一、工程概況
　　某市污水管線工程，管線埋置深度 6.5～9.5m，原采用明開施工，將伐移樹木近 500棵。經與業主、設計、管理、監理單位協商將K4+300～K5+450 段污水明開施工變更為NPD泥水平衡覫600 機械頂管。 采用內徑600mm，壁厚 8 cm的管材。該工程分兩步完成，先進行235.3m試驗段施工，然后，根據試驗數據進行其余部分的施工。
　　根據《工程勘測報告》，該工程污水管道所處地層為新近沉積的圓礫②層，細砂、粉砂②1 層，粉質黏土、重粉質黏土②2 層，砂質粉土、黏質粉土②3層，第四紀沉積的砂質粉土、黏質粉土③層，粉質黏土、重粉質黏土③1層，黏土、重粉質黏土③2 層，砂質粉土③3 層，粉砂、細砂③4 層，粉質黏土、重粉質黏土④層。 該段大部分落在粉土層，局部有粉細砂層夾層。現場勘探期間，鉆孔內揭露到兩層地下水：第1層地下水靜止水位標高28.34～31.10m(埋深3.00～6.20m)，地下水類型為潛水;第2層地下水位標高 17.42 m(埋深16.2m)，地下水類型為承壓水。
　　二、工程難點分析
　　1、小口徑泥水平衡頂管法施工在該地區施工少，可借鑒經驗少;2、由于管的內徑小，無法用人工測量校正因管內溫度、濕度變化引起的偏差，故對測量儀器的可靠性要求高;3、泥水平衡頂管施工的設備比較復雜，各部分之間相互聯系、相互制約的程度比較高;4、由于該工程沿線地下有公用設施，保護有困難;5、泥水平衡頂管法需配置泥漿，泥漿的處理較難。
　　三、該工程主要施工技術分析
　　1、 施工工藝流程
　　2、 施工降水
　　泥水平衡頂管施工，只對頂進工作坑與接收坑進行降水。根據該處地質及地下水位情況采取管井或輕型井點降水。該工程地質情況復雜，污水管線基本處在粉質黏土、粉質砂土及夾砂層內，地下水位較高。當頂坑位置出現黏土滯水層，上部產生流砂情況時，頂坑采用負壓真空輕型井點降水，井點布置為頂坑四周外1m處，間距1.5m布設井點，該方法降水效果較明顯。對于土層較為均勻，不具備出現流砂情況的地段采用管井配合頂坑內集水井降水。降水管井在頂進工作坑外布置3個，距坑邊1.5～2.0m，工作坑內設置1個;在接收坑外布置2 個。降水管井使用反循環鉆機成孔，成孔直徑D=600mm，無砂管直徑D=380mm，深度12～14m。
　　3、頂進工作坑
　　(1)工作坑開挖與支護。頂進工作坑開挖尺寸7m*3.5m，占用面積 10m*30m;接收坑開挖尺寸4.5 m*3 m，占用面積10m*10m。頂管工作坑與接收坑均采用錨噴與工字鋼圈梁聯合支護。
　　(2) 工作坑處理。a.工作坑出洞止水處理。錨噴護壁時，根據設計高程預留出洞洞口。必要時，錨噴后在洞口注漿，然后設置止水墻;雙向頂坑有后背墻不設止水墻，最后安裝止水裝置;b.工作坑封底。頂進工作坑開挖支護到設計管底+管壁厚+機頭導軌高后，按要求配置底板鋼筋，預埋導軌、設備的地腳(螺栓)，地腳與底板鋼筋網焊接，然后澆筑 C20 混凝土，并預留集水坑、槽。c.頂進工作坑后背。底板混凝土澆筑后，按要求配置后背鋼筋網、立模。后背模板要保證與管道軸線(雙向)垂直，后背墻內預留洞口，并設置止水、小導軌等裝置。
　　4、設備安裝。工作坑施工完畢后，為機頭進、出洞安全，對井外機頭穿越附近地層有選擇地進行注漿等加固處理。 頂進起重系統的電葫蘆在工作坑施工過程中安裝。
　　工作坑底板施工完成后，安裝導軌及調節支撐、主頂油缸及其支架、鋼后背、主頂油泵站等。導軌安裝時要反復校核高程及中心線，安裝后將頂進管放于導軌上，調試“O”形頂鐵的環形圈使其與頂進管相適配。U形頂鐵也放于導軌上調試，使其行走自如。 安裝鋼后背時注意使其與中心線垂直，并考慮拆除。做好出洞止水裝置后，就可在導軌上安裝機頭，然后將操作臺的各種線路與其連接好，并做聯機試運轉。 在坑內頂進中心線上的主頂油缸旁設置一個架設激光經緯儀的永久性專用底座，以便在頂進過程中隨時進行監測。
　　5、 泥水式頂管施工
　　(1) 機頭出洞及初始頂進。聯機試運轉正常后，在止水裝置內設置小導軌，小導軌的中心軸線及高程要滿足工程要求。啟動主頂油缸將機頭慢慢推過止水裝置，接著推入小導軌上，直至刀盤與土體相接觸。有必要時設置防轉裝置及止退裝置。上述工作完成后，啟動泥水系統設備將泥漿或清水依次進行機坑旁通循環、管內旁通循環、泥水艙循環，使壓力達到設計值。此時啟動刀盤旋轉按鈕，使之旋轉切屑土體，接下來啟動主頂泵站電機，主頂油缸伸出，刀盤扭矩會由小增大，這時應隨時根據刀盤扭矩的大小調整主頂泵站泵的流量、泥水系統泥漿的流量，使機頭在頂進中保持刀盤扭矩在額定范圍內。另外，操作人員根據激光指向儀的光點及傾斜儀顯示數隨時掌握糾偏趨勢。當頂進1個頂鐵長度時，續加1個頂鐵，再重復前述頂進過程，直至機頭尾部到達續管處。完成上述工作的同時，做好測量、頂進記錄，并隨時進行不利因素監測。機頭出洞過程不能比照正常頂進，不能急于求成，以至損壞機頭或使機頭偏離軸線太多或出現大量涌砂、涌水等現象。當然，出洞前應作好應急預案。
　　(2)續接頂進。當機頭尾部被頂到導軌前端續管處后，就可進行續接管頂進。
　　(3)機頭進洞。機頭距接收坑10m遠時，鑿開進洞口上的錨噴墻。
　　(4)拆除。拆除工作一般在管內、管外同時進行，管內主要拆除各種管線，管外拆除設備。
　　(5)施工參數計算(見表 2)
　　表2 頂管施工參數計算表

項目	公式	參數說明	結果分析
管口承載力	Nmax=[σ]×As	P為設計最大頂力，取4000kN；Nmax為管口最大軸心壓力kN；[σ]為管的軸心設計受壓強度，取75×103kN/m2 ；As為管口受力面積，m2	Nmax=12811.2kN>1.4P，即管口承壓安全
頂力	F=F0+πBctaL	F為總推力kN；Bc為管外徑，m；L 為推進長度，m，此處取110 m；F0為初始推力，Kn；F0 =（Pe+PW+Δp）×0.25×π×Bc2；ta為管子與土之間的剪切應力，kPa；ta=C′+ σ＇μ＇	F=588.2kN<P，即主頂油缸頂力滿足要求
后背墻 承載力	Fa=Pa×S	Pa為被動土壓力強度，Pa=γhtg2（45+ Φ/2）；γ為土的密度，kN/m3；h為坑深度，取5 m；Φ為土的摩擦角；S為承受后背壓力時后背墻的面積，S=b×h；b為坑的寬度，取3.5 m	Fa=4725kN>P，即后背墻采用3.5m×5m 混凝土墻可滿足要求

　　6、 施工中易出現的問題及應對措施
　　(1)管道軸線偏差過大。解決措施：a.施工前對管道通過地段的地質情況認真調查。b.通過儀器指導糾偏，糾偏按照 “勤測量、勤糾偏、小量糾”的原則進行操作。c.加強后背施工質量控制，確保后背平整、不發生位移以保證頂進設備安裝精度。d.頂進中隨時繪制頂進曲線，以利指導頂進糾偏工作。
　　(2)對建筑物及地下管線保護。a.對重點部位進行提前預注漿。 該工程與多條現況地下管線交叉，另有一臺變壓器距管道中線3.5m。確保管線及變壓器等結構的安全避免道路沉降，對重要管線兩側及變壓器四周提前進行地面注漿(水玻璃)。b.為能隨時掌握線路兩側受施工影響較大建(構)筑物及路面變形情況，施工期間對變壓器及現況道路進行變形監測，布設變壓器沉降監測點4個，道路沉降監測點2個。
　　(3)頂力突然增大。a.嚴格執行“勤測量、勤糾偏、小量糾”的操作要求，使管道軸線偏差控制在允許范圍內;b.按不同地質條件配置適宜的泥漿，保證足量的泥漿儲備與循環;c.施工前對頂進設備進行認真的檢修保養;d.停頂時間不能太久，發生故障及時加以排除。
　　四、結束語
　　本文筆者主要結合實際工作案例，分析了泥水平衡頂管施工技術的主要工藝流程，以及在施工中容易出現的問題及應對措施，為相似工程提供有益的參考。
　　參考文獻
　　[1]王銳，游宏，巨鎖基.公路水泥混凝土路面設計規范中的基層問題[J].公路與汽運，2004.
　　[1]王德新，周亮.頂管工程[M].北京：中國建筑工業出版社，2007.
　　[2]徐昂都，頂管技術要點分析[J].水運工程，2006.