2016年以前，前海桂湾河还是一条臭气熏天的排洪纳污沟，水环境景观与“前海水城”的定位格格不入。近年来，前海以打造“前海水城”为核心理念，持续推进各项治水提质任务落实，水城建设成绩令人瞩目。
如今，桂湾河水质已清澈见底，周边生态也在悄然恢复，草木葱茏，白鹭嬉水，银波浮动，碧水涟涟，犹如一条柔和静美的丝带，轻盈地穿过前海合作区注入前海湾。
如何让河水变清澈？桂湾河修建这条管有大作为。
一
工程概况
修建补水管道，实现向桂湾河补水
前海桂湾河水质改善工程（尾水利用）项目修建Dg800mm补水管道，将南山水质净化厂的尾水补给至三号明渠闸口处，实现向桂湾河补水，解决桂湾河水动力不足以及雨后水质恢复慢等问题。
其中，J27-PN5段补水管道需穿越现状前湾一路，为避免管道施工破坏道路，该段采用顶管施工。顶管全长149m，设顶进井、接收井各1座，井身采用旋挖灌注桩作为井壁结构，尺寸为5m（宽）×7m（长）×10m（深），管道埋深为9.6m。顶管施工的主要设备为Φ800mm泥水平衡顶管机，穿越地层为淤泥和黏土地层。
二
顶管施工原理
一种非开挖敷设地下管道的施工技术
顶管机原理
顶管施工作为一种非开挖敷设地下管道的施工技术，其施工原理主要是从地面开挖两个基坑井，通过主顶千斤顶的顶进，推动管道从始发井预留口穿出，穿越土层到达接收井的预留口边，然后通过接收井的预留口穿出，形成管道的施工。
三
主要施工工艺
顶管井施工+管道顶进施工
顶管施工平面示意图
顶管施工主要分为顶管井施工和管道顶进施工两部分。
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管井主要施工工艺
施工流程
灌注桩施工→高压旋喷桩→桩头开挖清理→冠梁施工→工作井施工→底板施工→背墙施工。
顶管工作井平面图
本项目设顶进井、接收井各1座，尺寸为5m（宽）×7m（长）×10m（深），井身采用旋挖灌注桩作为井壁结构，为确保施工质量，需做好以下措施：
1
灌注桩采用旋挖法
桩径Φ800mm，桩距1000mm，施工过程中需着重控制好桩位，轴线和垂直轴线方向偏差均不宜超过50mm，垂直度偏差不宜大于0.5%，施工完成后采用低应变动测法对桩身质量和完整性进行检测，确保井壁结构质量。
旋挖灌注桩施工示意图
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旋喷桩止水帷幕采用三管法
桩径Φ600mm，桩距400mm；施工过程中应严格按照设计要求控制水泥掺入量、浆液水灰比、工作压力、提升速度等参数，确保旋喷桩止水效果。旋喷桩施工完成后在基坑范围槽底以下5m分别设置降水井和观测井进行止水效果检查，降水井和观测井水位差24小时内可维持在10m以上。
02
顶管主要施工工艺
▶︎施工流程
测量放样→井下导轨机架、液压系统、止水圈等设备安装→地面辅助设施安装→顶管掘进机吊装就位→激光经纬仪安装→掘进机出工作坑→正常顶进→顶管机进接收坑。
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顶管机及管道吊装工艺流程
吊机选择→吊装前各项准备→吊装设备检测→落实各项安全保证措施→试吊→吊装。
2
顶力计算
根据顶管机及管道参数进行顶力及后背墙计算，为了保证顶进质量和施工安全，施工时应进行后背的强度和刚度计算，确保满足要求。
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泥浆系统
•触变泥浆有两个作用，一个是减摩作用，另一个是控制沉降作用。
•在顶进过程中，通过压浆环管向节外壁压注一定数量的减摩泥浆，以减少管节与土体间摩阻力，起到降低顶进阻力的效果。
4
洞口止水装置安装
本工程采用钢扎兰盘根止水装置。当顶管机机尾离开工作井壁后，调整洞圈止水装置中的压板位置，以防止土体从间隙中流失而造成地面的塌落，殃及周围的构筑物和地下管线的安全。
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顶进施工
顶进前准备
•洞口支护桩凿除；
•洞口处理及止水设施安装；
•轨道、基座安装完毕；
•主顶、后背设施的定位及调试验收合格；
•顶管机吊装就位、调试验收合格。
泥水平衡顶管施工示意图
顶进施工
•顶管机在进洞后的前20m作为顶进试验段。
•通过试验段顶进掌握顶管机在地层中的操作方法、顶管机推进各项参数的调节控制方法；
•掌握触变泥浆注浆工艺；
•测试地表隆陷、地中位移等，并据此及时分析在不同地层中各种推进参数条件下的地层位移规律以及施工对地面环境的影响，并及时反馈调整施工参数，确保全段顶管安全顺利施工。
顶管顶进示意图
正常顶进
•正常顶进时，开挖面土体经大刀盘切削，通过螺旋机输送入倾土水槽，搅拌后通过输送管道采用泥水方式输送至地面沉淀水槽，泥水经过沉淀后排出，清水通过回流管道输送至倾土水槽重复利用。
•一节管节顶进结束后，缩回主千斤顶，吊放下一节管，安装完成并检验合格后再继续顶进。
•在顶管施工中配合监测信息的分析，及时调整土压平衡值，同时要求坡度保持相对的平稳，控制纠偏量，减少对土体的扰动。
•根据顶进速度，控制出土量和地层变形的信息数据，从而将轴线和地层变形控制在最佳状态。
出洞接收
•顶进至距接收坑6m范围为出洞段，包括顶管机姿态的复核测量，以确保顶管顺利出洞。
•在顶管机切口进入接收坑土体进洞加固区后，立即调整机头姿态，使其与顶进轴线相平行。同时适当减慢顶进速度，加大出土量，逐渐减小正面土压力，以保证洞口处结构稳定和顶管机设备完好。
•顶管机大刀盘刀尖推至距地下连续墙10cm处，停止顶进，在接收处洞圈外开观察孔，确认情况良好后，继续顶进顶管机，推至机壳边与洞圈内边同一平面处停止顶进，进行洞圈封堵，减少水土流失。
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顶管机姿态控制及纠偏
•当测量结果超出允许范围外，就要进行纠偏。形成误差后不可立即将已顶好的管道校正到位，应缓慢进行，不能猛纠硬调，以防产生相反的结果。
•考虑到前海地区为填海区域，地下填石层分布不均匀，施工过程中存在可能遇到较大石块的情况，为保障工程顺利进行和安全文明施工，项目施工团队将顶管机切削刀盘替换为新型碎石刀盘，彻底解决了泥水平衡式顶管遇大石块无法顶进的难题。同时也为后续类似工程的质量、技术管理提供了参考和借鉴。
•项目始发井及接收井均建设于绿化空地上，施工范围采用生态围挡进行施工围蔽，大大减少了对前海展示厅周边生态环境及前湾一路交通的影响。
•工程建成后，通过补水使桂湾河常年水质主要指标达到《地表水环境质量标准》V类标准。
左图为“切削刀盘”，右图为“新型碎石刀盘”
通讯员：基建事业部 蒲少杰 黄华 安全质量部 王志强
编辑整理：胡洁贞
校审：姜媛媛 朱斌
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