市政道路配套污水管道頂管施工主要技術分析

鄭 友

(福建華航建設集團有限公司，福建 福州 350200)

隨著我國城市化建設規模的不斷擴大，我國市政道路污水管道頂管施工技術也得到了進一步的發展，隨著施工工藝的不斷進步，當前已經可以在不開挖的基礎上進行施工[1]。隨著頂管施工工藝的成熟化發展，施工管徑也在不斷發展，施工推進的距離也所有上升。基于此，本文結合實際工程案例對污水管道頂管施工工藝進行分析。

1 施工項目案例

該工程位于福州市長樂區首占鎮福平鐵路長樂站附近，擬建場地現狀以農田、溝渠和苗圃為主，地面標高約0.08m～5.6m，地勢起伏不大，屬沖洪淤積的平原地貌單元。地表以人工填土層為主，下部為第四系沖洪沖刷淤積層。依據現有的區域地質資料，該區全新世以來沒有活動斷層，對擬建工程沒有不利影響，是一個構造穩定的場地，適合修建該工程。上述各層基巖均未發現明顯的孔穴、洞穴、臨空面和軟弱巖層。四個工作井及接收井周圍30m的農田內沒有建筑物，本次調查中，所有上部基巖均未發現明顯的孔、洞、孔臨空面和軟弱巖層。

2 本項目重點難點分析

綜合來看，該項目的主要難點有以下幾方面構成。(1)施工地區的土質較差；(2)施工區域的頂管橫穿方向存在三條直交管道。對于第一個問題，本工程采用泥水平衡模型進行施工是適宜的，關鍵是頂進時要注意推進速度和出泥漿量保持平衡，出泥漿量不得大于推進管體積。

關于第二個問題，穿越自管道時，首先，考慮到管道相交處的安全距離為管道安全距離的1.5倍，這已被多個例子所證明，有這么遠的距離就能成功頂管，所以不必在頂管前對管道進行加固；其次，穿越時速度不能太快；再者，可以在頂管上設置檢水點，及時了解管道的沉降情況，從而調整頂管的施工進度；最后，管道頂管通過后，應將原來減阻的膨潤土水泥漿替換掉，尤其是管道上的那部分，要重點替換，防止管道的后期沉降，影響管道的安全。

頂管工藝是一種非常成熟的施工方法，在城市建設中，各種建筑物的穿越、穿河、避讓都已成為必需的重要工藝，因此在這一工程中同樣可以發揮良好的作用。

3 市政道路污水管道頂管施工技術分析

3.1 借助科技設備來確保頂管施工技術

為了有效提高頂管施工技術和施工質量，在實際的施工過程中，可以應用到專業的控制設備來有效平衡頂管掘進設備。該設備主要由工業計算機以及西門子可編程控制器這幾部分構成，可以進行遠程遙控操作，其系統主要由配電箱、地面操作控制設備以及機電控制箱體構成。其中的機電控制箱可以應用PLC技術來對機內刀盤電機內泵站進行電氣保護。同時還可以借助PLC來實現A/D轉換及通訊。這樣可以及時讓操作人員了解機頭設備的傾角和刀盤電機的負載數值，從而控制頂進設備的工作強度和推進速度。在平衡設備的影響下，可以有效平衡出泥速度和頂進速度二者之間的關系。同時，機內電控箱通過PLC對機內刀盤電機、機內泵站、調向泵、泥水閥體和糾偏液壓缸進行操作和電氣保護。

3.2 應用測量系統確保頂管位置

在設計的頂管操作過程中，還需要應用到相應的測量系統，一般情況下，測量系統主要由激光經緯儀設備、測量靶以及監視設備構成。該設備的主要功能為對實際施工過程中的頂管機推進效果進行監測，在應用該設備的過程中，還需要提前做好相應的安裝調試[2-3]。技術人員需要將頂管機設備放置在工作井內的軌道上，然后將測量靶中心和管道中心的位置調整到相一致的位置，并根據實際情況對激光經緯儀的高度加以有效調整，確保激光經緯儀激光束的高度和管道中心的標線高度相一致。

4 頂管施工過程中后座墻面強度對頂管施工技術產生的影響分析

在頂管施工過程中后座墻的強度數值和頂進時千斤頂對后座墻施加的壓力有著非常密切的關系，在排除其他因素干擾的情況下，其數值基本和最大頂力一致[4-5]。綜合來看影響其因素的類型很多，具體由主觀因素和客觀因素這兩大類構成，其中的客觀因素主要囊括如管道材料、管道直徑大小、頂距長度以及覆土厚度等數值。而客觀因素則主要包含操作誤差、頂入方法和施工過程中是否停機等因素。下文主要對影響頂管施工過程中后墻強度的相關因素進行分析。

第一，頂入誤差因素。在進行頂管施工的過程中，由于受到土質以及頂管設備等綜合因素的影響，可能會導致管道和預先設定的方位存在一定的偏差，該偏差被稱為頂進偏差又稱頂進誤差。該偏差的存在可能會導致頂力上升，鑒于此，在實際的頂進過程中，應該及時采取相應的干預措施來充分降低誤差產生。同時也要針對已經發生的頂管誤差進行修正，在允許的范圍內，頂力增加數值不會過高。但是如果出現頂管誤差而不對其進行糾正，就很容易導致在頂管施工過程中出現折線以及錯線等現象，由此導致頂力大幅上升，從而對后墻產生破壞。

第二，如果在頂管過程中出現中途停止作業的情況，此時也可能對后墻產生影響。如果在頂管作業的過程中途停止一段時間后在開始頂入工作，此時產生的頂力要超過停機前的頂力，如果停止作業的時間較長，可能還會導致土層坍塌。而在水位以下進行頂進的過程中，如果停止作業會導致已經液化的細砂進入到館內，由此大幅增加頂力。需要注意的是，頂進過程中是否采取注漿潤滑措施對頂壓力有很大影響。如果采用注漿潤滑，頂進阻力將大幅降低。

第三，除了主觀因素的影響之外，人為因素也是導致頂管過程中發生事故的核心原因之一。鑒于此，在實際的施工過程中，一定要采取必要的手段來做好施工安全管理工作，避免施工安全事故發生，以此來降低各類綜合因素對頂管施工產生的影響。同時，有必要在計算頂力的基礎上增加一定比例的安全系數，以此來充分降低主觀因素的影響。此外，施工人員還要嚴格遵守施工規定，嚴格控制后作墻的強度，避免其因頂力過大遭受破壞。

5 施工效益分析

在實際的工程項目建設過程中針對施工重難點采取相應的施工技術方法，不僅符合相應的施工質量目標。同時也沒有違背工程項目質量控制原則。在工程項目施工過程中，嚴格按照招標文件和施工圖紙中的規定和相應的技術規程展開施工。可以確保各個分項工資料驗收合格率為100%。同時，為了確保本工程達到所要求的質量目標，根據我司以往的施工管理經驗以及本工程的特點。我司將采用項目目標管理法施工機制及項目經理負責制，公司各相關職能部門全力配合。工程施工質量管理完全按照我司所認證的ISO9001∶2000質量體系進行全過程的質量控制。

6 結 語

綜上所述，隨著我國城市建設規模的不斷擴大以及城市人口數量的增加，城市的污水排量也在攀升，污水排量的攀升對市政污水管道施工技術提出了全新的施工要求，頂管施工技術作為一項先進的施工工藝，在具體的施工過程中，除了要做好前期的施工準備之外，還要結合施工區域的實際地址情況和水文情況采取合適的頂管施工工藝，以此來確保施工質量和工程進度。此外，在實際的施工過程中還要總結施工經驗，最大限度降低施工成本，并要合理運用成熟的施工經驗，以此為城市市政排水管道頂管施工技術的進步提供相應的借鑒。