頂管施工技術(shù)在市政工程中的應(yīng)用

李碩 北京市市政四建設(shè)工程有限責(zé)任公司

由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，使得市政工程的規(guī)模越來(lái)越大。過(guò)去在對(duì)市政工程的管道進(jìn)行施工期間，要對(duì)道路進(jìn)行封閉處理，不過(guò)這會(huì)降低交通運(yùn)行的安全性。而想要加強(qiáng)管道施工的效果，那么就要合理的采用頂管施工技術(shù)，其作用在于不會(huì)給地面造成嚴(yán)重的破壞，從而便可以確保交通的安全性，這因此得到相關(guān)施工人員的青睞。那么下面我們就來(lái)具體的討論一下在施工工程建設(shè)期間如何合理的應(yīng)用頂管施工技術(shù)。

一、頂管施工技術(shù)概述

在給排水工程中使用頂管施工技術(shù)就不需要再對(duì)路面進(jìn)行開(kāi)挖，而是可以通過(guò)液壓鉆孔，只在工作坑中將承窩表面鉆出，將管道直接按壓進(jìn)規(guī)劃位置，使頂管互相連接。頂管施工技術(shù)的頂管井包括工作井、接收井、連接油管、接地管和照明燈等。需要施工人員事先根據(jù)工程的設(shè)計(jì)方案安裝好作業(yè)井，沿著管道鋪設(shè)位置安裝接收井，在井后還要安裝好堅(jiān)固的底座。頂管施工技術(shù)需要通過(guò)灌漿系統(tǒng)在管道周?chē)纬膳K污后，使埋入式管道順利滑入地面的覆蓋層。在滑入覆蓋層的頂進(jìn)工作中，還需要具有控制管道震動(dòng)方向的科學(xué)方法，如對(duì)土壤的切割和清除等，同時(shí)也要確保在接收器上預(yù)先安置的圓盤(pán)的安置位置準(zhǔn)確。頂管施工技術(shù)的施工范圍占地較小，施工時(shí)所產(chǎn)生的地面運(yùn)動(dòng)很小，對(duì)施工周?chē)能?chē)輛和居民的交通不會(huì)造成不良影響。

二、頂管施工技術(shù)在市政工程中應(yīng)用的優(yōu)缺點(diǎn)

（一）優(yōu)點(diǎn)分析

在市政給排水工程建設(shè)當(dāng)中，頂管施工技術(shù)相比于其他施工技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，能夠縮短工期時(shí)間，投入工程成本也相對(duì)較少。頂管施工技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中對(duì)于地表環(huán)境較小，可以穿過(guò)公路、河道、地面市政等直接進(jìn)行施工，減少對(duì)地表環(huán)境破壞。市政工程建設(shè)過(guò)程中，可供施工單位操作空間較小，并要兼顧施工工程對(duì)于周邊環(huán)境的影響，頂管施工技術(shù)對(duì)于施工面積要求不大，另外施工過(guò)程中所產(chǎn)生的噪音也相對(duì)比較低，適合市政工程建設(shè)需求。

（二）缺點(diǎn)分析

在采用頂管施工技術(shù)的過(guò)程中，要是碰到多曲線來(lái)進(jìn)行組合施工的情況，就會(huì)使得施工具有一定的難度，從而放緩施工進(jìn)度；而如果土層土質(zhì)偏軟，那么施工期間就很有可能出現(xiàn)偏差，這樣就會(huì)造成施工工程發(fā)生不均勻沉降的情況。

三、市政工程頂管施工技術(shù)的運(yùn)用措施

（一）頂管設(shè)計(jì)優(yōu)化

在市政工程頂管施工過(guò)程中，根據(jù)國(guó)內(nèi)外頂管技術(shù)的不同，將頂管技術(shù)分為保護(hù)工作井和接收井。在混凝土結(jié)構(gòu)中，如果從整體結(jié)構(gòu)的角度進(jìn)行施工，則在施工過(guò)程中將選擇鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。如果對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，單孔裝置的方向可以是矩形、圓形和方形。此外，單排井多為矩形井。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，圓形結(jié)構(gòu)最好，其次是正方形，最后是矩形。一般來(lái)說(shuō)，矩形材料的力學(xué)性能較弱。因此，為保證頂管施工的整體質(zhì)量和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，有必要通過(guò)內(nèi)部支撐或科學(xué)的結(jié)構(gòu)調(diào)整，加強(qiáng)施工人員的整體結(jié)構(gòu)布置水平。

（二）施工準(zhǔn)備

首先，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境進(jìn)行勘察，了解給排水管線通過(guò)區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造、水文條件以及周?chē)渌芫€的鋪設(shè)情況，這樣才能合理設(shè)計(jì)管線通過(guò)的路徑和進(jìn)出洞口的位置。其次，施工準(zhǔn)備包括材料準(zhǔn)備工作和機(jī)械設(shè)備的準(zhǔn)備工作。材料的準(zhǔn)備工作主要是管材，管材為鋼筋混凝土管，材料進(jìn)場(chǎng)時(shí)，必須出具出廠合格證書(shū)和出場(chǎng)檢驗(yàn)報(bào)告。管材內(nèi)外面平整，沒(méi)有蜂窩麻面，承插口處不能有棱角缺失現(xiàn)象。選擇的螺栓必須和設(shè)計(jì)的型號(hào)相同。頂管施工技術(shù)所需要的千斤頂、頂鐵、導(dǎo)軌、油泵等機(jī)械設(shè)備各項(xiàng)性能是否正常，如果出現(xiàn)異常要立即檢修，排除異常現(xiàn)象。此外，還要做好施工人員培訓(xùn)工作，施工技術(shù)主管向施工人員做好技術(shù)交接工作，讓施工人員了解設(shè)計(jì)、施工圖紙，以及管道結(jié)特點(diǎn)，穿越地層長(zhǎng)度以及地下水的情況，從而確保施工準(zhǔn)確性。

（三）穿墻技術(shù)

在穿墻管中需要填充一些黏土水泥拌合土，選擇的是一些強(qiáng)度較低的拌合土，能夠有效防止水土的侵入，通過(guò)注漿對(duì)穿墻管的外部進(jìn)行加固，防止土體發(fā)生松動(dòng)，在進(jìn)行穿墻施工時(shí)，需要對(duì)周?chē)氖┕きh(huán)境進(jìn)行分析，根據(jù)實(shí)際的施工情況制定出施工方案，在開(kāi)啟悶管之后，需要及時(shí)推進(jìn)工具管，做好止水工作，選擇的止水板要是20mm 左右，要能夠耐磨和拉伸，及時(shí)做好安裝工作。

（四）選擇管道

市政給排水工程施工過(guò)程中需要科學(xué)選擇排水管道，延長(zhǎng)管道使用壽命，擴(kuò)大市政工程應(yīng)用后的惠民效益，并縮小工程施工成本。目前常用管道材質(zhì)主要有鋼型管、塑料管、混凝土管三種，但承壓能力各不相同。應(yīng)用頂管施工技術(shù)過(guò)程中，主要依靠推力將管道打入到預(yù)定施工位置，因此需要管道能夠承受較強(qiáng)的施工壓力。市政工程給排水工程主要以生活污水、工業(yè)污水為主，其中含有化學(xué)物質(zhì)，能夠腐蝕管道，需要保證所選擇的管道能夠長(zhǎng)期經(jīng)受此類(lèi)污水沖刷與腐蝕破壞。在長(zhǎng)度選擇上，則需要考慮到施工地區(qū)線路長(zhǎng)短、彎曲弧度，對(duì)于線路長(zhǎng)彎曲度比較小的施工地區(qū)，則需要選擇較長(zhǎng)的頂管；反之，彎曲大、施工線路比較短的施工地區(qū)，則需要選擇線路較短的頂管。

（五）管道頂進(jìn)技術(shù)

在采用管道頂進(jìn)技術(shù)的過(guò)程中，要確保推進(jìn)工作能夠滿足相關(guān)要求，不要太快，但也不能過(guò)慢，在此期間要參照推進(jìn)的有關(guān)數(shù)據(jù)，以給隨后所要進(jìn)行的頂進(jìn)奠定基礎(chǔ)。在機(jī)頭入洞之后，如果碰到異物或機(jī)頭下墜的狀況，那么就要一邊分析出現(xiàn)的問(wèn)題，一邊讓機(jī)頭慢慢的往前頂進(jìn)。在管道進(jìn)土之后，在每頂進(jìn)1m 后都要進(jìn)行測(cè)量，而想要保證頂進(jìn)角度的精準(zhǔn)性，那么就要盡量多的進(jìn)行測(cè)量。等到管道頂進(jìn)以后，要保持好頂管機(jī)的方向，同時(shí)根據(jù)測(cè)量結(jié)果來(lái)研究為何會(huì)出現(xiàn)偏差，然后制定出完善的解決措施。在頂管機(jī)處于接收井封門(mén)位置的情況下，便能夠結(jié)束頂進(jìn)，然后對(duì)引導(dǎo)軌進(jìn)行安設(shè)。在機(jī)頭經(jīng)過(guò)導(dǎo)軌鉆進(jìn)井里之后，就能夠拆卸排泥管、動(dòng)力電纜，從而就可以確保機(jī)頭和管節(jié)處于分離的狀態(tài)，之后把管節(jié)送到預(yù)設(shè)的地方。

（六）泥漿減阻技術(shù)

泥漿減阻技術(shù)是為了控制管道頂進(jìn)過(guò)程中所產(chǎn)生的阻力、后坐力等作用力，通常采用膨潤(rùn)土泥漿作為減阻的主要材料，能夠有效減少在管道頂進(jìn)過(guò)程中管壁所產(chǎn)生的作用力。在管道頂進(jìn)的過(guò)程中，通過(guò)泥漿減阻技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效提高管道頂進(jìn)的速度和效率，但施工人員更要對(duì)管道頂進(jìn)的水平和垂直情況進(jìn)行仔細(xì)檢查，避免管道的連接產(chǎn)生誤差。

（七）驗(yàn)收

驗(yàn)收是頂進(jìn)施工技術(shù)的最后環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到管道施工質(zhì)量。頂管施工結(jié)束以后，施工單位會(huì)同設(shè)計(jì)單位、業(yè)主單位、監(jiān)理單位對(duì)工程進(jìn)行驗(yàn)收。檢查頂管施工是否符合設(shè)計(jì)要求路線頂進(jìn)，隱蔽工程質(zhì)量是否符合要求等，只有符合施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以后，才能正式投入使用。驗(yàn)收合格以后，施工方必須將驗(yàn)收資料以及設(shè)計(jì)圖紙、施工圖紙等相關(guān)資料遞交給管道運(yùn)營(yíng)單位，為后期的運(yùn)營(yíng)管理和維修保養(yǎng)提供參考。

四、技術(shù)應(yīng)用的注意事項(xiàng)

為保證頂管施工技術(shù)的合理性施工前盡量了解施工區(qū)的自然環(huán)境，特別是物理性質(zhì)和土壤分布。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，對(duì)設(shè)備和工藝進(jìn)行調(diào)整，以確保滿足運(yùn)行要求。在實(shí)際施工前，必須采用三維模型對(duì)管道進(jìn)行應(yīng)力模擬，分析管道鋪設(shè)后的擠壓力，以保證管道的應(yīng)力平衡，延長(zhǎng)管道的使用壽命。對(duì)頂管施工過(guò)程中的應(yīng)力進(jìn)行分析，確保頂管滿足設(shè)計(jì)要求。在整個(gè)施工過(guò)程中保持良好的施工質(zhì)量。在下一個(gè)施工階段之前，必須達(dá)到施工階段的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。施工過(guò)程中注意氣候變化的影響，例如寒冷地區(qū)，冬季需要?dú)鈮憾皇撬畨簛?lái)減少管道結(jié)冰的可能性。頂管的最大頂升壓力應(yīng)根據(jù)地質(zhì)調(diào)查資料計(jì)算。檢查千斤頂側(cè)壁在千斤頂連接處的最大阻力，以確保其大于杰克的最大壓力，確定管壁厚度，布置頂管設(shè)備等。如果計(jì)算的頂壓過(guò)高，必須采取適當(dāng)?shù)臏p阻措施，如用膨潤(rùn)土潤(rùn)滑，管接頭良好，可以確保管坡不漏水。聯(lián)軸節(jié)應(yīng)與主接頭和管頭外周連接。管接頭必須密封良好，橡膠密封件必須正確安裝。管接頭無(wú)裂紋、滲漏，管道及施工無(wú)雜物。應(yīng)支撐進(jìn)入接收井的管道下端，以防止懸臂力對(duì)管道產(chǎn)生不利影響。建立地面和地下測(cè)量控制系統(tǒng)。控制點(diǎn)應(yīng)置于安全位置，不受干擾和保護(hù)。頂管和內(nèi)部通風(fēng)用平衡頭。工具頭應(yīng)該能夠處理意外的構(gòu)造問(wèn)題。工作井設(shè)備安裝完畢后，經(jīng)各部門(mén)檢查后方可進(jìn)行開(kāi)挖和頂進(jìn)。由于頂管是兩根平行管，為了避免相互干擾，先安裝千斤頂，然后再安裝另一個(gè)千斤頂結(jié)構(gòu)。首先，把管子放在導(dǎo)軌上。導(dǎo)軌由兩條平行的導(dǎo)軌組成，其主要功能是使推進(jìn)管在工作井內(nèi)有一個(gè)穩(wěn)定的導(dǎo)向裝置，使推進(jìn)管沿導(dǎo)向裝置進(jìn)入土壤，一旦就位，則可以開(kāi)始安裝過(guò)程。熨燙時(shí)，檢查管軸和管底的高度是否符合設(shè)計(jì)要求。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在市政工程的施工中，采用頂管法施工可以有效解決傳統(tǒng)施工中的很多問(wèn)題，能夠取得比較顯著的優(yōu)勢(shì)，當(dāng)前城市中市政道路工程的施工規(guī)模不斷擴(kuò)大，各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施也在不斷完善。頂管施工技術(shù)已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，在市政工程中發(fā)揮著重要的作用，推動(dòng)市政道路工程的順利進(jìn)行，頂管施工技術(shù)的施工也會(huì)受到外在因素的影響，需要在施工中做好準(zhǔn)備工作，并關(guān)注各環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，保證頂管施工的質(zhì)量安全。