外管，所述螺旋刀盤與所述出土外管每頂進一節，所述先導管在所述接收井處拆卸回收一節，依次循環，直至所述螺旋刀盤與所述出土外管到達所述工作井。

⑥待出土外管與所述螺旋刀盤到達所述接收井后，啟動油缸回縮，將所述螺旋刀盤帶至所述工作井，在所述工作井內拆卸回收；所述鋼筋混凝土管在所述工作井每頂進一節，所述出土外管在所述接收井拆卸回收一節，直至所述鋼筋混凝土管到達所述接收井內；當所述鋼筋混凝土管到達所述接收井內時，停止頂管工作，拆卸液壓油路、拆除所述頂管機機臺、解除所述機臺底座的固定，并吊至現況地面，進行下一道管道施工。

⑦支撐架分別焊接在所述橫桿的外側，所述支撐架與所述橫桿的側壁之間還分別焊接有加強板；一對所述橫桿遠離所述先導管的一端端部連接有弧形的后背鋼筒。

所述橫桿的端部設有插接口，能夠與所述后背鋼筒可拆卸連接，緊固后，能夠為所述橫桿提供足夠的后坐支撐力，保持整個頂管過程中的穩定性。

⑧頂管機機臺的中部設有液壓千斤頂，所述頂管機機臺的外周設有用于安裝的第一安裝臂，前端設有第二安裝臂，所述第一安裝臂和所述第二安裝臂之間連接有液壓桿。

3 有益效果

①本生態綜合管廊工程微型頂管施工方法操作簡單，頂管效率高，安裝和拆卸均非常方便和快捷，頂管的準確性和安全性較好，適合城市生態綜合管廊的快速施工。

②整個施工過程操作簡單，施工節拍控制合理，施工速度快、效率高，減少了中間等待的時間，也避免了集中拆除帶來的不便。

③所述后背結構的設置能夠提供足夠的支撐強度，在頂進過程中能夠承受頂管機（千斤頂）的最大反作用力，配合所述機臺底座的固定設置，在整個頂進過程中保持設備穩定，頂的中心線始終較好的保持在同一水平線上。

④所述機臺底座的結構簡單穩固，易于吊裝和施工，自身能夠穩定水平的安裝在井底內，所述頂管機機臺也能夠穩定地安裝在所述機臺底座上，能夠保證施工工程中所述機臺底座和頂管機機臺不晃動，有利于提高頂管施工的準確性。