市政電力隧道頂管施工技術(shù)

摘要：在城市化日漸進(jìn)步的過(guò)程中，城區(qū)內(nèi)架空線路施工與城市規(guī)劃的矛盾日漸明顯，在很多時(shí)候?qū)Τ鞘械默F(xiàn)代化進(jìn)程造成了一定的阻礙。因此，市政電力隧道施工中的技術(shù)選擇尤為重要，工程企業(yè)需根據(jù)市政電力隧道的特點(diǎn)，對(duì)比明挖法、盾構(gòu)法和頂管法等的優(yōu)勢(shì)，選擇最為可行的施工技術(shù)。頂管施工有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在很多的市政電力隧道工程中都有著良好的應(yīng)用，基于此，本文詳細(xì)分析了關(guān)于市政電力隧道施工中的頂管技術(shù)應(yīng)用，對(duì)工程建設(shè)具有重要的指導(dǎo)價(jià)值。

關(guān)鍵詞：市政電力隧道;頂管施工;技術(shù)應(yīng)用

中圖分類號(hào)：U456.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ?文章編號(hào)：2096-6903（2021）11-0000-00

在當(dāng)前各個(gè)城市綜合實(shí)力明顯提高的過(guò)程中，每個(gè)城市都加大了在市政電力隧道方面的投入，這類工程與一般的隧道工程還有著顯著的區(qū)別，除了基本的隧道建設(shè)結(jié)構(gòu)要求外，還需要注意隧道的安全管理，主要是因?yàn)樵谑姓娏λ淼赖氖┕ぶ校３４嬖诤芏嗟陌踩L(fēng)險(xiǎn)，技術(shù)選擇關(guān)乎電力隧道施工的安全和質(zhì)量。頂管施工為非開挖施工方式，也就可使得在施工建設(shè)時(shí)對(duì)于城市交通、環(huán)境的干擾相對(duì)較小，表現(xiàn)出技術(shù)和經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等方面的優(yōu)勢(shì)，各個(gè)市政電力隧道施工中，都要加大頂管技術(shù)的應(yīng)用。

1電力隧道施工技術(shù)

1.1明挖法

很多的隧道工程、基坑工程中，都會(huì)選用明挖法的施工方式，根據(jù)這一施工方法的應(yīng)用效果，表現(xiàn)出作業(yè)面多、效率高、工期短、質(zhì)量控制簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，當(dāng)在電力隧道項(xiàng)目的建設(shè)過(guò)程中，地面交通和環(huán)境條件滿足施工要求時(shí)，就可采用明挖法施工方式。如果在施工建設(shè)中采用的是明挖法施工，需從地面開始向下開挖，依次開展結(jié)構(gòu)施工、回填和路面恢復(fù)作業(yè)。但明挖法下，依據(jù)所采用的開挖方法，又包含敞口明挖法、無(wú)路面覆蓋式明挖法、路面覆蓋式明挖法幾種[1]。因?yàn)槊魍诜ㄊ┕さ奶厥庑裕陂_展施工建設(shè)的過(guò)程中，需要對(duì)工程施工現(xiàn)場(chǎng)的路面開展為期一段時(shí)間的封閉，對(duì)正常的交通造成了巨大的干擾。

1.2礦山法

電力隧道施工中也會(huì)選用礦山法來(lái)完成相應(yīng)的施工作業(yè)，對(duì)比明挖法與礦山法，在利用礦山法開展施工作業(yè)的過(guò)程中，可避免大量房屋拆遷、管線遷改所對(duì)現(xiàn)場(chǎng)交通、地表環(huán)境造成的不利影響，雖然有著這一方面的優(yōu)勢(shì)，但利用礦山法開展電力隧道施工時(shí)，也存在著一定的技術(shù)不足，就是在現(xiàn)場(chǎng)的地下作業(yè)開展時(shí)，存在很多的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，安全管理難度大。為使得在電力隧道的施工過(guò)程中礦山法可以發(fā)揮其作用，工程企業(yè)需根據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工程地質(zhì)、水文情況、工程規(guī)模、覆土埋深等因素的考慮，來(lái)進(jìn)行施工方案的確定。在利用礦山法開展施工作業(yè)的過(guò)程中，全斷面法、臺(tái)階法、中隔墻法、交叉中隔墻法都是可選擇的施工方式。

1.3頂管法

在電力隧道的施工建設(shè)過(guò)程中，頂管法的應(yīng)用范圍非常廣，與盾構(gòu)法一樣，頂管法從本質(zhì)上來(lái)看也屬于非開挖管道鋪設(shè)方式，具體的施工作業(yè)開展中，需配備液壓油缸，由該液壓油缸將管段頂入由切割刀盤或者掘進(jìn)機(jī)所形成的鉆孔中，這種獨(dú)特的襯砌施工方式，使得電力隧道的施工可達(dá)到相應(yīng)的要求。頂管法下，頂管深受主頂工作站的作用，從始發(fā)井始發(fā)，逐步頂進(jìn)到目標(biāo)工作井，如果在電力隧道施工中采用的是頂管施工法，對(duì)于管段截面形狀沒有特殊要求，但多以圓形截面、矩形截面為主[2]。為使得頂管法的應(yīng)用效果最佳，應(yīng)確保掘進(jìn)機(jī)外形尺寸和頂進(jìn)管道外徑相一致，否則，如果二者不一致，在施工過(guò)程中將導(dǎo)致管道和孔壁之間存在環(huán)裝間隙，影響施工效果。

1.4盾構(gòu)法

電力隧道中的盾構(gòu)施工法應(yīng)用，需配備專門的盾構(gòu)機(jī)，由盾構(gòu)機(jī)來(lái)完成掘進(jìn)作業(yè)，經(jīng)由盾構(gòu)機(jī)的使用，也就可實(shí)現(xiàn)對(duì)開挖面和圍巖的控制，減少坍塌事故的發(fā)生，整個(gè)的掘進(jìn)作業(yè)更具安全性，在機(jī)內(nèi)拼裝管片形成襯砌，并通過(guò)壁后注漿的方式來(lái)減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)，這種方式下所形成的隧道更具科學(xué)性。盾構(gòu)法在電力隧道中的應(yīng)用，可克服現(xiàn)場(chǎng)不利條件對(duì)隧道掘進(jìn)的干擾，即使隧道中的覆土層較淺，或者地層穩(wěn)定性較差、存在有地下水地層分布，也可以利用盾構(gòu)法來(lái)避免出現(xiàn)過(guò)大的沉降。

2頂管施工的操作原理以及重要意義

2.1頂管施工的操作原理

頂管法施工作業(yè)的進(jìn)行中，開挖工作量非常少，甚至在一些隧道的工程中，利用頂管法施工可以不涉及開挖作業(yè)，施工過(guò)程中需要注意的技術(shù)要點(diǎn)較多，頂管法的操作原理如下：在工程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行工作井的開挖，此工作井處于管道一端，在工作井內(nèi)部，專業(yè)的施工人員要根據(jù)管道設(shè)計(jì)的位置情況，再綜合混凝土管外直徑尺寸，實(shí)施橫向挖洞作業(yè)，在挖土的過(guò)程中，同步借助于千斤頂?shù)葘I(yè)設(shè)備，將一段段管節(jié)頂入土洞內(nèi)，開展多次的頂進(jìn)作業(yè)，直到第一個(gè)管節(jié)頂住接收井，頂管法施工結(jié)束。

2.2頂管施工的重要意義

現(xiàn)階段的很多市政電力隧道施工中，都會(huì)采用頂管施工方式，頂管技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下方面：（1）頂管技術(shù)下的施工成本相對(duì)較低，整個(gè)施工過(guò)程中的能源消耗較少。伴隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，建筑行業(yè)在當(dāng)下也進(jìn)入了迅猛發(fā)展的階段，各個(gè)城市在加速發(fā)展的過(guò)程中，地面構(gòu)筑物、地下管道和管線顯著增多，這種情況使得市政工程項(xiàng)目的實(shí)施中，存在著較大的困難，為使得市政電力隧道工程建設(shè)可順利實(shí)施，在施工作業(yè)的進(jìn)行之前，需安排專人進(jìn)行地面、地下管道管線等的全面勘查，在頂管法未出現(xiàn)之前，針對(duì)這些情況，一般會(huì)采用開槽工藝來(lái)進(jìn)行施工，施工時(shí)的成本投入較大，且開槽過(guò)程中還很容易造成建筑物的破壞，所產(chǎn)生的土方量巨大，造成的能源浪費(fèi)嚴(yán)重，而頂管法出現(xiàn)以后，這些問題得到了有效的處理，開挖工作量較少或者根本不存在開挖作業(yè)，整體的施工成本偏低，且有助于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)[3]。（2）可保持城市正常的交通不受影響，市政電力隧道工程的建設(shè)施工中，施工區(qū)域內(nèi)常常分布有各種的道路，如果采用傳統(tǒng)的施工工藝和技術(shù)，需對(duì)周邊線路進(jìn)行封閉，而在頂管法應(yīng)用時(shí)，對(duì)正常的交通干擾較小。

3電力隧道頂管施工技術(shù)施工準(zhǔn)備

3.1考察與技術(shù)準(zhǔn)備

市政電力隧道的頂管技術(shù)應(yīng)用之前，前期的勘查和技術(shù)準(zhǔn)備尤為重要，施工企業(yè)在參與這一施工作業(yè)之前，應(yīng)組織專人深入到工程現(xiàn)場(chǎng)來(lái)開展地理環(huán)境、土方情況等的考察，經(jīng)由對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地下管線分布等的考慮，來(lái)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)頂管施工方案的優(yōu)化。前期的技術(shù)準(zhǔn)備工作開展時(shí)，施工企業(yè)需對(duì)相應(yīng)的文件資料都有充分的理解，把握施工圖紙中的細(xì)節(jié)，組織多個(gè)部門來(lái)開展圖紙會(huì)審，針對(duì)施工圖紙中所存在的不足之處，及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和優(yōu)化，確保所確定的作業(yè)方案可以滿足現(xiàn)場(chǎng)情況。針對(duì)一線作業(yè)人員，施工企業(yè)需組織專業(yè)化培訓(xùn)，通過(guò)培訓(xùn)來(lái)使得這些作業(yè)人員可以掌握頂管法施工的流程和技術(shù)要點(diǎn)，提升這些作業(yè)人員的綜合素質(zhì)，使得在后續(xù)的施工建設(shè)過(guò)程中，能夠針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的各種問題，及時(shí)采取有效的措施來(lái)處理。

3.2基礎(chǔ)資料準(zhǔn)備

市政電力隧道的頂管施工中，往往需有相應(yīng)的器材保障，在開展施工建設(shè)的過(guò)程中，需要做好這些器材的質(zhì)量管理，施工企業(yè)需與正規(guī)廠家合作，加強(qiáng)對(duì)管材性能和質(zhì)量的檢查和驗(yàn)收，并做好管材的進(jìn)出登記。管材混凝土外表面的平整度要達(dá)到相應(yīng)要求，且不得存在任何的蜂窩麻面，回彈強(qiáng)度不應(yīng)小于該管道混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度。針對(duì)管道接口處的護(hù)口鐵，其質(zhì)量應(yīng)符合相應(yīng)的要求，嚴(yán)禁存在缺棱斷角的現(xiàn)象。頂管施工中需使用工字鋼，以通過(guò)工字鋼來(lái)完成工作坑的支護(hù)，為發(fā)揮工字鋼的作用，需在工程施工之前，做好工字鋼的檢查，使得所選用的工字鋼不存在任何的裂縫或者銹蝕，尤其要保障工字鋼與施工要求相一致。木板與方木同樣也可以對(duì)工作坑起到支護(hù)作用，為使得木板和方木可滿足施工要求，需做好木板、方木的厚度、長(zhǎng)度控制。

3.3作業(yè)器材準(zhǔn)備

市政電力隧道的頂管施工過(guò)程中，為確保施工作業(yè)的高效完成，在現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)的開展中，施工人員需做好現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地的處理，經(jīng)由壓實(shí)處理，確保場(chǎng)地的平整度可滿足施工要求。施工場(chǎng)地大小應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況和施工要求來(lái)確定，當(dāng)確認(rèn)了場(chǎng)地后，在場(chǎng)地周圍做好圍擋處理，且圍擋要預(yù)留大門，使得后續(xù)的頂管施工作業(yè)中，管道進(jìn)場(chǎng)和出土、運(yùn)土可更為便捷。千斤頂、油泵、頂鐵、導(dǎo)軌、枕木等都是頂管施工中的關(guān)鍵器材，在前期的施工準(zhǔn)備中，同樣需做好這些器材的準(zhǔn)備工作，確保這些器材的質(zhì)量合格。

4電力隧道頂管施工的工藝

4.1施工工藝分類及原理分析

現(xiàn)階段的工程領(lǐng)域，人們?cè)絹?lái)越意識(shí)到了頂管技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，加大了在頂管技術(shù)方面的探索和應(yīng)用，頂管技術(shù)在多年來(lái)取得了明顯的發(fā)展成就。各類工程項(xiàng)目的實(shí)施中，頂管技術(shù)的應(yīng)用范圍顯著擴(kuò)大，經(jīng)由這一技術(shù)的規(guī)范化應(yīng)用，可輔助電力管線、自來(lái)水管線、排污管線、通訊管線、煤氣管線等的施工，在利用頂管法開展施工作業(yè)時(shí)，整體的施工工作量較小，不會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成巨大的干擾，且整個(gè)的作業(yè)流程簡(jiǎn)單，操作便捷，即使在施工中涉及了各類的穿越作業(yè)，同樣也可保障正常的頂進(jìn)作業(yè)。就當(dāng)下頂管施工的技術(shù)現(xiàn)狀來(lái)看，包含有開放型和密閉型兩種，針對(duì)電力隧道的頂管施工，為達(dá)到最佳的施工效果，需根據(jù)施工要求來(lái)進(jìn)行頂管工作井和接收井的布設(shè)，將工作井和接收井分別作為頂管的起點(diǎn)和終點(diǎn)，工作井中一面或者兩面井壁上布設(shè)有預(yù)留孔，將這些預(yù)留孔作為頂管出口，而對(duì)面井壁為承壓壁，在該承壓壁前側(cè)應(yīng)進(jìn)行頂管千斤頂和承壓墊板的安裝，在頂進(jìn)施工作業(yè)中，千斤頂將工具管頂出工作井預(yù)留孔，隨后以工具管作為先導(dǎo)，逐節(jié)將預(yù)制管節(jié)根據(jù)設(shè)計(jì)軸線頂入到土層中，直到工具管后第一管節(jié)進(jìn)入到了接收井預(yù)留孔，也就完成了此段管道的鋪設(shè)[4]。

4.2工作井的作業(yè)探究

工作井在頂管施工中有著重要的作用，根據(jù)工作井在頂管施工中的作用，一般可細(xì)分為頂進(jìn)井和接收井，工作坑是頂管施工作業(yè)進(jìn)行中的重要場(chǎng)所，為使得施工作業(yè)可順利開展，需在坑內(nèi)進(jìn)行千斤頂、導(dǎo)軌等設(shè)施的布設(shè)，管道頂進(jìn)的工作坑一般布設(shè)在檢查井處。工作坑包含有單項(xiàng)坑、雙向坑、轉(zhuǎn)向坑、多向坑、交匯坑等幾種，工作坑縱斷面的形狀也非常多，可選用直槽形、階梯形，而平面可選用矩形或者圓形，當(dāng)工程現(xiàn)場(chǎng)的土質(zhì)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定時(shí)，為提高頂管施工安全性，在工作坑的坑壁上需進(jìn)行支撐體系的布設(shè)，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)為松散或者飽和土層條件時(shí)，在工作坑的修建環(huán)節(jié)，可采用沉井或者連續(xù)壁的方式[5]。

4.3管道頂進(jìn)與接口

一些的市政電力隧道施工時(shí)，會(huì)選用人工挖土頂管作業(yè)法，在這一施工方法的應(yīng)用中，為獲得最佳的施工效果，要嚴(yán)格遵循先挖后頂、隨挖隨頂?shù)囊螅鶕?jù)工程情況，做好工作井位置的選擇，當(dāng)工作井位置確定以后再組織進(jìn)入開挖作業(yè)。工作井開挖全面結(jié)束以后，施工人員應(yīng)根據(jù)電線管線的位置、坡度等信息，在工作井底進(jìn)行基礎(chǔ)的修建，并在其上進(jìn)行導(dǎo)軌的布設(shè)，管子需規(guī)范化安裝在導(dǎo)軌上，以使得頂進(jìn)作業(yè)可正常實(shí)施。頂進(jìn)作業(yè)開始之前，在管前端需開挖出一定深度的斷面、坑道，借助千斤頂來(lái)完成管道的頂入。

5結(jié)語(yǔ)

頂管技術(shù)在電力隧道工程中最為常用，雖然這一施工技術(shù)有著多方面的優(yōu)勢(shì)，但為保障最佳的施工效果，需根據(jù)電力隧道的施工要求，進(jìn)行頂管作業(yè)的規(guī)范化應(yīng)用，提升電力隧道的施工質(zhì)量和安全，創(chuàng)造最大的工程效益。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2021-10-08

作者簡(jiǎn)介：李鳳龍（1988—），男，北京人，本科，工程師，研究方向：隧道施工安全管理及數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)。

Abstract：In the process of urbanization， the contradiction between overhead line construction and urban planning in urban areas is becoming more and more obvious， which often hinders the process of urban modernization. Therefore， the technology selection in the construction of municipal power tunnel is particularly important. Engineering enterprises need to select the most feasible construction technology according to the characteristics of municipal power tunnel and its advantages over open excavation method， shield method and pipe jacking method. Pipe jacking construction has unique advantages and has good applications in many municipal power tunnel projects. Based on this， this paper analyzes the application of pipe jacking technology in municipal power tunnel construction in detail， which has important guiding value for engineering construction.

Key words：Municipal power tunnel; Pipe jacking construction; Technology application