非開挖頂管施工技術在市政管網中的應用探究

解延銳

（廊坊市市政設施管理處，河北 廊坊 065000）

1 非開挖頂管施工技術概述

城區市政管網工程中因地下環境復雜，管線眾多，因此如果采用大開挖的方式進行市政管網施工，將會造成很大程度的影響，甚至對已有的設施造成破壞，給城市居民生活帶來不便甚至安全隱患。在這樣的背景下，應用非開挖頂管技術，可以很好的避免這樣的影響，該技術對土層的干擾較小，產生的噪音較小，對周圍環境和交通影響較弱。與傳統開挖埋管施工相比，頂管施工工序與開挖土方數量較少，安全性更高。

2 非開挖頂管施工技術應用分析

2.1 工程案例

某市政管網工程污水管道建設模塊，其埋設深度為7.5m，長度為280m。由于該污水管道建設區域具有大量的建筑物，導致其并不能進行大面積基層開挖。為了最大限度降低排水管溝槽開挖對道路周邊地基的不利影響，本次工程采用了泥水平衡式機械頂管施工工藝。主要施工結構為C30鋼筋砼沉井結構，其頂管為F型鋼承口式II級球墨鑄鐵管。

2.2 勘查與設計

設計之前需對頂管施工區域的水文地質情況、鄰近施工現場地下管網情況、地面構造物以及周邊交通情況進行詳細勘查和調查，以此為依據設計最合理的線路及井位。在設計施工線路過程中，應注意地下環境的影響，例如線路周圍可能存在的管線、建筑基礎和樹木根莖等，此外對于管線的長度及地質條件，要合理確定工作井位置和數量。為便于后期檢查和施工維護，需要建立檢查井，從而保證工程的可靠性。

2.3 頂管管材及參數選擇

首先在市政管網建設過程中，非開挖頂管施工技術所用到管材主要為球墨鑄鐵管、灰口鑄鐵管、鋼管等。其中灰口鑄鐵管抗拉強度為140，抗彎強度為380，屈服極限在110-160之間，硬度在200以下；而球墨鑄鐵管主要抗拉強度及抗彎強度均在420以上，其屈服極限在300以上，硬度小于230；鋼管抗彎強度及抗拉強度均在410以上，屈服極限在300以上，硬度小于140。結合以上數據，可得出球墨鑄鐵管抗彎強度較大，且由于其在生產過程中，經過了脫硫、融化、孕育、球化、離心等多個處理工序，具有良好的抗壓、抗腐蝕氧化及抗動荷載性能。因此在市政管網非開挖頂進施工技術應用過程中，可優先選擇球墨鑄鐵管作為基礎材料。其次在市政管網非開挖頂管直徑選擇環節，需要綜合考慮項目類型及施工地質條件確定具體施工管徑。同時結合非開挖頂進管實際承受動載荷、靜載荷情況，可對砼管配筋情況、壁厚要求進行統一分析，進而得出相應頂進管外部周長。由于在具體非開挖頂進管作業環節，需要進行不同土方挖制節點的設置，因此在頂進管內徑設置過程中，應至少在510mm以上。最后在非開挖頂進管長度選擇過程中，由于非開挖頂進工序中頂進管長度對頂進效益具有較大的影響。因此若整體市政管網為直線推頂形式，可保證整體施工質量。

2.4 頂管工藝實施

在非開挖頂管施工技術應用前期，需采用地下管線探測裝置對地下管線位置進行全面分析，并進行導向孔的合理設置。然后利用探測棒進入導向管內部，并采用頂管掘進設備，推動頂管進入地下。最后根據孔道中位線位置，進行鉆機旋轉回拉擴孔。

2.5 工作井設置

非開挖頂管施工工藝主要具有頂管機頭安裝、出坑頂進井及機頭進坑、拆卸接收井兩種形式。在實際市政管網工作井平面位置處理過程中，主要依據設計管位置要求及以往地下管線位置，最大限度控制施工擾動力度，并結合周邊建筑群、地下管線最小平面作業半徑，選擇相應的工作井形式。需要注意的是，若在工作井設置過程中，采用鋼板樁或者沉井模式，則需要依照實際工作井深度的1.50倍核算。

2.6 頂管進出洞處理

首先應將工具管推向出洞位置，最終停止在距離出洞位置1.1m處。并在工作井洞口位置進行橡膠止水裝置的設置。在這個過程中，為了降低掘進機出洞階段扣頭問題出現概率，可在出洞止水槽下部進行輔助導軌的設置，并采取適當油缸糾偏收緊及底部延伸導軌安裝措施。隨后通過上一階段鋼混凝土與機頭的剛性連接體系設置，可在后續頂管出洞階段，采取逐節施工的形式。其次，在頂進工具管運行過程中，需要以洞口止水圈起作用作為終止標志，在其到達洞口止水圈4個小時后，可進行靜止土壓力檢測，確定最終壓力控制系數。需要注意的是，在頂管不斷推進過程中，在首節頂管安裝前期，需要設置一定數量的止退裝置，降低主頂回頂概率。同時為了控制接頭頂管出洞后阻力，可在沉井洞1/3位置進行注漿管的設置，通過觸變泥漿的流動，可最大限度降低頂進管與土層之間的摩擦阻力。最后，在頂進管距離接收井32m左右距離時，應進行軸線復測措施，并維持頂進管在接收井控制范圍內，保證頂進管平穩運行。由于大多數工程接收井外圍具有隔水帷幕、水泥攪拌樁等裝置，因此在持續推進工作中，不需要再進行土體特殊加固作業。而在頂管推進預定尺寸之后，可將頂管與后混凝土管拆除，并在雜物清除后。

3 結語

綜上，隨著城市建設的不斷進行，越來越多的市政管網工程投入建設，在進行管網工程的管道施工時，為了避免對城市環境和交通造成較大的影響，需要進行非開挖的施工技術，這樣既可以保證施工的正常進行，又可以避免對周邊環境造成較大的影響。因此在市政排水工程施工中，非開挖頂管技術以其獨特的優勢，必將得到越來越廣泛的應用。