頂管技術在城市排水管道施工中的應用

鄭 煒

(洛陽市政建設集團有限公司 471000)

頂管技術在城市排水管道施工中的應用

鄭 煒

(洛陽市政建設集團有限公司 471000)

頂管技術是一種城市排水管道施工過程中常用的技術。由于經濟快速發展，城市建筑越來越密集，城市排水管道的建設量越來越大，建設要求也越來越高。頂管技術的應用，能夠適應排水管道的復雜結構。本文將對頂管技術的影響要素和施工要點進行歸納，并且介紹其在城市排水管道施工當中的具體應用。

頂管技術；排水管道；施工

前言：

一、頂管技術的影響要素

（一）管道材質

排水管道的材質可以是塑料管道、鋼筋混凝土管道和鋼制管道[1]。在選擇管道材質的時候，要結合排水管道的強度要求和工作環境。大部分城市排水管道都會選擇鋼筋混凝土材質，這是因為鋼筋混凝土材料具有強高的強度，能夠承受更大的壓力。從頂管技術的角度來說，為了方便工作人員對管道接口進行處理，頂管的管道直徑必須大于500毫米。而在頂管的長度上，并沒有明確的要求，可以根據施工單位的經濟狀況和施工技術水平來決定。在一些距離比較近或者線路過于彎曲的地段可以使用短管，一些距離比較遠或者線路比較直的地段可以使用場館，這樣可以節省管道材料的用量。在管道施工過程中，如果管道處于特定的地質條件下或者管道埋入地下超過一定深度，就要適當增加管道材質的強度與厚度，確保管道的正常使用。

（二）頂力

在排水管道的施工過程當中，油缸、頂鐵、油泵、千斤頂等，都是常用的定金設備。這些設備在使用過程中的頂力大小與很多因素都有關，比如管道的材質、管道的直徑大小、施工的地質條件、頂進設備的質量和工作坑的大小等等。在施工之前，設計人員要對頂力進行規劃，留出一部分的富余量，以便日后的管道施工可以隨時糾正頂管的方向。在設計和規劃的過程中，要注意頂管管道的各個區域是否發生了力度過于集中的狀況和偏心受到的壓力大小。在管道施工的過程中，要分設開挖工作艙和操作工作艙，利用鋼板分割開來，在工作艙的底部設置吸泥口和水密封的閘門。

（三）工作坑

工作坑的形狀不固定，有圓形的也有矩形的，一般采用鋼筋混凝土結構。按照功能來說工作坑分為工作井和接收井兩種，按照施工工藝可以分為裝配式和現澆式兩種[2]。頂管技術運用的一般是現澆式的工作坑，要在工作坑周圍設置水泥攪拌樁或者其他支撐物體，還要在內側布置鋼材料制成的墻圍，這樣才能夠加強工作坑的穩固程度。工作坑的穩固程度對頂管的施工質量具有直接性的影響，需要工作人員在施工過程中加以注意。在選擇工作坑的位置時，要考慮排水是否順暢、挖出的土是否方便運出等因素。在挖掘工作坑時，要注意不能破壞周圍建筑的地基，嚴格按照操作規范和設計形狀、尺寸來進行挖掘。

二、頂管技術的施工要點

頂管技術所用到的施工設備主要由以下幾種：后背和導軌；頂進設備，比如搖鎬機、高壓油泵、頂鎬；下管設備，比如可用卷揚機；出土設備，比如水平牽引卷揚機、豎直牽引卷揚機和運土車；工作平臺和其他照明設備等。

在頂管施工的過程當中，要注意三個方面：泥水平衡、氣壓平衡和土壓平衡[3]。如果城市排水管道的施工確定選擇頂管技術之后，首先要由專業的地質勘探人員對施工區域的地質狀況進行勘探和監測。然后結合施工地區的地質條件和設計的要求，選擇合適的頂管施工技術和相應的配套機械設施。這樣才能夠確保排水管道的施工符合實際要求。

在進行頂進步驟之前，首先要確保管節沒有發生偏移，頂管的導軌中心線、高度和坡度符合相關規定，這樣能夠避免地下水和流動性土進入到工作井當中。在頂管施工的過程中，要精確地控制管道的位置，避免發生偏移。施工人員要定時對管道頂進的情況進行觀察，與設計位置進行比較，防止發生較大的偏差。也可以通過自動測量系統來輔助管道的定位。自動測量系統可以運用激光導航儀來監測管道的頂進方向，并將結果在指示板上顯示出來。最后，在管道頂進的過程中要注意隨時注入減阻劑，避免土壤阻力過大干擾了管道頂進。

三、頂管技術在管道施工中的應用

（一）糾偏方法

管道在定金的過程中，會受到土壤的阻力發生偏移。頂進設備在運行過程中，會產生一定的偏心力，同樣也會導致管道發生偏移。一般來說，管道頂進的偏差不得超過10毫米，所以，頂管技術必須采取一定的手段來糾正頂進過程中出現的偏差，確保管道位置與設計要求相符。如果管道頂進的偏差比較大，就要對頂進的管道端口采取一定的措施，加強管道端口的反向力矩，通過反向力矩的作用將管道慢慢移動到正確的位置。在糾偏的過程中，要遵循多糾正、小幅度糾正的原則。如果糾正的力矩過大，就會造成管道位置再次出現偏差，這就需要工作人員多多加以注意，把握扭曲力矩的大小。

（二）頂管出洞

頂管出洞就是頂管的機頭和第一節管道從工作井當中穿過土壤，通到接收井的過程。在這個過程當中，最容易出現的兩個問題就是管道的變形和線路的偏移。管道在穿越土壤的過程中，要承受土壤的巨大壓力，機械設備也會對管道產生一定的作用力，就會造成管道發生變形或者偏離設計路線。為了防止這些現象，要在頂管出動洞的時候采取一些措施，比如預先在頂管出洞的位置加墊下跌角，這樣就可以保證頂管的坡度符合設計要求。

（三）減阻

在一些線路比較長的施工區域中，管道長期處于土壤當中，不僅要承受土壤內部的壓力，對管道形成摩擦，阻礙管道的頂進，還會受到土壤當中的物質腐蝕，發生質量上的變化。所以，對于施工線路比較長的管道施工區域，要使用一些潤滑劑，將管道外部與土壤隔離開，減少土壤對管道造成的阻力，降低頂進設備的工作壓力。觸變泥漿就是一種常用的潤滑劑。在管道頂進的過程中，既可以在頂管機頭的尾部進行壓漿，也可以在中繼站進行壓漿。通過這樣的方式，能夠減少觸變泥漿的流失，提高觸變泥漿的利用率，延長管道的使用壽命。觸變泥漿的使用量多少與管道的直徑大小和線路的長短都有關。如果線路比較短，則可以只在頂管機頭的尾部進行壓漿。

（四）穿墻

排水管道在施工當中，不可避免地會穿越墻體。為了保證土壤和墻體的強度，在管道穿墻的過程中一定要保持比較快的穿墻速度。這樣就能夠保持土壤掉落的穩定力度，不破壞土壤結構的強度。在管道穿墻施工之前，可以注入一些混凝土來加強土壤的穩固程度。在管道穿墻時，首先打開墻體的門板，然后通入工具管，實行止水措施，避免地下水滲漏。還可以利用耐磨、柔韌的橡膠圈來進行止水，避免管道穿墻時水流不止，影響土壤和墻體的穩固程度。

（五）接頭密封

頂管接頭的密封材料選擇很重要。頂管在施工過程中承受巨大的壓力，如果密封材料選擇不慎，頂管的質量就會大大降低。頂管接頭的密封材料主要有粗紙板、膠合板、中密度纖維等。理論上來講，材料的厚度越大，密封性也就越好，但是應力也會比較集中。所以，在選擇接頭的密封材料時，要考慮到接頭的角度和受到應力的大小。另外，密封材料在多次循環使用后性能會發生顯著下降，需要定期進行更換。

結論：

頂管技術是城市排水管道施工的代表性技術，適用于大口徑、埋度深、施工環境惡劣的排水管道施工當中。隨著我國城市的不斷發展，城市建設的水平也在不斷提高，排水管道的建設量逐漸增加。對此，我國要妥善利用頂管技術，并且積極進行技術改進與設計優化，進一步提高我國排水管道的施工水平和城市建設的技術水平。

[1]馬紅超.土壓平衡機械頂管技術在污水管道施工中的應用分析[J].居業,2015,16:125-127.

[2]李廣峰.頂管工藝在市政給水管道施工中的應用技術探究[J].建材與裝飾,2015,45:160-161.

[3]劉麗梅.頂管技術在城市雨污水管道應用中的施工探討[J].中國新技術新產品,2016,05:94.

TU75

B

1007-6344（2016）07-0235-01