頂管施工技術(shù)在市政給排水施工中的應(yīng)用探究

曲偉鵬

（聊城潤達(dá)水業(yè)有限公司，山東 聊城252000）

1 頂管施工技術(shù)概述

頂管施工技術(shù)以非開挖的方式完成地下管道埋設(shè)的施工方式。施工過程中依靠主頂油缸、管道間及中繼間等的推力，把工具管從工作井內(nèi)穿過障礙物直至推進(jìn)到接收井后吊起，隨之把工具管后的管道敷設(shè)在兩井之間，從而實(shí)現(xiàn)非開挖方式完成敷設(shè)地下管道。主要適用于管徑為600～4000mm 的管道，因其具有文明環(huán)保、施工文明、造價(jià)合理等，在穿越湖泊、涵洞、道路等管道工程中得到了廣泛應(yīng)用[1]。

2 頂管施工技術(shù)應(yīng)用范圍

市政給排水工程施工過程中，頂管施工技術(shù)主要應(yīng)用在以下幾種情形：（1）應(yīng)用在地面難以進(jìn)行大規(guī)模操作、挖掘的情況，例如，繁華鬧市地段、名勝文物古跡保護(hù)地段以及交通樞紐位置地段等，這些地段現(xiàn)場(chǎng)難以架線，地面也不具備開槽埋管的區(qū)域，采用頂管施工技術(shù)可有效地解決問題完成給排水管道敷設(shè)[2]；（2）應(yīng)用于不允許反復(fù)開挖操作的城區(qū)道路，城區(qū)道路反復(fù)開挖不僅影響城市交通且重復(fù)建設(shè)浪費(fèi)嚴(yán)重，此情況下，采用頂管施工技術(shù)可以有效提高市政管網(wǎng)建設(shè)效率和質(zhì)量，節(jié)省財(cái)政資源、方便市民正常生活；（3）應(yīng)用于老城、舊城改造建設(shè)，老舊城區(qū)長年累月形成的地下管網(wǎng)交錯(cuò)布設(shè)、地下管線具體位置難以準(zhǔn)確定位，采用頂管施工技術(shù)可有效降低地面施工難度。

3 給排水管道頂管施工工作流程

給排水管道頂管施工流程如圖1 所示。

圖1 給排水管道頂管施工流程

4 頂管施工技術(shù)分析

4.1 施工前準(zhǔn)備環(huán)節(jié)

頂管施工前應(yīng)詳細(xì)查閱資料并實(shí)地查看現(xiàn)場(chǎng)，了解工程所在地的地質(zhì)勘探資料、地下水位、附近地上和地下建筑物、構(gòu)筑物等情況，制定詳實(shí)的可行的施工方案，選擇合理的工具管及頂進(jìn)方式。一系列頂進(jìn)設(shè)備、頂管機(jī)、主推千斤頂、注水系統(tǒng)、起重設(shè)備、材料堆棚、棄土坑等也需要進(jìn)行預(yù)先布置[3]。

4.2 管道頂進(jìn)環(huán)節(jié)

選擇工作坑的位置并進(jìn)行開挖是頂管施工的首要步驟，要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙管線的位置和坡度對(duì)工作坑底的基礎(chǔ)進(jìn)行修建，導(dǎo)軌安裝應(yīng)依照管徑大小、管道坡度和頂進(jìn)方向確定。管道頂進(jìn)前還須開挖一個(gè)深約30～50cm 的坑道置于頂管前端。頂進(jìn)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵循“先挖后頂、隨挖隨頂、連續(xù)作業(yè)”的原則，斷續(xù)頂進(jìn)將造成阻力增大，頂進(jìn)困難，頂進(jìn)過程中，如發(fā)現(xiàn)頂管前方出現(xiàn)土方坍塌、活油泵壓力突然增大等情況，應(yīng)立刻停止作業(yè)，現(xiàn)場(chǎng)分析解決問題后再進(jìn)行繼續(xù)作業(yè)。

4.3 進(jìn)出洞環(huán)節(jié)

在實(shí)際頂管工程中，工作井的預(yù)留洞口直徑要略大于管節(jié)的的外徑，有利于頂管順利出洞。工作井洞口需用止水法蘭對(duì)預(yù)留間隙進(jìn)行有效封閉，事先需要先預(yù)埋相應(yīng)厚度鋼法蘭，逐一焊接螺栓、穩(wěn)妥安裝橡膠墊圈并用鋼板壓緊。在頂管施工的過程中，為避免出洞口周圍的土層松動(dòng)，應(yīng)當(dāng)同步對(duì)出洞口進(jìn)行加壓注漿。

4.4 注漿環(huán)節(jié)

注漿過程中需時(shí)刻關(guān)注注漿的壓力，注漿壓力應(yīng)大于靜止土方壓力，為確保出漿壓力穩(wěn)定，還可通過設(shè)置中繼壓漿泵來穩(wěn)定控制注漿壓力，泥漿出口位置應(yīng)安裝單向逆止閥，避免產(chǎn)生泥漿回流的現(xiàn)象，注漿壓力和注漿用量應(yīng)根據(jù)頂管前進(jìn)過程中的地質(zhì)情況等進(jìn)行隨時(shí)微調(diào)，頂管拐角處應(yīng)加大外側(cè)的注入量，確保全面注入。

5 頂管施工注意事項(xiàng)

5.1 做好地表沉降或隆起監(jiān)測(cè)及防治

在進(jìn)行頂管施工過程中，在管道軸線兩側(cè)一定范圍內(nèi)會(huì)出現(xiàn)地面沉降或隆起現(xiàn)象，對(duì)公共道路、周圍建筑物和道路交通及管道等公用設(shè)施造成一定的影響。沉降或隆起的主要原因有以下3 方面：（1）開挖端取土過量或不足，造成土方壓力與頂管推進(jìn)壓力失衡，引起地面沉降或隆起；（2）頂管施工軸線發(fā)生偏差后未及時(shí)糾偏，造成土層受損引起沉降或隆起；（3）頂進(jìn)管與工程管外徑存在管徑差，環(huán)形孔隙沒有及時(shí)填充引起沉降。

因此，需對(duì)路面狀況和周圍構(gòu)筑物的沉降情況進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)，地面變形和構(gòu)筑物的沉降多采用水準(zhǔn)測(cè)量的方法進(jìn)行測(cè)量，監(jiān)測(cè)頻次根據(jù)施工進(jìn)度、沉降的速率、頂管施工的影響范圍及監(jiān)測(cè)對(duì)象的保護(hù)等級(jí)來確定。其中，墻體、柱、構(gòu)筑物基礎(chǔ)等作為監(jiān)測(cè)對(duì)象，必須確保監(jiān)測(cè)點(diǎn)具備可視條件。構(gòu)筑物的傾斜情況測(cè)量一般采用傾斜電測(cè)法或傾斜位移法進(jìn)行檢測(cè)。構(gòu)筑物存在裂縫時(shí)，應(yīng)在施工前對(duì)重點(diǎn)部位進(jìn)行刷白處理，標(biāo)注原有裂縫，裂縫發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)通過裂縫觀測(cè)鏡詳細(xì)讀取裂縫寬度數(shù)據(jù)，并認(rèn)真做好記錄[4]。

為避免出現(xiàn)地表沉降或隆起，施工前嚴(yán)格做好施工準(zhǔn)備工作，并加裝壓力監(jiān)測(cè)裝置，頂進(jìn)過程中實(shí)時(shí)關(guān)注頂進(jìn)軸線，第一時(shí)間進(jìn)行偏差糾正，同時(shí)采用符合國標(biāo)的潤滑支承介質(zhì)，對(duì)環(huán)形孔隙的進(jìn)行及時(shí)填充。

5.2 管線糾偏

頂管施工的行進(jìn)路線須嚴(yán)格按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)的路線進(jìn)行施工，如管道軸線與設(shè)計(jì)軸線出現(xiàn)偏差，會(huì)引起管道彎曲，嚴(yán)重偏差時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)管節(jié)損壞、接口滲漏等情況。引起管線偏差的原因主要有以下幾方面：（1）地下土層構(gòu)成不均勻，阻力不同致使頂進(jìn)工具管受力不同形成導(dǎo)向偏差，引起管道軸線出現(xiàn)偏差；（2）頂進(jìn)工具不同步或頂進(jìn)工具出現(xiàn)壓力差造成管道軸線出現(xiàn)偏差；（3）頂管合力出現(xiàn)偏差造成位移引起軸線偏差。

因此，在頂管施工過程中需要對(duì)頂進(jìn)的軸線進(jìn)行定期檢測(cè)，通常情況下，頂進(jìn)一節(jié)測(cè)量一次，可通過復(fù)測(cè)或增加測(cè)量頻次的方式來減少軸線偏差；設(shè)備安裝過程中應(yīng)選取高精度的頂進(jìn)設(shè)備，提高設(shè)備安裝的精準(zhǔn)度。

當(dāng)管道軸線出現(xiàn)偏差時(shí)，首先要對(duì)頂進(jìn)施工的軸線彎曲的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行認(rèn)真分析，可利用可伸縮的超提刀和千斤頂進(jìn)行糾偏，糾偏需進(jìn)行定量糾偏，避免出現(xiàn)糾偏過度的情況。

6 結(jié)語

隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，頂管施工技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，在城市供水、排水、供電、供熱、供氣、移動(dòng)通信等許多管道的施工中得到普遍應(yīng)用。合理使用頂管施工技術(shù)，可以有效解決無法大范圍開挖情況下的管道敷設(shè)問題，既提高了工作效益，減少了資源的浪費(fèi)，為建設(shè)單位節(jié)約了資金，又維護(hù)了城市交通，保護(hù)了城市環(huán)境。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，設(shè)備的更新?lián)Q代，頂管施工技術(shù)在市政給排水施工中必將得到更加廣泛的應(yīng)用和更加長足的發(fā)展，為推動(dòng)城市發(fā)展進(jìn)程起到積極作用。