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滑入式承压管线球墨铸铁管微顶管施工工法

1前言

随着我国经济和城市建设的快速发展，城市基础设施逐渐完善，

其中各类地下管线的铺设与改造，在城市基础设施的建设中扮演了重

要的角色。在进行城市地下承压管线铺设和改造过程中，遇到不可破

坏的公路、建筑物、河流等障碍是不可避免的，如果管线绕行或破坏

建筑物等，将会大大的增加施工难度和施工成本。

承压管线对管道安全性和使用年限要求较高，管材选型时对玻璃

钢夹砂管、钢管、球墨铸铁管等适用管材进行了相应比选。目前市场

上玻璃钢夹砂管质量良萎不齐，在满足设计要求的前提下，价格远高

于钢管和球墨铸铁管；若采用钢管进行顶管法施工，顶进中易损伤钢

管外壁3PE防腐层，在潮湿环境下发生电化学腐蚀，影响管道的使

用年限，运行安全性没有保证，不宜在顶管施工中使用；钢筋混凝土

管材自重太大，接口密封安全性差，容易出现接口渗漏的情况。

鉴于上述既有现状，采用球墨铸铁短管代替传统管材，研发出滑

入式承压管线球墨铸铁管微顶管施工技术，其滑入式柔性接口、外涂

锌涂层+水泥保护层+环氧密封层，配合微顶管施工工艺，很好解决了

管线敷设开挖难、空间有限等最后一公里管线的短板问题。不仅提高

了工程施工有效性、精度，同时避免了对地上建筑、构筑物的破坏，

顺利完成地下进行小口径管线铺装施工。

2工法特点

2.0.1采用球墨铸铁短管

相比夹砂管、钢管等顶管管材，采用球墨铸铁短管，有一定的纠

1.5°

偏能力，单向最大偏转角为，且接口密封性好，具有耐蚀性能好，

不易结垢，抗沉降性好等优点，很好满足承压管线应用要求。

2.0.2工作井占地小

DN300~DN500工作井占地面积只需4.6m²，不需要支护，直接

用特制专用设备制井，最大深度可达15m，对交通影响小，减低相应

配套协调工作。

2.0.3周边环境影响小

采用压密式、螺旋切削式出土，出土极少，对原状地层扰动较小，

不易沉降变形，对周围的构筑物和管线影响较小。

2.0.4成本低

省去管线搬迁、路面破碎、支撑、沟槽开挖、出土、回填及路面

修复等多项工序，施工成本低。

2.0.5管线敷设精度高

在导向头内部有激光发射靶，其所发出的激光信号被后端的激光

经纬仪所接收，并上传至电脑中显示。发射靶上有若干靶点，激光经

纬仪始终对准发射靶上的中心靶点，若顶进过程中偏移了中心靶点，

可通过旋转导向头来调整顶进线路，管道铺设误差可控制在±2cm内。

3适用范围

本工法适用于土层为粘土层及砂层，DN300-DN800mm，短距离

≤100m

（）的承压管线敷设工程，尤其适用于周边环境及既有管线保

护需求较高的管线铺装工程。

4工艺原理

在工作坑中，利用机械内部液压机，将导向管按照设计轨迹推进

贯通，然后通过导向管作为导体，在末端安装钻头和配套的出土螺旋

钻杆及钢套筒，利用机械内部钻机转动钻头，推进出土螺旋钻杆及钢

套筒将钻头切削下来的渣土导出，贯通后将出土螺旋钻杆抽出，最后

顶进专用球墨铸铁管材替换出钢套筒，完成管线铺装。

顶管施工时，需在管线两端设立两个工作坑，工作坑尺寸根据管

道的直径和长度，以及顶管掘进机的大小而定。顶管施工设备主要由

钻掘系统、激光导向系统、顶进系统。

球墨铸铁短管采用滑入式T型柔性连接接口+防脱胶圈，胶圈两

种硬度的胶料组成，安装后与插口管道接触的软胶部分被压缩，具有

密封性能。与承口接触的硬胶部分起固定作用。防脱橡胶圈内含有一

定数量的不锈钢齿固定在硬橡胶圈内，安装时和管道内壁产生摩擦力

抗拒轴向张力，防止管线后期运营过程中滑脱。

图4.0.1顶入导向管三维示意图

图4.0.2安装配套的出土螺旋钻杆及钢套筒三维示意图

图4.0.3管道结构示意图

1-环氧树脂层（减阻）；2-胶圈；3-T型球墨铸铁管接口；4-防脱胶

圈硬胶层；5-水泥防护层（耐磨）；6-胶圈固定钢齿；7-防脱胶圈软