頂管施工技術在城市給排水工程中的應用思考

李硯輝

摘 要 我國城市化進程發展越來越快，由此使我國市政工程建設取得了突飛猛進的發展，特別是市政給排水施工建設質量有更大程度的提升，市政給排水施工工程規模進一步擴大，在這樣的情況下，就需要高度重視市政給排水施工技術，使其不斷的優化和完善，其中頂管技術在市政給排水施工過程中得到越來越廣泛的應用，并呈現出巨大的應用優勢。因此，文章結合實例，就頂管施工技術在城市給排水工程中的應用進行闡述。

關鍵詞 頂管施工技術;市政給排水;應用

1頂管施工技術概述

頂管施工技術主要指的是，在不開挖地表的前提下，有針對性地結合實際情況充分應用液壓頂進工作站，從頂進工作坑將待鋪設的管道頂入，通過這樣的方法在頂管機之后直接鋪設管道的非開挖地下管道施工技術。針對具體內容而言，主要是結合具體的施工方案和設計圖紙，在管道的沿線設置相對應的工作井和接收井，與此同時，在工作井內部設置堅固后座，并有效連接相對應的油管、照明和泥漿管等管線，然后再進一步有效采用油壓千斤頂等把即將預埋的管道實施頂進作業，再利用壓漿系統確保管節周圍構成泥漿套，通過這樣的方法，確保管道能夠在泥漿套中有效滑行[1]。

2實例分析

2.1 工程概況

某截污管網工程中頂管設計長21.5km，某道路頂管施工總長1122m，采用DN800的混凝土Ⅲ管，管底埋深4.5～5.4m，坡度0.2%～0.5%，工作井內徑7.0m，井壁厚55cm，接收井內徑4.0m，井壁厚45cm，均采用抗滲P6且C30的現澆混凝土。

2.2 頂管施工方法

（1）機械設備選型

1）頂管機選型。根據地勘報告及現場土質實地調研綜合分析，采用泥水平衡掘進機。該頂管機主要包括刀盤切削裝置、動力裝置、液壓裝置、糾偏裝置、泥水裝置、電氣操作系統、顯示裝置等。

2）主頂裝置。主頂裝置采用2只200t液壓千斤頂，并排布置。頂進過程中調整軸線，主要依靠主頂裝置上的活動底架，該底架一般采用槽鋼焊接。

3）頂進設備安裝。頂進設備主要包括液壓裝置和傳力裝置兩部分。設備布置得是否合理，直接關系到施工頂進的效果，因此，安裝前應對液壓裝置進行單體實驗，檢查液壓裝置各零部件是否工作正常。安裝好全部液壓裝置后，必須進行檢查調試，確保能正常運轉。

4）壓漿設備安裝。壓漿設備應優先考慮在工作井附近處組合安裝，主要是便于施工作業方便。該設備主要包括過濾池、沉淀池、2臺泥漿泵、1臺螺桿泵組成，再配置2寸白鐵管將沉淀池的螺桿泵與頂進中管節的壓漿管連接。

5）基坑導軌安裝。本工程頂管頂進導軌采用25B雙拼槽鋼焊接而成，焊接坑位置導軌斷開，內襯墻處設置延伸導軌。

（2）管道頂進施工

頂管工作井內各項準備工作就緒后且設備試運轉正常，即可開始頂管施工。施工順序：沉井施工→測量放樣→頂機設備安裝→鑿洞門→安裝密封圈→開泵頂進→出泥漿→管道貫通→拆機→安裝檢查井→回填夯實。

1）鑿洞門。通過測量放樣，確定洞口具體位置后，采用風鎬對洞口進行鑿除。鑿除洞門的混凝土渣塊需及時從底部清理干凈，確保施工作業面的操作空間。

2）后座墻。后座墻施工一般采用C25素混凝土澆筑，尺寸為高3.5m，寬3.2m，厚0.5m，并進行力學參數驗算。為把頂鎬的反力均勻傳遞至后座墻，頂管施工前，在后座墻外側面加焊1塊鋼板，鋼板強度、剛度及穩定性須滿足施工需求。

3）安裝止水橡膠圈。在洞口側壁先安裝帶法蘭的鋼套管，用于固定止水橡膠圈及止水封板，其作用是防止出洞口及頂進過程中泥漿涌入工作井內，同時也可防止地下水進入井內。

4）下管。現場采用16t輪胎汽車吊或小型龍門吊下管。當首節混凝土管吊裝至導軌上時，通過測量管的中線、前后端管底標高，來校核導軌位置的準確性。

5）頂進、出土流程。泥水平衡掘進采用全自動的泥水輸送方式，在機艙內將挖掘的泥土和泥水不停地攪拌形成泥漿，然后通過泥漿泵、泥漿管抽排至沉淀池及過濾池循環利用。工作井周邊配套設置沉淀池，積攢的沉淀余土通過挖掘機裝運，外運至棄土點。掘進過程中相關參數控制，主要通過PLC全自動操控臺控制泥水倉壓力及流量值，從而達到泥水平衡效果。若機頭土倉內泥水壓力遠大于壓力控制值時，地面會隆起;若泥水壓力遠小于壓力控制值，地面會下沉或沉陷。鑒于頂進過程中會出現上述現象，所以控制掘進速度與出泥的速度相當關鍵。

6）測量與糾偏。①中心線測量：在地面上先用萊卡全站儀TSO6放樣出頂管方向樁，然后通過棉繩掛吊錘將工作井邊的兩方向投引到井底部。在工作井中用DSJ3-Z激光水準儀照準兩吊錘，讀取前端的中心尺刻度，當被頂的管道緩緩復位時，中心尺刻度相重疊，則說明頂進按設計方向進行，若尺的刻度未重疊，則其差值為偏里設計方向差值。高程測量：將附件的水準基準點引設至工作井內，在頂鐵上面架設激光水準儀，測量管的前端底部高程。②頂管糾偏：頂進過程中若發現敷設管道位置與設計偏差>10mm，應通過操作機頭的糾偏千斤頂進行糾偏。主要通過DSJ3-Z激光水準儀的激光束照射在掘進靶上的位置，糾偏的角度一般控制為2.5°，能通過上下左右4個方位分別進行糾偏。一般情況下每次糾偏角度不大于0.5°，從而實現管道鋪設方向的調節[2]。

2.3 監測點布置

井坑開挖過程中，為確保井坑周邊土體及支護結構的穩定，需對井坑周邊土體沉降、水平位移等項目進行監測。頂管施工過程中，為確保現有建筑物及頂管上方路基土體、過路管線的安全，需對施工過程建筑物進行監測及施工區域巡查，監測項主要有原地面沉降和水平位移監測等。該道路由為交通要道，須重點監測頂進路徑L/5范圍內的機動車道路面沉降，該沉降觀測點一般按每2m布置1個，中間每3m布置1個。

綜上所述，頂進技術在市政給排水工程建設中具有無可比擬的優勢，它可以在不挖土的情況下鋪設水利管道，大大減少施工量且節約了施工成本。文章結合某市政污水管道頂管施工實例，主要從施工工藝、測量控制、糾偏控制、頂力及后座墻的相關力學參數計算等方面闡述了頂管施工的過程控制，從而保證頂管施工質量。在城市的繁華街區或交通要道，頂管施工優勢更突出，減少了城市管道亂挖的現象，確保市容市貌干凈整潔。

參考文獻

[1] 詹躍明.市政工程建設中頂管施工技術的應用[J].科技風，2020（11）：146.

[2] 曲偉鵬.頂管施工技術在市政給排水施工中的應用探究[J].工程建設與設計，2020（6）：179-180.