淺談市政工程中頂管技術的應用

田茹

（陜西省商洛市公路局，陜西 商洛 726000）

頂管技術是屬于非開挖技術的一種，非開挖的意思就是利用安全和經濟的方法來進行施工，少挖和盡量不開挖來替換或者進行打下管道的鋪設。這種技術隨著優點眾多已經在國外大量使用，國內也開始逐漸使用。本文以頂管技術在實際操作中的技術問題進行舉例討論，希望施工人員注意，并且和同行共同探討。

1 頂管施工的特點

頂管法相比開挖敷設擁有眾多優點，它不需要挖開地面便能夠到達地下所以它又叫做非開挖管道敷設技術。它不但能夠減短工期降低成本還能減小噪音污染，降低粉塵，減少對施工地區路面的破壞和對該地區的交通干擾，屬于真正的無污染、高效率的施工技術。因為頂管施工在實踐操作中具有多方面優點，所以自市政管線工程中得到大量的運用。總體來說，它的優點是：施工面從點變成到了線，縮小了占地面積；在施工的同時不會再對交通產生干擾；不再給施工城市人們的出行和生活帶來困擾；不會損壞現有管道和建筑物：可以在很深的地下或水下敷設管道，可以安全穿越鐵路、公路、河流、建筑物，減少沿線的拆遷工作量，降低工程造價。

2 頂管技術施工應用分析

2.1 頂進管的選擇

頂進管一般選用鋼筋砼管，如沒有腐蝕要求可選用鋼管。鋼筋砼管的規格設計、配筋和應力驗算應遵守有關鋼筋砼的標準和技術規程，特別是有關鋼筋砼管的標準和技術規程。

①頂進管直徑的選擇：通常情況下頂進管的直徑選擇先要確定工程的性質和工程的需要來選取頂進管內徑然后分析頂進管所受的荷載來進一步確定砼管的配筋及壁厚從而可以確定了頂進管的外徑。通常情況下管內徑要大于500mm，因為在頂管工程的地面上還需要一些挖土工人。

②頂進管長度的選擇：頂進管的長度對頂管過程的可控性和經濟性有很大的影響。在直線推頂的情況下使用長管可以減少裝管的次數，取得良好的效果，但是也擁有一定的缺點伴隨著管的長度不斷地增加，萬一管和原來的路線出現了偏差，要使它回到原定路線中去會造成很大的困難比使用短管要困難的了。所以通常情況下建造頂壓坑的同時要加大它的長度所以造成挖坑、支護、回填、修復的花銷也隨之增加了許多。

2.2 頂管施工的前期準備

①現場平面布置：在進行施工要前期進行要進行一系列的布置列如是起重設備、自動控制室、料具間、管片堆場、拌漿棚及拌漿材料堆場、注水系統、棄土坑的布置等。始發工作井內安裝發射架、頂管機、前頂鐵、主推千斤頂、反力架等頂進設備，工作井邊側設置下井扶梯供施工人員上下；

②項管機進、出洞處以及后靠土體加固：為確保頂管機出洞的絕對安全，需對后靠土體及進、出洞區域土體進行高壓旋噴樁加固。為防止頂管機進、出預留洞導致泥水流失，并確保在頂進過程中壓注的觸變泥漿不流失，必須在工作井安裝止水裝置。

2.3 頂管施工的工藝

頂管施工通常又被稱作是頂進法施工，它是用頂進設備將預先預備好的橢圓形或圓形構造物慢慢的頂入路基中去，用來構造通孔。頂管施工需先在確定的管段之間設置工作井和接收井，然后在工作井內安裝推力設備將導軌上的頂管機頭推入土體，由機頭導向，將預制的鋼筋混凝土管向前頂進，前端土體通過工作井運出，最后完成管道鋪設。

2.3.1 頂管井的設計

頂管井有兩種不同的類型，分別是工作井和接收井。頂管井的建造結構擁有很多類型但是通常是使用鋼筋混凝土結構。工作井又有著單孔井和單排孔井的結構形狀。前者的形狀有很多類型例如：圓形、正方形和矩形，而后者一般都是矩形，不同的形狀擁有不同的結構受力性能從高到低是圓形到正方形到矩形。

2.3.2 頂管施工工序

①穿墻：打開穿墻悶板將工具管頂出井外，并安裝穿墻止水裝置，主要技術施工措施如下：

1)穿墻管內填夯壓密實的紙筋粘土或低強度水泥粘土拌和土，以起到臨時性阻水擋土作用；

2)為確保穿墻孔外側一定范圍內土體基本穩定并有足夠強度，工作井工具管穿墻前，對穿墻管外側采取注漿固結措施；

3)穿墻前對可能出現的問題進行分析并制定相應處理措施：

4)悶板開啟后迅速推進工具管，同時做好穿墻止水，本工程采用止水法蘭加壓板，中間安入20ram厚的天然優質橡膠止水板環，要求具有較高的拉伸率和耐磨性，借助管道頂進帶動安裝好的橡膠板形成逆向止水裝置，應防止因穿墻管外側的土體暴露時間過長而產生擾動流變。

②頂管出洞：在頂管作業作業中頂管出洞是一個很重要的技術問題，頂管出動的意思是頂管機和第一節管子從工作井中破出洞口封門進入土中。開始正常頂管前的過程，是頂管技術中的關鍵工序，也是容易發生事故的工序。為防止管線出現偏斜，應采取工具管調零，在工具管下的井壁上加設支撐，若發現下跌立即用主頂油缸進行糾偏，工具管出洞前預先設定一個初始角彌補下跌等措施。

③注漿減阻：在項管施工中還有一個重要的技術措施就是通過壓注觸變泥漿填充管道周圍的空隙，形成一道泥漿保護套，起到支撐地層，減少地面沉降，減少項進阻力的作用。在施工中，首先對頂管機頭尾部壓漿，并要與頂進工作同步，然后在中續問和混凝土管道的適當位置進行跟蹤補漿，以補充在頂進中的泥漿損失。注漿工序一般多應用于長距離頂管施工中。

④頂管糾偏：糾偏通常是指機頭方向和預先的設計軸線出現了部分誤差，通常使用糾偏千斤頂來使機頭端面的方向產生改變來解決問題，管道向右側偏差千斤頂便左伸右縮，反之亦然。

4 頂進管在膨潤土懸浮浪中受到的浮力

不管懸浮液層的厚度是有多么小，只要保證頂進管在整個圓周上面是被膨潤土懸浮液包圍著的，那么浮力定律就會對它產生效果。在使用鋼筋混凝土管的情況下，產生浮力是管子本身重量的1.4倍。這樣，只要通過正確地壓入膨潤土懸浮液，從而在土層中圍繞頂進管形成一個支承環帶，并保持懸浮液壓力等于土壓力，于是管子就會在膨潤土懸浮液中漂浮起來。為此必需的前提在于懸浮液應是液體狀態的，亦即呈現為表觀流限相應較低的溶膠狀態。在懸浮液的膨潤土含量低到接近運動狀態下的穩定極限時，這個條件便能得到滿足。在和管外壁摩擦中浮力可以降低摩擦力，這樣就降低了管的底部因為本身質量而產生法向力。這個優點將對長距離推頂中的直徑管子造成非常有利的影響。

結語

城市隨著時代的發展在不斷變遷，在有些工程項目中開槽技術已經逐漸被頂管技術所取代。頂管技術由于擁有眾多優點而成為市政工程中的重要技術組成部分，特別是在土地深處管徑較大的工程和擁有眾多交通要道的城市中更為突出。所以隨著城市的發展頂管技術也要不斷的完善和進步，加長管道、加粗管徑、管道中粗直交替這勢必是頂管技術的下一個發展目標。抓住機會，提高技術和施工水平完善漏洞，爭取早一步和國際水平接軌。

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