黄聚改
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摘要：根据《公路安全保护条例》第二十七条和二十八条的相关规定，对涉路工程项目需要进行“质量和安全技术评价”工作。以某雨水管线顶管法施工下穿公路桥梁为例，进行相应的技术评价与分析。基于此,本文对管线顶管法下穿公路桥梁安全评价与分析,仅供相关人士参考.
关键词：管线顶管法;公路桥梁;安全评价与分析
引言
随着社会经济的飞速发展，城市地下空间的开发和利用越来越受到人们的重视。顶管法施工是利用主顶油缸和中继间等的顶推力，从工作井始发掘进穿过土层，掘进机一直推到接收井内吊起。在顶进过程中，逐节拼装管道并推进，最终将管道设置在工作井和始发井之间预先设定的位置，顶管施工是一种非开挖的铺设地下管道的施工方法。顶管法施工技术属于暗挖施工技术的一种，能够做到在不开挖地表土的情况下将管道敷设完成，具有对周边环境影响小、施工便捷、成本低和安全性高等优点，得到越来越广泛的应用。
1顶管施工工艺优势
顶管施工具有十分明显的优势，具体如下：①地下顶进施工不会使道路受到破坏，对附近居民生活的影响相对较低，只需要在适当的位置开挖一部分路段即可；②对城市交通、城市运输的影响也相对较低；③管道埋深程度大，较传统方式更加具有可靠性和安全性；④施工过程主要集中于地下，产生的噪声污染较小，不会影响施工周边人们的生活和工作，不会产生粉尘污染，可以起到有效保护环境的作用；⑤施工过程无需大幅度拆迁，相对降低了施工成本，提升工程施工效率；⑥在穿过公路和铁路施工中，相对传统施工更安全。
2顶管工艺流程
顶管穿越采用的顶管机使用油压驱动，顶管机工作时产生的噪音比开槽明挖敷设管道施工的的噪音小很多，在土体达到泥水平衡后进行顶进，地面几乎不会出现沉降的现象;在公路用地范围内，穿越工作完全在地下进行，最大程度地降低了穿越过程中对地面道路正常运营的影响。
3施工期间桥梁结构安全评价与分析
3.1分析方法
目前，国内外关于施工和运营引起地层变形的预测分析方法有很多种，主要有经验法、解析法、有限元法等。为保证分析结构的合理性和可靠性，更好地反应桩基受上部结构荷载作用后引起周围土体变形，进而引起地基变形这一过程，桥梁结构安全分析主要采用MIDAS/GTSNX软件进行模拟计算。采用有限元法分析上顶管穿越施工对既有桥梁的影响。
3.2管道顶进施工准备
顶管在顶进过程当中，减阻泥浆是减小顶进阻力的重要措施。顶管前要先将设备安装调试，安设好泥浆池，泥浆池开挖可以大致按照１０ｍ×８ｍ×３ｍ尺寸，施工完成后泥浆沉淀，拌干土就近使用于绿化工程。按要求调配泥浆同时对注浆的设备进行检查。对施工供电和现场备料进行检查，供电主要对电压、接地等进行检查，备料包括胶圈、管封、烧碱和膨润土等，规划好堆土区和出土设备。市政道路工程设备可以考虑采用ＮＰＤ?５００的泥水平衡式顶管机，配套４只５００ｋＮ的千斤顶一组，主顶设备为３２ＭＰａ油泵，注浆泵的注浆速率为５０Ｌ／ｍｉｎ，砂浆搅拌机的功率为３ｋＷ。
3.3井施工
针对工程中竖井的施工，首先要了解现场地质状况，竖井的主要构成有锁扣圈梁、底板、井墙，锁扣圈梁主要采用c30钢筋混凝土作为其材料，施工现场需要对其进行浇筑；井墙的结构主要采用的是格栅钢架、锚喷、锚杆，厚度大约维持在30cm左右；底板的材料主要是由c16、锚喷，平均的厚度超过了30cm。在施工时，需要对顶管进行反复的核查，确保土体的强度能够达到工程的要求，从而能够更加准确地确定钢板和混凝土的厚度。
能否将管材顺利进行顶进最重要的步骤就在于确定准确底板和混凝土的强度。
3.4后背墙承载力计算
后背墙作为工作井主要受力部位，在护管顶推过程中，后背墙在顶推反力作用下产生压缩变形，压缩变形方向与顶推反力作用方向一致。如果顶管机停止顶进，后背墙受到的顶推反力消失，压缩变形随之消失。后背墙在顶推力作用下产生的弹性变形现象是正常的，顶推过程中，后背墙应当有足够的强度保证不被顶坏，并且产生的压缩变形不能超过容许值。
3.5施工过程分析
利用MIDAS/GTS软件在进行施工过程模拟分析时，大多是分步进行的，将每个施工步模拟结果包括荷载和体系位移等不断累加到下一个施工阶段，最终体现在最后施工阶段条件施加后产生的影响作用。施工步是指一个相对完整的施工阶段，每一次顶进开挖视作一个施工步。结合顶管施工过程，模拟顶管施工单次循环顶进2m。
4管道顶进施工的处理措施
4.1对施工中的顶进线路要进行科学地控制。
具体操作方式要利用相关设备，并按照正确的操作方式进行施工，要保持一定的预见性。为了确保管道的设计思路是按照高程和顶进方向进行设计的，那么就要在开展顶进的过程中利用相关的工具持续地测量高程方向，通过不断地测量将出现的偏差进行调整，然后根据反馈的情况，再对千斤顶进行纠正，从而使机头的方向得到相应的调整，最终实现控制顶进的方向，使得工程设计的管道能够沿着轴线进行顶进。
4.2材料准备
在开工前要以现实需要为依据规划施工材料计划，确定材料供应商并对材料的各方面严格检查，防止施工质量受到问题材料的影响。对市政管网工程来说，管材用重型钢筋混凝土排水管，为保证顶进施工的连续以及管道线路的完整，采用F型顶管管材，在各管道接口处加入橡胶圈，避免渗漏现象发生，同时有效起到缓冲效果，避免顶管时出现管道损坏现象。充分考虑施工长度，来确定顶进管的长度，虽然长管可以减少安装次数，然而却很难把控，且易在施工时出现管线偏离现象，因此要采取短管施工，将顶进管控制在5米的长度较为方便。
4.3路面塌陷处理措施
①将出现塌陷部位路面挖除，做好相邻位置路基支护，然后将塌陷处路基挖掘至顶进管道的管顶，再从管顶部位分层回填分层压实至现有路基顶部。按原有结构层铺筑道路底基层、基层，最后按原路现状恢复路面。②用导管顺管道顶进方向钻孔，钻至管道顶部路面塌陷部位。导管孔径60～100mm，孔距控制在500～1000mm。向导管内灌注细砂水泥砂浆，填充因管道顶进时土体受到扰动后坍塌形成的空洞，起到稳固路基的作用。待水泥砂浆达到终凝时间，路基被加固稳定并经过沉降观测满足要求后，挖除塌陷部位路面结构层，处理塌陷处路基，再按原路现状恢复路面。
结束语
通过分析，施工期间对桥梁结构存在一定的影响，为了保证桥梁结构的稳定性，应对管线穿越影响范围内的地面沉降、桥梁位移、桩基轴力变化等均应进行动态监测工作，如变化值达到预警值，应立即停止施工，并分析原因，采取有效的补救措施及时处理。通过采取补救措施，可以预防和减少施工对公路、公路附属设施质量和安全的影响。
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