試論市政工程非開挖頂管技術的應用

孟祥坤

摘要：隨著我國交通事業發展建設要求的不斷提高，在市政道路工程施工中非開挖頂管施工方法是否科學、合理直接關系著整個工程的質量關系到人們的生命安全。本文主要對非開挖頂管技術的特點、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；特點

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Φ80至Φ600的地下埋管進行頂管法施工作業。

2市政工程非開挖頂管技術施工流程

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

頂管出洞：完成井內外準備工作后，可在導軌上吊放機頭，先將方向調好，在進行頂管出洞作業。將機頭與管道出洞洞口預留到工作井前壁位置，為避免預留洞口和機頭外壁縫隙有井外水或土向工作井流入，可將密封裝置設置在預留孔洞和管道之間。其主要設置在井壁預留孔位置，并進行鋼結構內套環的制作。止水板設置在套環內圈，在預留孔與管節之間安裝套環，在孔的預埋鋼板上焊接外圍，內圈橡膠與管節貼緊。當機頭前端進入洞口密封圈后，就可以破墻出洞。選用磚砌體對工作井預留洞口進行臨時封堵，在頂進前通過風鎬將內層部分封堵墻體鑿除，隨后通過機頭前端刃口將外層墻體破除，并向土體內切入，當工具管向土體內頂入后，將其尾部預留部分（300毫米）在導軌上進行放置，縮回千斤頂活塞桿，將替頂、分壓環卸除，并進行管節安裝，隨后進行管道頂進施工。

中續間設置：在長距離頂管施工中，中續間是指中間增設的推力系統，短行程千斤頂組、殼體與千斤頂緊固件等都屬于中續間的重要組成部分。中續間的工作原理就是在高壓油路作用下，中續間千斤頂組以后管道作為后支承點，不斷推進其前段管道，距離控制在30厘米，隨后主千斤頂在推后管道向前30厘米左右，分段逐步向前推進管道，進而達到長距離頂管施工的目的。在管道分段安裝位置中續間的確定可利用阻力進行計算，機頭正面阻力與管道外壁阻力主要通過第一號中續間進行有效克服，同時進行安全頂力儲備的大量預留。遵循相關計算方式得出，推力為4000KN時，頂進距離為70米，因此，一號中續間應在機頭20米位置進行留設，隨后遵循50米間距設置中續間。完成頂管施工后，必須由一號中續間逐漸將千斤頂組、操作管線撤除，最后將鋼筋籠、鋼管內模設置在中續間空擋內，并進行混凝土填充澆筑。

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

在井中進行項管機轉移，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。

3市政工程非開挖頂管施工質量控制

1、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。

2、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。

3、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。

4、“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。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。endprint