目前我们国家正在实施污染防治攻坚战，而水环境治理是其主要战场之一，特别是黑臭水体治理，雨污分流治理等工程需要在城市建成区新建大量污水管线。而城市建成区新建污水管线需要破解环保要求高、占地拆迁困难、地上构筑物众多，地下管线复杂等特点，多选择顶管施工工艺，而二次工法的微型顶管施工工艺因本身先进性在此类污水管线施工中优势较为明显。本文结合实例从二次工法的微型顶管的原理、和其他工艺相关对比以及相关施工心得对其应用进行探讨。
一、微型顶管（二次工法）工艺简介
微型顶管主要包含泥水平衡、螺旋钻机和地箭式三种，技术均起源于德国，其中地箭式国内亦称做二次工法。其技术原理：首先利用液压装置将前导管按照设计轨迹推进贯通，然后安装出土螺旋管，在出土螺旋管末端连接切削机头并将拟铺设的管道同时顶进，完成管道铺设。具体施工工艺如下：现场勘测→开挖工作坑→安装加固后靠背→架设机台→安装激光经纬仪→顶进导向杆→外套钢管及出土螺旋管安装→安装切削机头→混凝土管顶进
（一）设备安装
工作坑施工完毕，采用汽车吊将微型顶管机吊运至工作坑底，根据管道中心轴线安装推进机台底座及机台，将机台与顶进坑底板固定牢固。
（二）激光经纬仪定向
在中心点线上安放激光经纬仪，利用已知高程，调整激光经纬仪坡度，使激光经纬仪按照设计坡度投影至导向杆上，经纬仪是在导向杆顶进时进行观察调准的作用。
（三）导向杆顶进
导向杆采用D=104mm双臂中空钻杆，每段长度1m，通过激光经纬仪定向以及电子纠偏显示屏操作，可精确按设计坡度进行顶进，顶管机顶进一节导向杆后回缩，安装下一节导向杆，直至导向杆到达接收坑。
（四）出土钢管顶进
出土钢管采用与污水管线管径一致的钢管，待导向杆到达接收井后，安装出土外管，出土外管顶进的同时安装螺旋刀盘，螺旋刀盘与导向杆后端连接密实，通过扭力进行土体切割，切割的土体通过螺旋刀盘运出至工作坑。每节出土螺旋刀盘与出土外管长度1.0米，每顶进1.0米，进行一次出土螺旋刀盘与出土外管的安装、连接。连续不间断施工，直至螺旋刀盘以及出土外管到达至接收坑。
（五）钢筋混凝土管顶进
螺旋刀盘与出土钢管距离接收坑剩余l-2m时，在工作坑安装转换节，转环节一端与出土外管连接，一端与混凝土管承插连接（混凝土管每节长度1m），然后顶进，水泥管在工作井每顶进一节，出土外管在接收井拆卸回收一节，依次循环，直到机头进入接收坑内，完成整个顶管施工。
二、微型顶管（二次工法）工艺特点
（一）施工占地小，工作坑结构形式灵活
顶管工作坑可布置为圆形或方形，工作坑内空尺寸4*4m即满足顶管要求，在条件受限情况下也可采用直径3m的工作坑，其施工占地面积约为4*15m，相比传统顶管工艺减少占地一半以上。工作坑支护形式可采取倒挂井壁锚喷结构、沉井结构、沉管结构、钢板桩结构以及螺旋支护结构等等，因地制宜灵活多变。
（二）施工速度快，施工精度高
折算每台班顶进速度在10~15m/d，每井段施工在5d左右，施工速度较快；由于导向杆钻头为斜面，斜面背后有测量标靶，通过工作坑内的激光经纬仪观察钻头中心的光源镜面标记，扭力转动控制箭头方向，使得激光点始终照射到光靶中心，时时调整，故管道铺设精度较高，每井段轴线及高程偏差控制在±2cm之内。
（三）施工沉降小
顶导向杆及钢套管全部采用挤扩顶进，顶管机头外经与污水管道同径，不存在超挖，故顶管施工后沉降趋向零，施工沉降非常小。
（四）施工污染小
顶管过程不采用泥浆，顶管完成也不需要泥浆置换等等，故施工过程中污染小，利于环保。
三、污水管线几种施工工艺对比
由于污水管线普遍埋深较深，管径较小，目前大量工程处于城市建成区域，施工环境较差。开槽施工因涉及拆迁、改移量较大，前期投入；对周围人民工作和生活干扰大，对交通、环境、周围构筑物基础有一定破坏和不良影响，同时不适用于像穿越河流、高速公路、铁路等施工。而拉管施工因为其施工偏差大，轴线高程难以控制，不适宜应用于污水管线大量施工应用。一次工法微型顶管即泥水平衡法对地质要求较高，不能存在砂卵石和杂填土，且以泥水压力来平衡土压力和地下水压力，又以泥水作为输送弃土介质，不利于环境保护等。经上述对比发现，二次工法的微型顶管因本身设备先进，施工速度快，质量保证率高，环境扰动小，施工占地小等优点，适合小口径顶管施工大量推广应用。
四、具体运用中经验总结
在笔者参与的聚焦攻坚水环境治理项目中石景山区和丰台区污水管线建设中共运用微型顶管施工工艺施工管线2.5km，其中穿越河流5处，穿越道路4处，穿越燃气等重要构筑物3处。工程全部顺利完成，相关占地拆迁费用低于其他施工工艺，施工对环境及周围居民影响较小，穿越的道路及重要现况管线均沉降监测均远小于允许值。通过全程参与工程实践，总结出以下几点注意事项。
（1）微型顶管（二次工法）适用管径为D=300~600mm，管材为改进型钢圈混凝土管，1米/根，需要提前确定货源。
（2）微型顶管（二次工法）顶距不宜超过60m，最佳顶距为45m以内，超长顶距会导致钻进扭矩不足，进度缓慢甚至无法完成贯通。
（3）微型顶管（二次工法）适用土层为粘土层及砂层，当遇卵石粒径不大于8cm，含量小于30%的砂卵石地层可谨慎使用。卵石粒径较大或存在较大漂石、块石的地层不适用此工艺。
（4）在地质条件较好的粘性土层且顶管坑周围无重要构筑物情况下，微型顶管配合螺旋钢板支护基坑施工效率最高，40m左右井段工作坑和顶管施工一般不超过7天。
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