頂管施工技術(shù)在市政工程中的應(yīng)用

魯亦文

（云南建投第二建設(shè)有限公司　云南昆明　650201）

隨著經(jīng)濟(jì)科技的發(fā)展，市政工程建設(shè)不斷增加，對地下管網(wǎng)建設(shè)要求不斷提高，要求地下管網(wǎng)工程施工要減少對道路交通及周邊建筑物影響，減少在地下管網(wǎng)工程過程中對周圍居民生活的影響。順應(yīng)時(shí)代潮流發(fā)展，朝著社會(huì)要求的方向改變，必須要提高施工技術(shù)，下面本文研究的頂管施工技術(shù)在一定程度上有效地解決了這些問題。

1　工程概況

本研究裝選用的工程是處于某市的大渡口污水處理廠污水管網(wǎng)工程，在此工程中包含A線管網(wǎng)D1000-D1200，長度達(dá)3.68km，B線管網(wǎng)D600-D800，長度達(dá)1.28km，C線管網(wǎng)D800-D900，長度達(dá) 3.39km，這三個(gè)排水系統(tǒng)它們的總長度為8.35km。在整個(gè)系統(tǒng)中A線路排水系統(tǒng)是最為復(fù)雜難做的，因?yàn)榇┻^重要的道路，穿過老城區(qū)和一些人口比較密集的地方，所以在管網(wǎng)施工過程中肯定會(huì)對當(dāng)?shù)氐牡缆方煌ê椭車慕ㄖ镆恢苤車藗兊纳顜肀容^嚴(yán)重的影響。

2　頂管施工

利用頂管施工技術(shù)方法進(jìn)行施工，首先要確定管段之間的工作井和接收井，明確其位置然后利用推力設(shè)備在工作井內(nèi)把頂管機(jī)頭從軌道上推入土體內(nèi)部，然后利用機(jī)頭的導(dǎo)向作用，頂進(jìn)提前預(yù)支好的鋼筋混凝土管，整個(gè)頂級技術(shù)施工完成之后再把剩余的土進(jìn)行清理，完成后續(xù)工作，管道敷設(shè)任務(wù)也就完成了。

2.1　頂進(jìn)技術(shù)工作井和接收井設(shè)置

在實(shí)際的工作井和接收井施工安排中要根據(jù)當(dāng)時(shí)工程的特點(diǎn)，此次工程建設(shè)施工設(shè)置七個(gè)工作井和九個(gè)接收井，工作井和接收井主要是利用C30現(xiàn)澆鋼筋混凝土矩形的井結(jié)構(gòu)，再具體設(shè)置時(shí)保持工作井的內(nèi)凈空達(dá)到6.5m×5m，接收井的內(nèi)凈空達(dá)到4m×4m。而且在設(shè)置工作井和接收井的地方保證其地質(zhì)條件穩(wěn)定，處于地下水比較貧乏的位置，在開挖時(shí)從上到下分層施工挖掘，在管道進(jìn)出的地方留有足夠的余洞，挖完之后先用磚進(jìn)行封堵后期再取出，避免出現(xiàn)意外情況，也方便了后期施工操作[1]。

2.2　地面設(shè)備頂進(jìn)設(shè)備的選型和布置、安裝

工作井地面設(shè)備選取上要利用頂管技術(shù)施工所需要的各種設(shè)備，例如，液壓系統(tǒng)、配電站、倒裝設(shè)備等。此次工程施工實(shí)踐中主要是選取兩臺(tái)電動(dòng)空壓機(jī)（1m3和3m3）的及其作為氣壓系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行空氣的生產(chǎn)與壓縮，然后把空氣凈化之后進(jìn)行儲(chǔ)存量足夠多時(shí)在輸入到管道中；在施工中用來潔凈施工環(huán)境的鼓風(fēng)機(jī)（5kW）設(shè)備主要是排煙和施工用氣進(jìn)而保障使館人員的呼吸安全；對主頂和中繼間的千斤頂提供運(yùn)行的壓力油主要是利用高壓油泵、溢流閥、油管、控制閥和油箱等液壓系統(tǒng)。選好這些設(shè)備還要對具體實(shí)際進(jìn)行改變，此時(shí)把每個(gè)工作井中配備兩臺(tái)高壓泵進(jìn)行并聯(lián)循環(huán)作業(yè)并且配備一套完整的壓漿系統(tǒng)，壓漿系統(tǒng)主要包括泥漿池、注漿泵、攪拌機(jī)、管道等，最后為工程建設(shè)施工的方面選用一臺(tái)合適的門式吊機(jī)。

井內(nèi)頂進(jìn)設(shè)備主要是選取在此項(xiàng)技術(shù)施工中最重要的施工設(shè)備主千斤頂，根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際需要，測算出此項(xiàng)目需要2臺(tái)2000kN油壓的千斤頂進(jìn)行作業(yè)施工，并且在布置時(shí)要左右對稱，千斤頂?shù)挠统瘫ＷC在1500mm，設(shè)備中的電動(dòng)油泵要供給主頂油管，滿足這些才能順利進(jìn)行施工。

3　頂進(jìn)施工

3.1　頂管出洞

在做好一系列準(zhǔn)備工作之后，開始進(jìn)行施工頂進(jìn)技術(shù)操作，頂管出洞，在頂進(jìn)施工中，為了預(yù)防積水從洞口和外壁間縫隙流進(jìn)工作井中要在工作井的內(nèi)部留有必備的有機(jī)頭和出洞洞口，并且要保證預(yù)留之間是密封的，形成一個(gè)完整的密封的內(nèi)套環(huán)結(jié)構(gòu)，套環(huán)內(nèi)不再設(shè)置一些防水橡膠板，把整個(gè)套環(huán)安裝在預(yù)留部位，加固焊接在外圍打在預(yù)埋鋼管上面，保證緊密結(jié)合。

3.2　長距離頂管施工的設(shè)計(jì)

頂進(jìn)技術(shù)進(jìn)行頂管施工在一定情況下需要考慮設(shè)計(jì)長距離頂管施工，這主要是管道受到外壁的摩擦力比較大機(jī)頭前面土體壓力作用比較大，而此時(shí)工作井內(nèi)部的千斤頂推力沒有那么大，這樣就必須設(shè)置相關(guān)的輔助增加推理的系統(tǒng)。在進(jìn)行一次性的增加推理的頂進(jìn)長度計(jì)算式，推算公式為：N=（L×S×F+A）×K，取一定的相關(guān)值利用公式可以計(jì)算出本次施工中一次性的頂進(jìn)長度，本工程中A線的一次性頂進(jìn)長度最多為70m，而且由于在此線路管道中全線長度為1230m，應(yīng)用頂進(jìn)技術(shù)分設(shè)了7個(gè)工作井，所以在工程施工中必須要布置中繼間來完成整個(gè)工程操作。

3.3　中繼間的設(shè)置

設(shè)置中繼間，主要是根據(jù)工程實(shí)際需要的，中繼間設(shè)置的主要作用是在長距離頂管施工中增加推力，此系統(tǒng)的主要構(gòu)成主要是千斤頂組、殼體和千斤頂緊固件、承壓法蘭片和其他一些相關(guān)的液壓系統(tǒng)，電氣操作系統(tǒng)。詳細(xì)的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1　中繼間結(jié)構(gòu)示意圖

中繼間推進(jìn)的過程當(dāng)中，最佳后支撐點(diǎn)的選擇是后油壓管道，使用中繼間結(jié)構(gòu)當(dāng)中的千斤頂組來推進(jìn)前半段油壓管道，采用主千斤頂來對油壓管道的后半段進(jìn)行推進(jìn)，每次推進(jìn)的距離大約是30cm，在施工的過程當(dāng)中，使用千斤頂組來對油壓管道進(jìn)行分段推進(jìn)，可以實(shí)現(xiàn)長距離頂管的計(jì)劃。在油壓管道當(dāng)中進(jìn)行分段中繼間安裝，安裝的具體位置需要由管道當(dāng)中的阻力決定，安裝位置在最前方的中繼間在頂管的過程當(dāng)中主要受到來自機(jī)頭和管道外壁的阻力，應(yīng)該為其儲(chǔ)備足夠的安全頂力。在經(jīng)過精細(xì)的運(yùn)算之后發(fā)現(xiàn)，每4000kN的推進(jìn)力可以將特定段的油壓管道向前推進(jìn)70m，所以安裝在最前方的中繼間的位置應(yīng)該在距機(jī)頭20m的位置，其后的中繼間相鄰兩個(gè)之間距離為50m[2]。

4　頂進(jìn)技術(shù)后期工作

4.1　頂管施工的測量、糾偏

4.1.1頂管測量

頂管施工技術(shù)必須按照設(shè)定的管道中心線和工作井依據(jù)實(shí)際工程的測量系統(tǒng)進(jìn)行頂管測量，在測量時(shí)不能輕易的改動(dòng)線路，而且選擇測量的位置要保證視線清楚方便核查。設(shè)置測量平臺(tái)選取臨時(shí)的水準(zhǔn)點(diǎn)，每次測量時(shí)進(jìn)行核實(shí)和調(diào)整，經(jīng)過設(shè)計(jì)管道引入到工作井中，然后進(jìn)行觀測。通常情況下，觀測頻率為頂進(jìn)距離擴(kuò)展500mm測量一次。

4.1.2頂管糾偏

此項(xiàng)工作主要是減少偏差，減少機(jī)頭與設(shè)計(jì)軸線的偏離，工作中主要是利用糾偏千斤頂組進(jìn)行調(diào)解處理，改變機(jī)頭前端方向，從而減少機(jī)頭與設(shè)計(jì)軸線的偏離尺度。在頂進(jìn)技術(shù)中頂進(jìn)糾偏工作操作主要是調(diào)整四臺(tái)糾偏千斤頂組，管道發(fā)生偏離后按照實(shí)際情況把千斤頂組左右伸縮即可。

4.2　長距離頂管的通風(fēng)

根據(jù)工程實(shí)際設(shè)置長距離頂管，施工過程裝頂管中會(huì)產(chǎn)生大量有害氣體有效保證長距離點(diǎn)管的通風(fēng)才能夠有效保護(hù)施工人員的呼吸安全，主要的通風(fēng)方式有鼓風(fēng)和抽風(fēng)。

把風(fēng)機(jī)放在工作將的地面上，把外部的清新空氣通過風(fēng)機(jī)傳送到管道內(nèi)這種方式叫做鼓風(fēng)式通風(fēng)。利用這種方式可以排除工作面的有害氣體，它的風(fēng)筒有效射程比較長，但是運(yùn)行過程中會(huì)隨著管道的增長壓力減小，所以不適合用于距離特長的管道中。

5　結(jié)束語

綜上所述，本次工程實(shí)踐中利用頂管施工技術(shù)有效的減少了對道路交通和周圍鍵入以及周圍居民生活環(huán)境的影響，利用先進(jìn)的技術(shù)減少工作量，取得一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。