探討頂管技術在市政排水施工中的有效應用

陳飛

摘 ? ?要：近年來，國內經濟的快速發展使得我國的城市快速擴張，城市市政基礎工程規模也隨之快速增長，而排水工程作為城市基礎建設中的一個重要部分，越來越引起廣大從業人員甚至普通市民的高度關注。由于傳統的排水施工大都采用明開槽方式施工，不僅施工占地面積大、揚塵噪音污染大，而且在地下水平高的地質條件下的地段也難以施工，尤其是管線埋深較深的情況下，需要取支護措施，并存在一定的安全風險。而頂管技術可以避免上述情況，近年來的應用也越來越廣泛。

關鍵詞：頂管技術;市政給排水;有效應用

1 ?頂管技術概念

頂管技術作為非開挖技術施工的一種，包括機械頂管和人工掘進頂管（俗稱土頂管）兩種。其中機械頂管常用的主要有泥水平衡式、土壓衡式兩種，包括掘進設備（俗稱機頭）、頂進設備、出土/泥漿設備、泥漿減阻設備、糾偏設備等組成的系統，人工掘進頂管相對簡單的多，主要為頂進設備（千斤頂）。該技術只有很少量的開挖（工作井、接收井位置），管道在地下敷設，具有占地少、適用地質條件廣、幾乎不受雨季降水影響、噪聲揚塵污染小等優點，使得近年來在市政排水工程廣泛使用。

2 ?市政給排水施工中頂管技術的應用價值

市政給排水工程在實際施工過程中，頂管技術的應用十分廣泛，尤其是在城區場地不能開挖地段、穿越道路、河流地段、地下水位高地質差（俗稱流沙）地段、大埋深地段等情況下，最為常用。其對于市政排水工程施工工作的正常開展有著十分重要的意義。在使用此項技術開展施工工作的過程中，一方面能夠大幅度降低拆遷費，另一方面也能夠有效降低土方開挖，同時，最大限度地降低因施工工作的開展給城市環境帶來的不利影響，使施工過程更加環保。可以說相比于傳統的開挖施工方式，在實際應用的過程中，其優勢具體體現在以下方面：（1）在實際施工過程中，不需要開挖路面，能夠最大限度地保證市政道路的通暢，降低施工過程給城市交通和環境帶來的不利影響;（2）施工流程更加流暢，尤其是受雨季影響小，能夠在保證施工質量的同時，確保工程能夠按時交工;（3）在管道穿越既有道路、河流時，相比傳統開挖施工方法，更加具有優越性。

3 ?頂管技術在市政給排水施工中存在的問題

3.1 ?做好施工準備工作

施工前，施工單位必須做充分準備，這種準備首先是必須熟悉圖紙，了解設計意圖及施工區域地質勘察資料。對每一段頂程進行頂力復核計算，在較大頂程情況下考慮是否增加中繼間，確保順利頂進進入接收坑。其次，選擇優質管材，并對其進行檢驗，防止頂進過程中因管材質量問題造成無法頂進，進而后期處理難度大甚至無法處理造成該段報廢，另選路由重新施工。經濟損失大而且工期嚴重延誤。第二，要考慮備用電源，由于機械頂管施工須24小時連續不間斷作業，如遇停電而停滯時間過長，會造成已頂進管段與周圍土壁“抱死”不能頂住，同時頂管施工所需動力源一般功率較大，大管徑管材頂進時需幾百千瓦，因此，要有備用電池或備應急措施，比如有備用發電源等。

3.2 ?高度重視現場踏勘工作

由于頂管技術為非開挖地下作業，所以施工單位應對沿線地下管線、地下構筑物、沿線建筑物基礎距管線位置、距離進行詳盡現場踏勘，千萬不能僅根據各管線單位提供的圖紙而盲目進行施工。同時，對于工作坑、接收坑位置的上部空間是否有障礙物、架空線路要充分了解。如確因障礙物原因需要調整工作坑/接收坑位置，只能沿管道中軸線位置調整。千萬不能隨意沿中軸線垂直方向調整。

3.3 ?障礙物處理

市政排水施工作為城市基礎建設，在城區尤其是老城區，管線調差不論如何詳盡，都有在頂進過程中遇到地下障礙物的可能性。這些障礙物可能是各種地下管線，也可能是由于地質勘探時未探測到的地下孤石、甚至地下文物，因此施工前要做好處理方案（包括改線、應急明挖等措施）。同時，在頂管過程如發現頂力突然增大等異常情況，不能盲目加大頂力強行頂進，應停止查明原因然后處理。在確實經現場踏勘對地下管線沒有把握的個別路段，地質情況較好的情況下，可以優先采用人工頂管。因此，人工頂管時，人工在管節內作業，對障礙物能及時發現、判別、處理。

4 ?頂管技術在市政給排水施工中的應用

4.1 ?頂管技術應用的情形

頂管技術在市政施工中的主要應用場景主要有如下四種，首先路面狹窄或周邊、上部有構筑物，不允許進行明挖開槽施工的路段。其次是地下水位高地質條件差（俗稱流砂的地段），這種情況在沿河、沿江、沖積三角洲城市中尤為常見，此時會用到頂管技術。然后是管道埋深較大的工程，這種情況在市政排水工程中的下游較為常見，因為市政排水工程一般為重力管道，在下游管道埋深逐步加大，如果采用傳統開挖方式施工，不僅作業面會很寬，有時還要增加支護、降水等措施，不僅施工難度大，而且經濟效益差。第四是穿越主要道路、穿越池塘河流等水體以及無法拆除地上構筑物的地段。

4.2 ?明確頂管技術的適用范圍

從整體上來看，頂管技術有著十分廣泛的使用范圍，然而，在承插管（F型剛承管除外）以及壓力管道工程中并不適用。前者是因為管節承口處直徑突然擴大，后者是因為壓力管道一般在管材接口要進行處理并不能擾動，但頂管時因糾偏原因管節間的扭動不可避免。當然，采用鋼管焊節的情況下，仍然可以采用頂管技術施工。另外，對于排水管直徑小于500mm時，由于管材壁厚過薄難以承受頂力，不建議采用頂管技術。當然對于PE、HDPE等柔性管材當然更不能使用頂管技術。除上述情況外，在市政排水工程中都可以結合實際情況采用頂管技術。

4.3 ?頂管施工過程中的偏差糾正環節

在頂管技術應用的過程中，在頂管進行頂進作業時，因為偏心力及阻力對頂管產生的影響，會導致頂管的實際路線與設計的路線之間存在偏移問題。在這種情況下，必須進行糾正偏差，對頂管的實際路線進行糾正，防止出現較大偏差，對頂管施工質量產生影響。在對頂管進行糾正偏差的過程中，要按照小力度、多次糾正的原則開展偏差糾正作業。在糾正偏差作業時，禁止快速大力度糾正偏差，而要一點一點的對偏差進行糾正，這樣才能夠確保頂管施工的軸線和高程控制。這樣不僅保證能順利進入接收坑，也保證施工質量。

4.4 ?人工頂管時合理確定頂進工序

采用人工頂管技術進行施工的過程中，頂進施工是重要環節。在開展頂進施工工作的過程中，手掘是最常用的手段。在正式開始手掘施工之前，需要重點控制地下水的水位，確保管底與地下水水位之間能夠保持50cm以上的距離，在此基礎上，最大限度地避免地下水滲入到管道內部，影響施工工作的正常展開。在實際施工中，需要重點查驗施工裝備和施工材料的質量，查驗無誤之后，再正式開始頂進施工工作。頂進施工具體工序：首先需要安裝頂鐵，頂鐵安裝工作結束之后打開油泵，待頂管的活塞探出之后，第一時間將油泵關閉，停止施工，按照分層處理的方式進行開挖工作，循環頂進。在頂進施工中，嚴禁在管節前超挖，同時對軸線、高程密切觀測，確保施工質量。在前述采取降水施工時，也要觀測地面沉降情況，防止對周邊構筑物的危害。

5 ?結束語

綜上所述，現階段市政排水工程的施工過程中，頂管技術是最常用的一項技術，這項技術不僅能夠避免傳統明開挖施工需要作業面大、降水、支護、受降雨影響大、揚塵噪聲污染大等一系列缺點，減輕施工人員勞動強度、提升整個工程的環境友好度。但是，在實際應用過程中，對施工人員專業素養的要求較高，因此，施工人員就需要加強學習，使自己的專業素養能夠真正滿足工程需要。

參考文獻：

[1] 李曉菲.探究長距離頂管施工技術在市政給排水施工中的應用[J].科技創新與應用，2019（9）：170～171.