1.13 硬岩顶管施工技术

1.13.1 适用条件和范围

该技术适用于岩层强度不大于80MPa、地下水丰富地段，尤其适用于临近既有建（构）筑物且不适合明挖的工况。

1.13.2 技术要点

采用岩层顶管机，借助于主顶油缸的推力，将运转的岩层顶管机从工作井中沿轴线方向不断推进到接收井，同时，管道紧随岩层顶管机后进行敷设，是一种非开挖管道的施工方法。其中，岩层顶管机的刀盘通过电动机带动小齿轮，然后将产生的扭矩传动到设在中心的大齿轮上。大齿轮与主轴及轧辊连接成一体。工作时，顶管机刀盘在一边旋转切削岩层的同时一边作偏心运动把石块破碎。被破碎的石块进入顶管机的泥浆仓，然后从排浆管中被排出。

岩层顶管机机头是合金材料，切削能力强，机头面积和掌子面面积相等，保证了机头和掌子面同时推进且可以24h不停施工。通过全站仪发出不可见光，机头内部的十字板接受光源后，把掘进的轴线与高程反馈到中央控制台进行实时纠偏。机头在固定的轴线上掘进，不会扩大掌子面扰动周围土层。

主要设备包括硬岩顶管机、中央控制台、主顶油缸、进水泵、排泥泵等，见图1-21。

1.13.3 施工要求

硬岩顶管施工流程与过程如图1-22、图1-23所示。施工中还应做好泥浆管理、纠偏控制及顶管结束后的注浆充填等工作。

初始顶进在顶管工作中起着很重要的作用：一要穿过工作井洞口，在这过程中保证洞口结构不被破坏；二要保证高程、中心偏差最小，为正常顶进打下良好的基础；三是顶进时要进行速度控制，机头入洞阶段速度控制在30～50mm/min，此阶段的重点是找正工具管中心、高程，将偏差控制在±5mm之内，所以速度不宜太快。同时，应检测进排浆系统是否正常。

挖掘面稳定是确保岩层顶管施工顺利进行的关键。管道纠偏是顶管工程中的一道关键控制环节，工具管在工作面围岩的压力和后续顶进设备的推理作用下很容易发生偏移，如果不及时对工具管进行纠偏处理，顶进形式的偏差将会全部留在敷设后的管道上。因此，顶管施工过程中的纠偏实质上是对工具管的纠偏。

顶管工序结束后，进行水泥浆充填，最大限度地消除因顶管施工造成的地面沉降问题，水泥浆充填可以有效地补偿顶管管外侧空隙部分，从而达到管体外侧土体密实的效果。填充完毕后，做好施工记录，并保存有关资料。注浆泵可选择脉动小的螺杆泵，流量与顶进速度相匹配。

技术应用依据：《给水排水工程顶管技术规程》CECS 246、《硬岩顶管机施工工法》SDSJGF 732—2017。

1.13.4 实施效果

岩层顶管施工技术具有自动化程度高、操作简易、精确度控制好、节约资源、施工进尺较快等优点，有效解决了工期紧的难题，能够满足施工要求，减少对周边环境的扰动，减少土石方外运的能源损耗和排放，避免破坏生态环境，符合绿色施工理念。

1.13.5 工程案例

墨水河龙泉河综合整治工程污水管线施工工程位于山东省即墨市，顶管长度近5000m，管道埋深7.06～7.53m，周边商铺较多，同时附近建筑物年限较长，抗扰动能力较弱，两边街道直线距离仅为16m左右，地层抗压强度等于80MPa。中交一公局集团有限公司于2016年5月—2017年12月采用硬岩顶管施工技术，施工操作简易，精确度控制好，完全满足了质量要求，节约了资源；施工进尺较快，有效解决了工期紧的难题，满足了施工要求，赢得了社会各界的好评。