頂管技術在市政排水管道施工中的主要技術應用

張家勝

摘 要：市政給排水系統作為城市基礎性設施對于人們的生活工作有著重要的影響，是有效防洪、防澇、給水排水、排污的重要保障設施，對于自然資源保護和利用有著重要的作用。但是我國當前的市政給排水系統工程仍不夠完善，排水設施容易出問題，排水設施維護修理不夠及時而衍生其他方面的問題。對此，市政給排水工程施工過程中要高標準嚴要求，提升施工質量水平，以使得市政給排水工程能夠更加完善。市政給排水施工技術中頂管施工是現代化管道施工中關鍵的敷設技術，在各市政工程企業受到廣泛應用。鑒于此，本文是對市政排水管道施工中的主要技術進行研究和分析，僅供參考。

關鍵詞：市政；給排水施工；頂管施工技術

1 頂管施工概述

頂管施工是施工技術改革的趨勢下產生的一項科學化的技術，其工作原理是利用始發井中油缸產生的頂力將預制管材頂入土體中，頂進過程通過人工或機械除土將管道內原有土體清出，達到管道埋設目的的施工方法。頂管施工主要具有的優勢有以下幾點，首先是將管道施工對周邊居民生產生活的影響降到最低，施工時不會占用過多場地；其次，頂管施工過程中地面交通不會受到影響，車輛還能在地面上正常通行，大大緩解了管道施工與路面交通之間的矛盾；最后，頂管施工可以穿越已建成高速公路路基、高速鐵路路基、河流等不具備開槽施工的地段，大大提高該方法的適用性。

2 頂管施工在市政給水管道施工中施工技術要點

2.1 施工前準備與方法選擇

工程在頂進前，須做好地質勘查工作，要對擬頂進區域的水文、地質情況、地基土壤種類及物理性質，各層土的密實度、含水層的滲透系數、地下水位、流量和地表水排水情況進行調查，保證頂管施工過程中土層穩定性。頂進作業應在工作坑水位降至基底以下0.5m～1.0m進行。在開挖工作坑時，應設置好排水、降水系統。在頂進過程中，應根據前期對即將展開頂管作業區域的地質調查情況、土壤種類等地質資料對可以發生開挖面失穩、頂進管道發生高程、方向偏移的地方進行預處理；對地質勘查發現的孤石、頂進路線中存在的斜巖面等，應做好應對措施，防止頂進過程造成路面下陷、隆起、開裂等現象以及對周圍建筑物和構筑物造成破壞。

2.2 頂進設備選擇、安裝及調試

頂進設備選擇、安裝。千斤頂臺數根據最大頂力配置。設備安裝完后進行調試：逐步加大油缸壓力檢查千斤頂功能有無異常，管路有無泄漏；推動管身，測定起動推力。頂進設備調試以試頂一般以頂動管身為止。試頂中，在各有關部位及觀測點處均應有專人負責，隨時注意變化情況；油泵開啟后每當油壓升高5～10MPa時須停泵觀察，如有發現異常情況，應及時處理；同時要注意觀察后背和底板的變化。

2.3 頂管出洞

頂管出洞是頂管施工過程極為重要的一環。頂管在出洞時應特別注意洞口土體質量、開挖面穩定性等，必要時可采用注漿法加固洞口土體，確保井內施工人員及設備的安全。頂管出洞頂進時油缸應逐步加壓，時刻注意管子所受的應力值，如應力過大，可采用工具管來代替正常管節。頂管出洞如采用機械除土，要防止掘進機穿墻時下跌、必要時可采用延伸導軌、保留洞口下部預留縫隙磚墻等辦法。

2.4 中繼間的設置

中繼間是長距離和超長距離頂管施工的關鍵裝置，原理是通過將頂進管道分成數段，在管段之間增加油缸，分段向前推頂，使主千斤頂的頂力分散，從而達到增大一次頂進長度的目的。中繼間應根據工程地質及工程需要準確計算頂進推力后而設置。頂管到位后，中繼間的外殼與管道的焊接質量關系到整個頂管施工的質量，應提前制定專項方案，確保連接處無滲水、漏水現象。因此中繼間的選型、數目以及設置位置直接影響著頂管的質量和頂進速度，甚至關乎整個頂管工程的成敗。

2.5 注漿減阻

常用的注漿材料主要有高分子聚合物、膨潤土泥漿等。注漿主要有兩個作用：一是起潤滑作用，注漿后漿液會在管外壁與土體之間形成一層液膜將頂進管道與土體之間的干摩擦變為濕摩擦，大大減少管外壁與土體之間的摩擦力；二是起填充管外壁與土體之間縫隙作用，漿液填補施工時管外壁與土體之間的空隙，同時在注漿壓力下，漿液會滲入周圍土體中，起到加固土體，減小土體變形，穩定路面的作用。

3 頂管施工在市政給水管道施工中施工注意事項

3.1 頂管內部環境控制

頂管施工過程中，由于地質條件的不確定性，頂進線路中的土體質量、成份可能存在盲點，頂進過程可能會穿越淤泥質土層、填土等有機物含量較高的土體，其經過長期的厭氧發酵會產生大量有毒氣體，如不及時將這些有害氣體排出頂管外部，會對內部施工人員造成重大傷害甚至死亡。因此在頂管施工過程，特別是采用人工除土掘進時要及時做好管內有毒有害氣體的檢測工作，做好通風以及施工人員防護工作，必要時應穿防護服、配戴防毒面罩，確保施工人員的人身安全。

3.2 施工現場已有管線的保護

頂管施工前應提前做好施工現場特別是工作井與接收井影響范圍內涉及的已有管線勘查工作，避免頂管施工給周圍已有管線造成破壞。管線勘查探測可通過所屬地區城建檔案館調取管線資料、用專業地下管線探查設備探查、人工開挖溝槽進行坑探、與管線權屬單位、管理單位現場確認等方式進行，對影響居民生活的重點管線如電力、燃氣、供水、通訊等管線應重點加強保護，頂進前應計算頂管與其之間的距離，合理制定保護方案進行保護，例如加固即將穿越的土體，控制管線變形量；減少頂管開挖面在已有管道下方的時間等措施。在現已有條件下無法進行保護的情況下，應協調權屬單位對管線進行遷改，從而保護已有管線，確保周邊居民的生產生活不會受到頂管施工影響。

4 結束語

目前，城市化發展過程中城市地下管道改造已經成為當前城市基礎設施施工與應用的重要環節。新技術、新工藝、新材料、新設備的不斷提升和廣泛應用促進了建筑行業的發展，提升了人們的生活水平基礎建設，促進了城市化發展。在市政給排水系統施工過程中，頂管技術得到了較為廣泛的應用，這是由于其實用性強，能夠克服復雜的地理條件因素，大大的提升了市政給排水施工效率。

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