市政道路非開挖頂管施工技術分析

韓旭陽 鄧彥鵬

摘 要：伴隨城市的不斷擴張，地下管網、管線系統也愈加復雜。市政給排水工程是一項與居民生活息息相關的基礎設施，如何提高工程質量成為關鍵。頂管施工作為一種非開挖技術，無需開挖便可穿越地面建筑物、公路、各種地下管線。為此，在市政給排水工程施工中，必須重視頂管施工技術的應用，提高施工技術水平，規范施工工藝，全面提升工程建設質量。本文在全面掌握頂管法基本原理的基礎上，結合具體工程案例，對市政道路非開挖頂管施工技術要點和質量控制措施進行了分析與探討。

關鍵詞：市政道路;非開挖頂管;施工技術

1 市政道路非開挖頂管施工技術要點

1.1 施工準備

施工前，為保證施工安全，可將防護圍欄設于工作井、接收井周圍。相比地面高度，工作井、接收井的上邊緣需略高一些，用于防止井內流入周圍泥水，或將排水溝、積水坑等設于井周。頂管進出洞口是整個頂管施工的關鍵，事關頂管施工成敗。為此，在進出洞口20m距離以內，要做好預防措施，避免土體流失，并保證進出洞口施工安全。

1.2 頂管出洞

作為頂管施工的重要工序之一，頂管出洞是指頂管機和第一節管子由工作井中破出洞口封門而向土內進入的過程，屬于頂管施工初期階段，也是最易產生事故的環節。

井內頂管機頭在管床就位，待調試正常后，需采用風鎬等工具將洞口的磚墻鑿除，機頭由橡膠密封圈穿過直至頂進土內，此時可將膨潤土泥漿注滿機頭和洞口的縫隙，保證管道潤滑，支護土體。一般情況下，為避免出洞口外土體產生坍塌事故，需加快出洞施工速度，保證施工質量。由于本路段車流量較大，為保證通行安全，嚴禁采用爆破法，擬采用水平鉆抽芯工藝，且以風鎬為輔破除巖石施工。在整個施工中，工具管出洞之后，因支撐面不足，極易產生工具管下跌情況，此時為避免管線偏斜，需將一道支撐設于工具管下面的井壁之上，加大支撐力度。

1.3 管道頂進

拼裝管節之后，便可按照設計要求，正常頂進管道。開始頂進時，要先將總電源開關及分系統電源開關開啟，隨后打開主油泵，待主頂系統進入頂進狀態之后，便可將渣漿泵開啟，在此過程需對泥漿輸送機和主頂千斤頂的速度進行適當調整，保證滿足頂進施工要求。待其進入平衡狀態后，便可開啟壓漿系統，在整個頂進施工環節，要實時查看掘進機的狀態與施工趨勢，隨時微調千斤頂，避免偏差，做好機頭方向控制。

1.4 注漿

機頭同步注漿和管道補漿是頂管注漿系統的兩種不同形式，根據施工設計要求，可將4只壓漿孔以環向均勻布設到頂管機尾部，用于隨時跟蹤觀察頂進注漿情況。并將3只壓漿孔設于頂管機后三根混凝土管節之上，其后每隔一節管道設壓漿孔，根據施工具體情況確定壓實量、補壓漿次數。待完成頂管施工后，便可通過水泥漿進行管外側觸變泥漿置換，要求通過高速攪拌機均勻、連續注漿，可在0.05～0.1MPa之間控制注漿壓力。注漿結束后，需及時沖洗注漿管。

2 市政道路非開挖頂管施工質量控制措施

2.1 管道糾偏

（1）管道產生扭轉原因分析。在頂管安裝和使用過程中，如果主油缸或工具管刀盤軸線與管道軸線不平行，則在頂管施工過程中很容易使管道產生扭矩，從而在頂進過程中發生管道扭轉。在進行頂管施工時，管道內要布置各種施工設備，如果布置位置不對稱，就很容易使管道朝著某個方向形成固定扭轉。

（2）糾偏措施。①提高頂管設備安裝質量，預防管道發生扭轉，主要是從提高頂管設備安裝工藝精度入手，盡量避免或減少頂管設備的各部分安裝偏差，如主油缸固定牢固，盡量與管道軸線平行等。②嚴格按照施工程序施工，減小糾偏造成的扭轉。首先是管內設備布置重量要對稱，盡量避免由施工程序造成的扭轉。另外可以通過施加外力進行管道扭轉，使管道產生相反扭轉，從而平衡原先存在的扭轉力。當頂距較短（<15m）時，如發現管軸線有偏差，可以利用主壓千斤頂進行校正。

2.2 導軌偏移防治

（1）導軌偏移原因分析。①導軌自身的剛度不夠;②軌道固定不牢靠，受到外力及震動后發生偏移;③工作井底板損壞或變形;④后座不穩固，受頂力后使主頂油缸軸線與頂管軸線不平行，產生橫向分力，引起導軌偏移和損壞。

（2）防治措施。①對導軌進行加固或更換;②校正偏移的導軌，并支撐牢固;③墊木應用硬木或用型鋼、鋼板，必要時可焊牢;④對工作井底板進行加固。

2.3 后靠背控制

（1）后靠背嚴重變形、位移或損壞原因分析。①后靠背的剛度不夠。若采用單塊厚鋼板做后靠背，則剛度更差;②后靠背后面的預留孔或管口沒有墊實;③用鋼板柱支護的工作井，由于覆土太淺或被動土抗力太小而使鋼板樁產生位移影響到后靠背的穩定。

（2）防治措施。①應該用剛度好的鋼結構取代單塊鋼板做后靠背;②后靠背后面的洞口可用剛度好的板柱或工字鋼疊成“墻”，墊住洞口或管口;③后座墻后的土體采用注漿加固，或者在地面上壓上鋼錠，增加地面荷載。

2.4 地面沉降防治

（1）地面沉降過大原因分析。井點降水時土體會因失去地下水而產生一次壓密沉降。再加上手掘式頂管的開挖面是敞開的，不加正面支撐，稍有疏忽就會發生正面坍塌，引起較大的地面沉降。這種沉降會因土質的不同而不同，但地面沉降大是手掘式頂管的一個通病。

（2）防治措施。采用這種工具管必須謹慎從事，仔細地查清穿越地層的工程地質和水文地質情況并判別可否采用。符合穩定基本條件，才可采用。施工中要精心施工，防超挖、塌方。

3 結束語

綜上所述，本工程在采用頂管技術后，減少了大量的土方開挖工作，充分發揮了施工污染小，交通干擾小和減少工期等優勢，竣工驗收，各項結果均滿足要求。雖然在施工中還存在不少問題，但是頂管施工的技術優勢還是其他施工技術無法比擬的。因此，在頂管施工中必須不斷總結施工經驗，一旦發現問題，應采取相應的質量控制，著眼于改進提高頂管施工技術，這樣才能為今后改善提升頂管工程的施工技術積累經驗。

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