試論市政工程非開挖頂管施工技術

趙曉軻+楊雄

摘 要：在城市基礎設施中，地下管線作為的主要構成部分，是一個城市生存、發展的主動力。加強對地下管線鋪設質量的提升，能夠促進城市經濟建設，提升現代化水平意義重大。作為一種現代化管道鋪設施工方式。非開挖頂管技術在地下管道、地下人行道等工程修建中可以有效避開地下構建物，降低對地面設施、建筑物的損壞及對交通的影響。本文主要對市政工程非開挖頂管技術特點、施工準備、施工流程與質量控制進行了分析與探究。

關鍵詞：非開挖頂管技術；市政工程；頂進施工；質量控制

1 頂管施工的特點

頂管技術又稱為非開挖管道敷設技術，它在施工時不需要對面層進行挖掘，就可以順利穿過地面建筑和地下建筑以及鐵路、河道，與開挖敷設技術進行比較，這樣的施工能夠大量節省資金投入，減少工期。與此同時，該項施工技術能夠使噪音得到有效降低，粉塵大量減少，并且減輕了對交通條件的干擾和對環境情況的破壞，起到了環保無污染的效果，施工效率也得到了明顯提升。由于頂管施工法在多個方面都占有一定的優勢，因此被廣泛推廣應用于市政管道工程施工中。我們將頂管施工的優點總結為以下幾個方面：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；二是對交通的影響比較小，沒有影響正常的地面活動；三是施工過程中對城市居民正常生活干擾不大，不影響居民線路和構筑物的正常使用，僅出現較低的噪音和震動；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行管道敷設，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、繁榮商業街道或無法搬遷、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的地下埋管進行頂管法施工作業。

2 市政工程非開挖頂管施工準備

1、頂進管的選擇。一般選用鋼筋混凝土管作為市政排水管線施工的頂進管，鋼管一般用于沒有腐蝕需求的情況下。嚴格按照鋼筋混凝土標準與技術規定確定鋼筋混凝土管的規格設計、配筋與應力驗算。按照工程性質及需求，對頂進管內徑進行確定。外徑可嚴格遵循頂進管受荷載的情況進行確定，并對混凝土管的配筋、壁厚進行確定。因頂管工作面施工必須與人工方式相配合，要求其管內徑在500 mm以下。頂進管長度直接影響著頂管的可控性與經濟性。將長管應用到直線推頂施工中，可降低裝管次數，以此提升施工效果。但在不斷增加管長度的同時，如與原定路線出現偏離現象，將加大恢復的難度。通常情況下，當L/D（長度為L，管徑為D）在1.10以下或等于1.10時，通常選用短管進行施工；當L/D等于1.15時，通常選用標準管進行施工；當L/D大于或等于2.10時，可選用長管作為頂進管。

2、頂管施工準備。起重設備、自動控制室、料具間及注水系統等為現場平面總體布置內容。并將發射架、頂管機、千斤頂等設備合理安裝到始發工作井內，并將下井扶梯設置在工作井邊側，為施工人員提供便利。為增加頂管機出洞的安全性，必須選用高壓旋噴樁對土體、進出洞相應范圍進行加固。為避免泥水流失現象出現在頂管機進出預留洞位置，必須將止水裝置安裝在工作井內。

3 市政工程非開挖頂管技術的施工流程

1、測量放樣與井下、地面設備安裝

頂管軸線與設備安裝標高等都是測量放樣的內容，利用井下投點、后視點精度的確定，可對頂管軸線放樣精度進行有效控制。在安裝井下設備時，設備安裝部件包括：導軌、千斤頂等。安裝施工中，軸線確定必須嚴格遵循相關測量規定，確保操作符合施工要求。為防止標高人為誤差的產生，應降低軸線安裝量。安裝地面設備時，其設備包含：起吊設備、主頂泵站等，施工時，必須嚴格按照現場具體情況，進行合理設置，并與頂管軸線存在一定的距離。

2、頂管機下井與出洞

通過起吊設備將頂管機吊入安裝好的導軌上，臨時千斤頂安裝后，應和頂管機連接的管線相連。必要的安全措施應在頂管出洞前進行，如軟眼位置在工作井施工中，可進行相應墻體的澆筑，應確保該墻體具有較高的強度及可對洞口外水土壓力產生抵抗作用，向出口器放入頂管機后，可對墻上的出洞進行直接切割與封堵。同時，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，對土體自身的穩定性及牢固性進行加固。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，進而對打開洞口后出現的土壓力加以抵抗。在打開洞口后，出口器內進入頂管機時，可拔出鋼板樁，隨后不斷頂進。

3、正常頂進控制

“先挖后頂、隨挖隨頂”為頂進施工的原則。頂進施工前需對頂鐵安裝平直性進行檢查，避免偏心荷載出現于頂進施工中。頂進施工中，要求隨時對油泵壓力表變化情況加以關注，如壓力增加較為迅速，需將油泵暫停，找出原因及時采取科學有效措施進行施工。需在規定進度內確定千斤頂活塞桿外伸長度，避免超出。頂進工作需連續進行，停頓時間不宜過長。

4、頂管機進洞、起吊及轉移

在洞口位置放置頂管機市，必須遵循洞口位置的具體情況、地質條件及地下水文狀況進行相關措施的選擇。在確保施工安全的前提下，指派施工人員及時除去軟眼封門，隨后不斷頂進，直至頂管機進入接收機內，最后將機頭與管道的連接解除。

5、洞口密封處理、管道修補及驗收

在井中進行頂管機轉移，并徹底清理洞口，根據安裝軌道，進行止水設備的安裝，洞口封閉可利用混凝土澆筑的方式進行施工。在完成該段管道施工后，必須先清理管道，在回填管縫，并補襯、修補施工受損位置。隨后驗收管道，確保管道軸線位置不出現任何誤差、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，密封時可選用橡膠圈。在混凝土管內埋設鋼套，可對其剛度進行有效提升，并確保變形現象不出現在運輸過程中。與此同時，焊接其和管內鋼筋骨架，當頂進管端位置混凝土時，如產生受壓情況，可起到約束保護管端混凝土的作用。

4 市政工程非開挖頂管技術的質量控制

1、工程地質和水文地質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。此外對于要經過回填土地段，需要提前加固處理，以防頂管施工后地表有過大的下沉。

2、有毒氣體的檢測與防護頂管施工的地層一般會通過淤泥層，腐爛動、植物體會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操作的情況下，需要定時監測管內有毒氣體含量，采用通風裝置予以解決。

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

4、穿越建筑時對基礎的探查頂管在建筑物基礎下施工時，需要明確施工施工路線上所遇到的基礎類型，對于部分基礎頂管頂進前可采取托換、加固措施。

5、頂進計算頂進計算其一包括準確計算頂進推力，根據計算結果選定相應的油缸類型和確定中繼間的分布；其二是工作井設計，根據計算得到的最大頂力，提出工作井的加固方案。

5 結束語

綜上所述，市政道路工程作為道路施工與交通運輸經濟發展的重要組成部分，其不僅關系著運輸結構、運輸能力變化，更推動了城市經濟的可持續發展。作為一項非開挖掘進式頂管技術，頂管技術在市政工程中的應用，不僅能夠深入地下施工，更不會影響附近環境。這是開挖埋管施工不具備的優勢。其作業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。為達到施工流程的規范性、合理性，必須重視市政工程非開挖頂管施工技術，只有這樣才能推動工程建設的進一步發展。

參考文獻

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