市政工程施工中頂管施工技術運用

盧健生

（福建省順天億建設有限公司， 福建 龍巖 364000）

0 引言

給排水管道是城市基礎設施重要組成部分，隨著城鎮化快速發展，給排水管道施工項目越來越多。傳統的挖槽埋管施工技術可能影響到地面交通，破壞其它管道，并影響到市容市貌。頂管施工技術是一種非開挖施工技術，可以在不開挖或者少開挖的情況下繞過街道，建筑等復雜施工環境，解決了城市管網施工過程中對城市建筑物的破壞以及造成地面交通堵塞等問題，縮短了施工日期，節約了施工成本，減少城市管網施工對城市環境的污染，有利于實現經濟效益和環境效益的統一。因此，頂管施工技術在市政施工中廣泛應用。

1 頂管施工技術原理

頂管施工技術也稱為非開挖施工技術，是一種少挖或者不開挖的管道埋鋪設方法。頂管施工技術是根據頂進機械設備產生的推理力，將工具管或者掘進機從工作坑內穿越到土層一直推進到接收坑內吊起，將管道按照設計的坡度頂入土層，并將土方運走，一節管道鋪設以后，繼續將第二節管道頂入土層。與傳統的開挖技術相比，頂管施工技術不需要大型的挖掘機對地面進行挖掘，不會對城市地面交通出行產生影響[1]。其次，由于土方開挖量比較少，減少了工程工期，最大限度降低城市地表的破壞。此外，頂管施工技術可以跨越鐵路、公路以及其它建筑物，大大降低了市政施工成本。頂管施工工藝流程圖如下：

2 市政工程頂管施工技術的運用

某城市污水管道全長256 米，管道埋深為6—8 米，橫穿市政立交橋和兩側副道，由于立交橋車流量比較大，行駛的重型車輛比較多，不具備大開挖條件，為了避免排水溝槽對立交橋運行影響，決定采用頂管施工技術。污水管道為雨水、城市污水河流管道，采用鋼筋混凝土管，管徑為φ1440mm，管長為2 米一節，頂管工藝采用泥水平衡機械頂管。經過勘查測量，發現施工區域沿線地下無任何綜合管網，施工區域主要以雜填土、粉質黏土、粉砂土以及砂礫土為主。為了減少土方開挖量，在檢查井處設置工作井和接收井，具體施工要點如下：

2.1 施工準備

首先，對施工現場的環境進行勘察，了解給排水管線通過區域的地質構造、水文條件以及周圍其它管線的鋪設情況，這樣才能合理設計管線通過的路徑和進出洞口的位置。其次，施工準備包括材料準備工作和機械設備的準備工作。材料的準備工作主要是管材，管材為鋼筋混凝土管，材料進場時，必須出具出廠合格證書和出場檢驗報告。管材內外面平整，沒有蜂窩麻面，承插口處不能有棱角缺失現象。選擇的螺栓必須和設計的型號相同[2]。頂管施工技術所需要的千斤頂、頂鐵、導軌、油泵等機械設備各項性能是否正常，如果出現異常要立即檢修，排除異常現象[2]。此外，還要做好施工人員培訓工作，施工技術主管向施工人員做好技術交接工作，讓施工人員了解設計、施工圖紙，以及管道結特點，穿越地層長度以及地下水的情況，從而確保施工準確性。頂管施工平面圖如下：

2.2 開挖工作坑和支護

工作坑是頂管施工的主要場地，基坑內部需要設置千斤頂、導軌等設施。管道的工作坑一般設置在檢查井位置。根據市政工程施工設計圖和施工，確定工作坑的位置，工作坑距離工作井50 米。工作坑為矩形，基坑底部尺寸為7 米′5米，高度為6.5 米。工作坑開挖方式采用逆作法施工，并與人工開挖配合，開挖由上至下逐層開挖，并嚴格遵守:“分層開挖、嚴謹超挖”的原則。在開挖的時候，不能在坑邊堆放土方、建筑材料以及機械設備，減少基坑工作的外部荷載。考慮到施工區域有雜填土、粉質土、粉質黏土等軟弱土層，因此需要在工作坑壁內設置支護結構，坑壁采20mm 厚模板、鋼管作為支撐結構，工作坑開挖并設置好支護結構以后，需要設置圍擋結構，并在周圍設置施工安全警示牌[3]。

2.3 頂進設備安裝與就位

頂進設備安裝施工要求，將相應的鉆頭安裝，安裝好以后將螺栓緊固，確保螺栓不會松動。基座作為頂進設備的基礎，主要承載頂進設備的各項負荷，為頂管機提供推進反力，在作業過程中，承受各項荷載的情況，確保不位移、不變形、不沉降。導軌采用38kg/m 的鋼軌，軌底和型鋼焊接為一體。油缸安裝在油缸架上，油缸架上油缸中心誤差范圍不能超過3mm，確保油缸手力位置準確。頂進設備和起重設備按照施工要求安裝[4]。

2.4 頂進

頂管施工是整個污水管道施工技術的關鍵環節，此次施工采用手掘式液壓頂管法。在施工的時候，必須堅持按照“先挖后頂，隨挖隨頂”的施工原則，頂進前，在管道前端坑壁開挖一個深為30-50cm 的斷面，再用千斤頂將管道頂進。

通過切土工具管切土體，然后利用人工將切土工具內的土石方取出來，人工取土長度不能超過頂鐵的長度，防止挖土的時候，由于大量土體開挖，造成土體坍塌或者空洞，影響到管道正常掘進。如果頂管頂進過程若發現土壤有潤濕情況時，應停止頂進，對周圍土體進行觀測，防止遇到軟土或者地下水，影響到正常的頂管施工。如果挖土過程中遇到障礙物、后背變形或者傾斜、頂力突然增大等現象，需要立即停止作業，對其進行檢查，排除異常情況以后才能繼續施工[5]。

2.5 頂進糾偏

糾偏是頂進機頭偏離了頂管施工設計的軸線后，需要及時調整機頭位置。頂管糾偏是利用機頭后部的糾偏千斤頂組，利用千斤頂的重量，改變機頭端面的方向，從而將其調整到設計軸線位置，讓管道沿著設計軸線頂進。此次污水管道頂進糾偏采用4 臺糾偏千斤頂組作業方式，如果鋼筋混凝土管道偏左則千斤頂采用左伸右縮的方式，如果鋼筋混凝土管道偏右則千斤頂采用左縮右伸的方式。如果頂管機頭出現旋轉現象，則需要在管道相反方向增加壓力或者在中間站提供旋轉糾正力矩等方式進行糾偏。

2.6 驗收

驗收是頂進施工技術的最后環節，直接關系到管道施工質量。頂管施工結束以后，施工單位會同設計單位、業主單位、監理單位對工程進行驗收。檢查頂管施工是否符合設計要求路線頂進，隱蔽工程質量是否符合要求等，只有符合施工技術標準以后，才能正式投入使用。驗收合格以后，施工方必須將驗收資料以及設計圖紙、施工圖紙等相關資料遞交給管道運營單位，為后期的運營管理和維修保養提供參考。

3 結束語

綜上所述，污水管道改造工程采用頂管施工技術，解決了大面積開挖對立交橋車輛運行的影響，縮短了改造工期，降低了改造成本，具有良好的經濟效益和環境效益。