試論市政工程非開挖頂管施工技術(shù)

趙曉軻+楊雄

摘 要：在城市基礎(chǔ)設(shè)施中，地下管線作為的主要構(gòu)成部分，是一個(gè)城市生存、發(fā)展的主動(dòng)力。加強(qiáng)對(duì)地下管線鋪設(shè)質(zhì)量的提升，能夠促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)，提升現(xiàn)代化水平意義重大。作為一種現(xiàn)代化管道鋪設(shè)施工方式。非開挖頂管技術(shù)在地下管道、地下人行道等工程修建中可以有效避開地下構(gòu)建物，降低對(duì)地面設(shè)施、建筑物的損壞及對(duì)交通的影響。本文主要對(duì)市政工程非開挖頂管技術(shù)特點(diǎn)、施工準(zhǔn)備、施工流程與質(zhì)量控制進(jìn)行了分析與探究。

關(guān)鍵詞：非開挖頂管技術(shù)；市政工程；頂進(jìn)施工；質(zhì)量控制

1 頂管施工的特點(diǎn)

頂管技術(shù)又稱為非開挖管道敷設(shè)技術(shù)，它在施工時(shí)不需要對(duì)面層進(jìn)行挖掘，就可以順利穿過地面建筑和地下建筑以及鐵路、河道，與開挖敷設(shè)技術(shù)進(jìn)行比較，這樣的施工能夠大量節(jié)省資金投入，減少工期。與此同時(shí)，該項(xiàng)施工技術(shù)能夠使噪音得到有效降低，粉塵大量減少，并且減輕了對(duì)交通條件的干擾和對(duì)環(huán)境情況的破壞，起到了環(huán)保無(wú)污染的效果，施工效率也得到了明顯提升。由于頂管施工法在多個(gè)方面都占有一定的優(yōu)勢(shì)，因此被廣泛推廣應(yīng)用于市政管道工程施工中。我們將頂管施工的優(yōu)點(diǎn)總結(jié)為以下幾個(gè)方面：一是施工過程中占用了較小的施工面積，施工面由線縮成點(diǎn)；二是對(duì)交通的影響比較小，沒有影響正常的地面活動(dòng)；三是施工過程中對(duì)城市居民正常生活干擾不大，不影響居民線路和構(gòu)筑物的正常使用，僅出現(xiàn)較低的噪音和震動(dòng)；四是能夠穿越河流、建筑鐵路等各種障礙，在較深的地下后水下進(jìn)行管道敷設(shè)，使沿線的拆遷工程大量減少，有效降低了工程資金投入。它主要適用于城市中心地區(qū)、繁榮商業(yè)街道或無(wú)法搬遷、不可深挖的文物古跡等特殊地段。通常情況下采用管徑￠80至￠600的地下埋管進(jìn)行頂管法施工作業(yè)。

2 市政工程非開挖頂管施工準(zhǔn)備

1、頂進(jìn)管的選擇。一般選用鋼筋混凝土管作為市政排水管線施工的頂進(jìn)管，鋼管一般用于沒有腐蝕需求的情況下。嚴(yán)格按照鋼筋混凝土標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)規(guī)定確定鋼筋混凝土管的規(guī)格設(shè)計(jì)、配筋與應(yīng)力驗(yàn)算。按照工程性質(zhì)及需求，對(duì)頂進(jìn)管內(nèi)徑進(jìn)行確定。外徑可嚴(yán)格遵循頂進(jìn)管受荷載的情況進(jìn)行確定，并對(duì)混凝土管的配筋、壁厚進(jìn)行確定。因頂管工作面施工必須與人工方式相配合，要求其管內(nèi)徑在500 mm以下。頂進(jìn)管長(zhǎng)度直接影響著頂管的可控性與經(jīng)濟(jì)性。將長(zhǎng)管應(yīng)用到直線推頂施工中，可降低裝管次數(shù)，以此提升施工效果。但在不斷增加管長(zhǎng)度的同時(shí)，如與原定路線出現(xiàn)偏離現(xiàn)象，將加大恢復(fù)的難度。通常情況下，當(dāng)L/D（長(zhǎng)度為L(zhǎng)，管徑為D）在1.10以下或等于1.10時(shí)，通常選用短管進(jìn)行施工；當(dāng)L/D等于1.15時(shí)，通常選用標(biāo)準(zhǔn)管進(jìn)行施工；當(dāng)L/D大于或等于2.10時(shí)，可選用長(zhǎng)管作為頂進(jìn)管。

2、頂管施工準(zhǔn)備。起重設(shè)備、自動(dòng)控制室、料具間及注水系統(tǒng)等為現(xiàn)場(chǎng)平面總體布置內(nèi)容。并將發(fā)射架、頂管機(jī)、千斤頂?shù)仍O(shè)備合理安裝到始發(fā)工作井內(nèi)，并將下井扶梯設(shè)置在工作井邊側(cè)，為施工人員提供便利。為增加頂管機(jī)出洞的安全性，必須選用高壓旋噴樁對(duì)土體、進(jìn)出洞相應(yīng)范圍進(jìn)行加固。為避免泥水流失現(xiàn)象出現(xiàn)在頂管機(jī)進(jìn)出預(yù)留洞位置，必須將止水裝置安裝在工作井內(nèi)。

3 市政工程非開挖頂管技術(shù)的施工流程

1、測(cè)量放樣與井下、地面設(shè)備安裝

頂管軸線與設(shè)備安裝標(biāo)高等都是測(cè)量放樣的內(nèi)容，利用井下投點(diǎn)、后視點(diǎn)精度的確定，可對(duì)頂管軸線放樣精度進(jìn)行有效控制。在安裝井下設(shè)備時(shí)，設(shè)備安裝部件包括：導(dǎo)軌、千斤頂?shù)取０惭b施工中，軸線確定必須嚴(yán)格遵循相關(guān)測(cè)量規(guī)定，確保操作符合施工要求。為防止標(biāo)高人為誤差的產(chǎn)生，應(yīng)降低軸線安裝量。安裝地面設(shè)備時(shí)，其設(shè)備包含：起吊設(shè)備、主頂泵站等，施工時(shí)，必須嚴(yán)格按照現(xiàn)場(chǎng)具體情況，進(jìn)行合理設(shè)置，并與頂管軸線存在一定的距離。

2、頂管機(jī)下井與出洞

通過起吊設(shè)備將頂管機(jī)吊入安裝好的導(dǎo)軌上，臨時(shí)千斤頂安裝后，應(yīng)和頂管機(jī)連接的管線相連。必要的安全措施應(yīng)在頂管出洞前進(jìn)行，如軟眼位置在工作井施工中，可進(jìn)行相應(yīng)墻體的澆筑，應(yīng)確保該墻體具有較高的強(qiáng)度及可對(duì)洞口外水土壓力產(chǎn)生抵抗作用，向出口器放入頂管機(jī)后，可對(duì)墻上的出洞進(jìn)行直接切割與封堵。同時(shí)，還可以將部分鋼封門安裝在工作井軟眼位置，以此起到加固洞口外土體及地下水位降低的作用。在打開洞口后，對(duì)土體自身的穩(wěn)定性及牢固性進(jìn)行加固。如頂管出洞沒有地下水，可將一定量的鋼板樁打在洞口外部，進(jìn)而對(duì)打開洞口后出現(xiàn)的土壓力加以抵抗。在打開洞口后，出口器內(nèi)進(jìn)入頂管機(jī)時(shí)，可拔出鋼板樁，隨后不斷頂進(jìn)。

3、正常頂進(jìn)控制

“先挖后頂、隨挖隨頂”為頂進(jìn)施工的原則。頂進(jìn)施工前需對(duì)頂鐵安裝平直性進(jìn)行檢查，避免偏心荷載出現(xiàn)于頂進(jìn)施工中。頂進(jìn)施工中，要求隨時(shí)對(duì)油泵壓力表變化情況加以關(guān)注，如壓力增加較為迅速，需將油泵暫停，找出原因及時(shí)采取科學(xué)有效措施進(jìn)行施工。需在規(guī)定進(jìn)度內(nèi)確定千斤頂活塞桿外伸長(zhǎng)度，避免超出。頂進(jìn)工作需連續(xù)進(jìn)行，停頓時(shí)間不宜過長(zhǎng)。

4、頂管機(jī)進(jìn)洞、起吊及轉(zhuǎn)移

在洞口位置放置頂管機(jī)市，必須遵循洞口位置的具體情況、地質(zhì)條件及地下水文狀況進(jìn)行相關(guān)措施的選擇。在確保施工安全的前提下，指派施工人員及時(shí)除去軟眼封門，隨后不斷頂進(jìn)，直至頂管機(jī)進(jìn)入接收機(jī)內(nèi)，最后將機(jī)頭與管道的連接解除。

5、洞口密封處理、管道修補(bǔ)及驗(yàn)收

在井中進(jìn)行頂管機(jī)轉(zhuǎn)移，并徹底清理洞口，根據(jù)安裝軌道，進(jìn)行止水設(shè)備的安裝，洞口封閉可利用混凝土澆筑的方式進(jìn)行施工。在完成該段管道施工后，必須先清理管道，在回填管縫，并補(bǔ)襯、修補(bǔ)施工受損位置。隨后驗(yàn)收管道，確保管道軸線位置不出現(xiàn)任何誤差、回填管縫施工效果良好等。選用“F”型鋼筋混凝土頂管作為該工程的方式，密封時(shí)可選用橡膠圈。在混凝土管內(nèi)埋設(shè)鋼套，可對(duì)其剛度進(jìn)行有效提升，并確保變形現(xiàn)象不出現(xiàn)在運(yùn)輸過程中。與此同時(shí)，焊接其和管內(nèi)鋼筋骨架，當(dāng)頂進(jìn)管端位置混凝土?xí)r，如產(chǎn)生受壓情況，可起到約束保護(hù)管端混凝土的作用。

4 市政工程非開挖頂管技術(shù)的質(zhì)量控制

1、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件沿管線土層變化頻繁，所以在頂管施工前必須了解土層的變化情況。此外對(duì)于要經(jīng)過回填土地段，需要提前加固處理，以防頂管施工后地表有過大的下沉。

2、有毒氣體的檢測(cè)與防護(hù)頂管施工的地層一般會(huì)通過淤泥層，腐爛動(dòng)、植物體會(huì)在地下形成有毒氣體聚集體，危害施工人員的健康和生命，所以有人員在頂管內(nèi)操作的情況下，需要定時(shí)監(jiān)測(cè)管內(nèi)有毒氣體含量，采用通風(fēng)裝置予以解決。

3、超前探查地下管線盡管先進(jìn)的頂管設(shè)備具有在施工時(shí)探查前進(jìn)路線不遠(yuǎn)距離管線的能力，但是采用在地面提前查明地下管線仍是值得開展的，這對(duì)于保證通訊、電力、上水、排水、煤氣等其它管線安全運(yùn)營(yíng)，確保公眾正常生活仍有必要。

4、穿越建筑時(shí)對(duì)基礎(chǔ)的探查頂管在建筑物基礎(chǔ)下施工時(shí)，需要明確施工施工路線上所遇到的基礎(chǔ)類型，對(duì)于部分基礎(chǔ)頂管頂進(jìn)前可采取托換、加固措施。

5、頂進(jìn)計(jì)算頂進(jìn)計(jì)算其一包括準(zhǔn)確計(jì)算頂進(jìn)推力，根據(jù)計(jì)算結(jié)果選定相應(yīng)的油缸類型和確定中繼間的分布；其二是工作井設(shè)計(jì)，根據(jù)計(jì)算得到的最大頂力，提出工作井的加固方案。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，市政道路工程作為道路施工與交通運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要組成部分，其不僅關(guān)系著運(yùn)輸結(jié)構(gòu)、運(yùn)輸能力變化，更推動(dòng)了城市經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。作為一項(xiàng)非開挖掘進(jìn)式頂管技術(shù)，頂管技術(shù)在市政工程中的應(yīng)用，不僅能夠深入地下施工，更不會(huì)影響附近環(huán)境。這是開挖埋管施工不具備的優(yōu)勢(shì)。其作業(yè)原理為將工作井與地面垂直，隨后通過高壓液壓千斤頂，向地下放置水泥、鋼制管道。為達(dá)到施工流程的規(guī)范性、合理性，必須重視市政工程非開挖頂管施工技術(shù)，只有這樣才能推動(dòng)工程建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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