市政給排水施工中長距離頂管施工技術

陳易

（湖北理工學院 湖北黃石 435003）

引言

頂管技術作為一種新的施工方法，在市政給排水施工項目中不僅僅適用于管線的鋪設，還可以用于市政地下管廊施工項目的施工。特別是對于某特殊施工段和特殊管線的施工方面，頂管技術的引進有效避免了土體的擾動、上部結構的影響等問題[1]。比如給排水管線需要穿越城市商業街、鬧市區等場所時，需要通過長距離頂管施工技術來實現[2]。本文基于實際市政管線施工項目對長距離頂管施工進行分析。

1 工程概況

該工程位于某市市區，主要建設目的是為城市污水、雨水的分流，該排水工程主要包括雨水的處理體系和城市污水處理體系。該排水工程項目的污水管道由游部分接入到第一標段的終位置，下游部分接入總體規劃的污水排水管網。該項目的明挖段主要設置在行人和自行車道部分，對于，明挖段設于非機動車道下，對于埋深超過5m和鬧市區域的管線選用頂管施工方式進行管道安裝。考慮到該項目的特殊情況，并結合經濟性和周圍建筑安全性方面的要求，選用頂管方式作業較為科學合理。

2 泥水平衡頂管施工介紹

2.1 施工前準備

（1）在實施頂管作業之前，要根據項目施工需要配置好電、水、照明和排水等線路和資源，為頂管施工的順利實施提供保障。該項目的配電變壓器配電功率為200kW，現場用水選用地下水源，施工用電每臺套采用200kW的發電機組。施工用水就近取水，同時對整體施工平面布置時，要考慮到設備占用作業空間對施工效率的影響，保證現場設備占用空間保持在46×56的帶下，同時對施工現場整體進行封閉管理。

（2）施工用到的材料、機械設備和專業技術管理人員要配置齊全，給項目提供保障。此外，對于該項目所用到的管線要配備足夠，該項目備用管線和接頭長度預留量達到35m。

（3）對于頂管管線的定位和井上，井下測控網的構建，通過經緯儀和全站儀完成，并要求對關鍵控制點進行技術復核。

2.2 井下準備工作和井內布置

對于管線工作井內部的布置主要包括后靠背設備、頂管導軌、油泵和鋼梯等。頂管基座選用Q235B級鋼制作，其安裝位置根據排水管線的設計軸線進行定位，管線安裝過程中根據測量放樣的基準線進行安裝和固定。對于頂管設備的基座要根據頂管的設計軸線進行配置，保證整體穩定，在實施作業前要進行試驗，保證基座不會出現較大變形和失穩的問題。

2.3 管線運輸

根據項目的需要，通過科學的安排廠家、車輛進行管線運輸，并及時完成管線的吊裝和井下的裝配。

2.4 管線頂進施工

該項目所使用的頂管管節均為廠家提供的成品鋼管，對原材運輸到現場之后首先對管線進行原材取樣、連接見證取樣，并送檢保證管線強度和連接節點滿足要求。掘進所用的設備機頭進洞后需要對其方位、頂進支撐等進行檢測，合格后方可實施頂進。在頂進過程中，頂進設備需要和前節通過拉桿管牢固相連，避免出現頂進阻力過大造成的滑移和下沉問題。該過程主要是對頂進的方向、位置和偏差等因素進行控制。

3 頂管施工遇到的問題

3.1 土體變形與破壞問題

該項目頂管法施工過程中，造成了大量的土體的隆起和破壞問題，其主要原因在于頂進過程中土體的擠壓，造成了原來處于平衡態的土體在受到剪切、扭曲等作用，出現了應力不平衡狀態，當應力超出土體承載力極限時就會出現土體的破壞問題。

3.2 周圍土體環境破壞

因為整個施工過程中很容易出現超挖、方位糾編等問題，同時在頂進過程中頂管對周邊土體的作用力較大，這些原因都會對周圍土體的受力環境發生改變，并造成土體的移動、變形等問題該項目施工過程作業端部基坑的開挖、降水作業的實施、中間調整方位等，均一定程度造成了周圍土體環境的破壞。

4 控制措施

為減少該項目施工過程中出現的路面坍塌、建筑地基開裂、地下既有管線破壞等問題的出現，本節重點對控制措施進行探討。

4.1 管線頂進與地面形變控制

通過頂管過程中造成地層變形的主要原因分析可知，頂管端頭部分的地層損失很容易造成周圍土體的變形和沉陷問題，同時，管道在頂進過程中跟土體的摩擦作用也會造成地層的擾動。所以在進行頂管施工作業前，要參考地址勘察報告對不同土質和覆土深度的土層進行控制，同時通過實體土樣試驗，保證所使用的泥水能夠土壓形成平衡。對于坡度的平穩要求，可以通過偏差控制來減輕對土體的擾動作用。此外，還應該科學地控制頂管的速度，來保證排泥量與地層變形在可控范圍內。此外，通過科學地控制注漿壓力和注漿量，來保證地層變形的可控性。

4.2 頂管進接收

4.2.1 頂管機進洞前洞口土體加固

根據實際頂管施工的推進狀況，對進洞前的洞口部分土體進行加固處理，避免出現水泥進入接收井部分。項目施工過程中，要及時對進洞前部分的土體進行灌漿加固，防止土體質量差造成泥土涌入井洞問題的出現，保證施工的順利實施。

4.2.2 頂管過程中設備狀態復核測量

對于設備頂進作業過程中管線的方位和進程進行測量是保證頂管施工能夠達到設計要求的重要步驟。特別是對初始頂進樁頭的檢測、出洞和進洞的過程檢測，均需要按照設計要求進行，同時通過過程中和接收進洞的前的測量，均為保證整個項目施工精度的重要措施。

4.2.3 沉井護壁的砌筑

為保證頂管施工的井洞的周邊土體環境的穩定，在開鑿沉井之前，可以采取護壁的方式，保證穩定性。對于存在沙涌等不良地質的土體，需要通過邊鑿邊砌筑磚墻對井洞進行支擋。

4.2.4 頂管機進的接收

對于接收井洞門的破壞后掘進施工過程，要注意速度控制，保證頂管的連續進行，盡量減少出洞時間差，進而減少水土通過縫隙流失。當整體進洞之后，要及時地處理好分離和接頭處理作業，保證施工符合要求。

4.3 復雜地質條件下頂管噴漿處理

對于地質條件較差的項目比如中粉質液化土等摩阻力較大的土體，在頂進施工中會出現阻力較大問題，對于此類問題可以通過配置大回轉半徑的機頭刀盤，減小施工過程的摩阻力，進而降低對周圍土體的擾動作用[3]。

5 結論

頂管施工時現代給排水工程暗挖施工的先進技術措施，本文通過實體工程項目在進行頂管施工中遇到的土體擾動、周圍土體環境影響等問題進行了探討，并指出了具體問題的應對措施。希望本文對給排水施工中長距離頂管施工技術的探討能夠為實際項目中問題的處理提供指導。

[1]馬保松.非開挖工程學[M].北京：人民交通出版社，2012.

[2]鐘俊彬，王作民，曹玉萍.汕頭第二過海水管工程頂管穿越障礙物技術[J].巖土工程技術，2016，23（6）：321～323.

[3]孫博.復雜地質條件下大管徑長距離頂管工程綜合研究[D].西安建筑科技大學，2016.