管道頂管施工安全技術要點淺析

張繼元

管道頂管施工安全技術要點淺析

張繼元

Guan dao ding guan shi gong an quan ji shu yao dian qian xi

隨著我國城市化進程的不斷深入，當前管道的鋪設技術也發生新的變化。由于傳統的管道鋪設技術具有明顯的缺點，需要大量的人力、物力、財力的協調，而且最重要的是會影響道路的正常使用，施工時間長、施工影響面大、對于路基的破壞嚴重。為了解決這個問題，管道頂管施工技術應運而生。

一、管道頂管施工技術的應用

在管道頂管施工技術的應用中，不同的工程概況、地質條件，再加上當地的氣候條件、地下水位條件都具有十分重要的影響，所以在選擇頂管的管徑與埋深時都要慎重考慮。同時，由于地下障礙物的探尋與預支往往會影響整個管道頂管施工的技術設計，所以一定要提前做足功課。對于管道頂管施工技術而言，由于本技術最大的優勢就是降低鋪設時間，提高鋪設效率，從而通過降低人工、材料成本來實現更高的經濟效益，所以在進行施工前要平衡經濟、技術以及安全等各方面的關系，選擇較為合理的施工方式。

二、管道頂管施工安全技術要點

1.工作坑的選取與設置

盡管管道頂管的施工技術不需要進行開挖地碰的操作流程，但是依然需要結合工作坑和接收坑的開挖施工進行。為了降低綜合施工成本，提高經濟效益水平，往往除了盡量利用永久性設施外，還要通過結合主體工程的特點進行工作坑的選擇、結構類型的規劃還有選址等工作。對于工作坑的選取而言，由于工作坑一般分為矩形和圓形兩種，個別情況下也有可能出現不規則多邊形的情況，所以在選擇時應根據實際工況進行選擇。一般來說我們常用的是矩形工作坑。矩形工作坑的設置一般按照直線或者兩段交角接近180°的折線頂管中進行。由于矩形工作坑具有明顯的布置較為便利的優勢，再加上坑內的空間可以得到充分的利用，所以覆土的深淺都不會影響工程施工的質量水平。但是一些施工單位在使用圓形的工作坑時，由于圓形的占地面積小，坑深較大，往往需要另筑后背，這樣就需要采取一些其他的施工方法，比如沉井法來實現圓形工作坑的構建。在一般的工程實際運用中我們傾向于沉井材料選擇鋼筋混凝土，成本低、效果也較好。多邊形工作坑的施工原理與圓形相近，一般也是使用鋼筋混凝土或者地下連續墻坑進行施工。綜合上述工作坑考慮材料選擇，鋼筋混凝土坑結構強度高，施工簡單，作業強度小，而鋼板樁坑的施工成本低，構筑速度快，選擇哪種材料還是要根據實際的施工工況進行選擇，以高效、安全、優質為目標選擇即可。

2.管道頂進方式的選擇問題

作為管道頂管施工中安全技術的核心部分，管道的頂進方式在很大程度上決定了施工的成功與否。在進行管道頂進方式的選擇之前，要根據實際工況綜合考慮技術的可行性、安全性，并且結合經濟的性價比考慮。由于頂進方式并沒有根本性的優劣之分，必須要結合實際的條件因地制宜，才能夠實現最佳的施工效果，所以必須要結合當地地質條件、地下水位情況，考慮頂管的管徑和埋深是否合適，是否能夠避開地下建筑物或者地上建筑物，能否實現高質量的管線埋設等問題。另外，結合管道頂進的技術層次問題來看，對于口徑比較小的頂管，由于在施工過程中工人無法直接進入，所以一般采取的施工技巧是用水泥進行頂進施工。而對于長度較短的金屬管，則只需要用一次性頂進的方式就能夠輕松實現施工作業了。在考慮埋深較大的管段時，由于這部分管段是施工過程中較為復雜的部分，必須要根據當地地下水的深度以及土層的厚度、特性進行綜合考慮，如果土質較為穩定，地下水位的情況又比較好的話，可以選擇使用手掘式頂管。不過如果經過前期勘測發現水位條件較差，特別是土質結構較為松散的情況，就必須要改用掘進法來實現頂管的頂進施工，以此來保障施工的安全性，防止出現地面塌陷等問題。

3.頂管出洞技術方法分析

作為頂管施工環節中的另外一個核心技術要點，頂管出洞一般采取的是通過在工作井的位置安裝掘進機，并結合第一節管道的使用來實現破封門進入土中。這個階段的施工屬于頂管施工的核心部分，其質量水平也影響了土壤的穩定性以及施工管道的耐用程度，對于后期的使用以及維修都具有一定的影響。為了做好頂管出洞技術的施工，就必須從以下4方面進行：

（1）管線的放線技術。作為保障頂管的軸線準確、高精度布置的關鍵步驟，頂管放線必須要在滿足工具管的設計需求的情況下順利進洞，對于管線的放線技術而言，其施工質量一旦出現問題，就容易出現頂管軸線偏差，少量偏差會引起質量下降，而大量偏差則極有可能帶來嚴重的施工安全隱患，所以這個環節一定要予以高度重視。

（2）導軌的鋪設技術。導軌的鋪設技術在管道的頂管施工中的主要作用是為管子出洞提供一個較為安全的保障，所以頂管施工對于導軌的鋪設要求較高，要保證導軌堅固、直挺，保障在管子壓上去的情況下不會形變，保障管線的軸線以及導軌標高的穩定性。

（3）洞口的加固技術。在頂管的施工環節中離不開洞口的進出，而進出洞口的設置在整個施工環節中的安全性也是不言而喻的。一般來說，在工作坑中的出洞頂管環節，保證出洞安全、可靠是整個頂管部門成功的關鍵。同時，對于洞口的加固還是要針對當地的土質結構進行勘測，對于土質較硬的洞口可以通過高壓旋噴樁技術進行加固，或者采取凍結技術進行加固。由于我國南北方的環境、氣候差異較大，至于選擇哪種加固方式還是要根據當地的實際地理地質情況與氣候情況選擇。此外通過加固實現土質堅硬，能夠提高施工的安全性以及效率，從而避免施工安全事故。

（4）洞口的止水技術。洞口的止水技術在頂管施工過程中影響也十分明顯。其主要技術應用是通過在管子出洞以及接收坑進洞的位置，封鎖管道與洞口間留有的間隙。這是因為這個位置的間隙如果不被封住，就會出現地下水和泥沙通過洞口與管道之間的間隙緩慢滲透到管道中來的問題。根據實際施工工況不同，這個問題發生時輕則會影響施工的工作坑作業進度，重則就會造成洞口的上部地表出現塌陷，嚴重危害地面建筑物以及道路的安全。所以洞口止水問題盡管技術要求水平不高，但是責任十分重大。

4.測量問題的分析

頂管的測量是施工高質量的理論前提與技術前提，其主要分為以下兩個方面：

（1）頂管測量。在測量過程中，根據頂進管子的深度以及數量，每頂進20～50cm就要進行一次測量工作，以此來確保測量的精準度。針對中心線的測量可以使用中心樁掛小線的測量方式，通過拉線和垂球來實現精準讀數，確定偏差值的范圍。針對工作坑內的高程測量則是使用水準儀在工作坑內的水準點進行測量。

（2）頂進偏差的校準工作。對于頂進偏差的校準一般當偏差值達到或超過10mm就要進行校準，校準方法有挖土校正法以及頂木校正法，具體使用哪種矯正方法要結合實際的偏差值大小、土質工況等綜合考慮。由于偏差值的校正是一個較為細致的工作，但是如果偏差值校正不當，一旦出現積累就會變得校正困難，會在很大程度上影響施工的質量水平，所以在管前挖土時還是要盡量選派一些施工實踐能力較強的技術工人進行施工作業，以此來確保頂管施工的安全可靠性。

三、結語

由于頂管施工技術相對于傳統施工而言具有不需要開槽、挖掘面穩定等獨特的優勢，另外對地面的保護效果更好，不容易出現地面塌陷等問題。更重要的是，頂管施工技術可以在道路施工活動中不影響交通，提高了道路的通勤效率，對于城市的交通壓力的緩解具有十分明顯的效果。