長距離頂管施工技術在市政給排水施工中的應用研究

陳軍民

（廊坊市市政設施管理處，河北 廊坊 065000）

頂管技術是一種不需要進行管道開挖作業的施工方式。長距離頂管技術是指進行分段給排水管道施工時，每一段給排水管道的長度都在200m 以上，有的長度甚至會超過2000m。相對于傳統上的市政給排水管道開挖技術，長距離頂管技術不需要對市政道路進行開挖作業，減少對原有道路的損害，占地面積較小，施工噪音低，能夠提高工程質量，節約工程施工工期，節約工程項目成本，對其研究十分必要。

1 市政給排水施工中長距離頂管施工技術

非開挖是頂管施工中采用的主要方法，在基本不動工的情況下，為以后的管道鋪設提供了非常大的便利條件，在節約施工成本的同時，對人力、物力等進行有效整合，保障了當地居民的權益。

1.1 頂管施工法

頂管施工法的優點是在較小的噪音下完成施工，振動幅度小，減少對地面的破壞，在穿孔施工或者或者無鋼套管情況下頂進永久性公共管道中的應用比較普遍。主要的施工方法是在地面上開挖兩個基坑井，將鋼管與工作井進行合理安放，利用千斤頂或其他頂進裝置，在有效的推進作用下，從工作井預留口將鋼管穿出，從土層一直到接收井的預留口邊，最后達到接收井的預留口，管道的施工工作最終完成。

1.2 水平螺旋鉆進技術

水平螺旋鉆進技術在長距離頂管施工中應用的非常廣泛，在市政給排水施工中發揮著至關重要的作用。這種技術能夠使長距離管道作業中地面的波動有效減少，對土層起到一定的保護作用。在長距離管道市政排水管道頂管施工中，小直徑的排水管能夠啟到良好的適用效果，能夠使管道的偏差得到有效控制，將管道的干擾程度降低，頂管相互之間的距離能夠更加準確。

2 工程實例

2.1 工程概況

某城市的市政給水引水改造工程，需在引水渠的位置施工2 根直徑2600mm 的鋼管，中心的間距6m～14m。頂進的長度約為780m，總長度超過2500m。頂管需要穿越淤泥混砂、粘土、中砂、殘積礫質粘性土等土層。

2.2 長距離頂管施工準備

首先應考慮施工總平面圖的布置，主要包括很多方面的內容，比如起重設備、料具間、注漿系統、管材堆場、自動控制室等。要將發射架、頂管機、主推千斤頂和反力架等設備布置在始發工作井內，還需要將下井扶梯設置在工作井邊側，這是為了讓施工人員上下更加的方便。

2.3 長距離頂管的主要施工設備

頂管管道頂進沿線沒有其他建筑物基礎，管道的直徑也不小于800mm。那么就可以確定有千斤頂、反力墻、起重設備等主要設備。在進行的政給排水管道的長距離頂管施工前，應首先進行頂力計算，根據計算結果選用適當的頂進設備。頂力計算依據下列公式進行：

式中P-計算的總頂力，k N；f-頂進時管道表面與周圍土層之間的摩擦系數；ω-管道單位長度的自重，k N/m；L-管道的計算頂進長度，m；PF-頂進時首節管道的迎面阻力，k N；θ-弧形基礎支承角，一般取135°～180°；Dav-首節管道切土刃腳的平均直徑，m；t-用于切土的刃腳厚度，m 對于“F”型管是指承口鋼板厚度，對于企口管是指承口管沿厚度；R-擠壓阻力，一般取300 ～500k N/m2。

2.4 管道頂進技術

在進行市政給排水管道的頂進作業時，應每完成一根管道的施工進行一次測量。在最開始的10m 范圍內，應該增加檢測的數量。允許偏差的范圍為：軸線位置小于3mm，高程小于3mm。竣工完成后，應對市政給排水管道的中心線和高程進行最終校驗。市政給排水管道的頂進作業應連續進行，中途一般不應該有停頓。在施工過程中使用橡膠或其他材質的緩沖材料進行緩沖使受力保持均勻的狀態。在使用橡膠圈時可使用潤滑劑等材料保證施工過程的流暢，避免發生梗阻的情況。

2.5 管節止轉技術

在進行市政給排水管道的施工作業時，機頭會在外力的作用下不停的旋轉，這樣對于施工來說是十分不利的，所以必須采取相應的止轉措施，保證工程的正常進行。一般的處理手段是在機頭的前方水平兩側設置規格為30mm×25mm×1800mm 的焊翼板。

2.6 制作與澆筑泥漿

在進行市政給排水管道長距離頂管施工時，必須使用泥漿作為必要的潤滑材料，其中泥漿的配合比是施工中的控制要點。為了保證工程質量，在進行泥漿配備時應進行科學的計算，選擇良好的原材料進行充分的攪拌，注漿的時候要控制好注漿機壓力，注漿壓力不能高于頂管管體上靜止土壓力，同時還要根據地下結構層的改變，對注漿方案進行相應的調整；完成施工后，還要制定有效措施，避免管道發生沉降。

2.7 降水措施

對于地下水位較高的頂管作業，需要采用適當的降水措施，保證施工的順利進行。一般在施工現場采用井點降水的方式進行降水施工。井點的布置應根據地質條件和地下水位等確定。其離坑壁的距離應保證大于1m，間距也應保持在1m 左右，其必須埋入含水層以下。井點的鉆孔孔徑應大于300mm，深度應大于500cm。井點在進行降水時應不間斷的進行，在3～5 天水位穩定后方可停止。

總之，長距離頂管施工技術在市政給排水施工中具有非常關鍵的應用，需要對施工中的影響因素進行有效把握，利用頂管施工法和水平螺旋鉆進技術安全合理的施工，同時對施工質量進行嚴密的檢查，保證給排水施工質量能夠達到規定標準，使城市建設的步伐不斷加快，為城市經濟的發展做出積極有益的貢獻。