試析市政給排水施工中的中長距離頂管施工技術

梁詔斌，曹鑫，江閃閃

（南京市市政設計研究院有限責任公司，南京 210008）

1 引言

頂管施工是現代市政給排水工程施工過程中常用的一種施工技術，其能夠有效減少給排水管道施工對地面交通以及周邊建筑的影響，提高市政給排水工程施工質量及效率。但市政給排水工程中，長距離頂管施工技術難度相對較大，涉及多個施工環節，較為復雜，因此，應加強對中長距離頂管施工技術的研究，充分了解中長距離市政給排水工程頂管施工的特點，準確掌握中長距離頂管施工各個技術環節的要點以及操作規范，全面提高施工操作的規范性和標準性，從而保證施工質量和效率。

2 市政給排水施工中長距離頂管施工技術概述

2.1 基本技術原理及優勢分析

市政給排水施工中的中長距離頂管施工主要是通過頂管設備，利用其油缸動力頂進推動預鋪設管道至地下相應的位置。在管道頂進過程中所產生的切割塌落土方會通過頂管機的螺旋輸送機以及后倉進行擠壓，并向地面傳送[1]。由于施工區域地層結構往往存在明顯差異，所以，在頂進施工中應結合實際情況合理選擇發泡劑、清水或黏土漿等材料，促使頂管機土倉以及刀盤正面土體形成泥狀土，然后，順利將其排出。在市政給排水施工中采用中長距離頂管施工技術不僅能有效提高施工效率，加快施工進度，減少對地面交通以及地下管網設施的影響，還減少市政給排水中長距離頂管施工對城市環境的影響，有利于減少環境污染，因此，該技術在市政給排水施工中得到了越來越廣泛的應用。

2.2 施工重難點分析

市政給排水施工中的中長距離頂管施工技術難度較高，施工單位應嚴格控制頂管材料的質量及性能，確保頂管施工的動力能夠滿足連續頂進的施工要求。同時，準確控制頂管位置也是市政給排水施工中長距離頂管施工的重難點環節之一。

本文結合南京市六合經濟開發區古棠大道改造工程，對給排施工中長距離頂管施工技術的重難點進行分析和總結。本次改造道路全長約3 540 m，為避免道路開挖，埋深較大的污水管采用非開挖頂管方式施工，頂管內徑為1.5 m，外徑為1.8 m。

3 市政給排水施工中長距離頂管施工的要點

3.1 施工準備階段

施工前，應結合市政給排水工程的實際情況以及作業區域的特點合理布局施工現場，科學指定管材堆場、起重、注漿等施工設備的停放位置，且應對施工現場進行清理，為后續施工作業創造便利條件。同時，應在始發工作井中設置好主推千斤頂、頂管機、發射架以及反力架等，并在工作井邊設置好下井扶梯，以便作業人員進入[2]。在施工準備階段還應詳細核對施工材料及設備的規格型號和數量，且應對管材外觀、材料設備質量性能指標參數以及施工設備運行狀態進行嚴格檢測，以確保中長距離頂管施工能夠連續進行。

3.2 施工測量放樣技術分析

市政給排水施工中，測量放樣技術是中長距離頂管施工中的關鍵性技術之一，對準確控制頂管位置精度具有重要影響。在施工過程中，施工單位應指派專業技術人員開展測量放樣工作，以確保給排水管道頂進高程控制點以及中心線位置準確無誤。在對中心線進行測量放樣時，應在頂管作業坑兩側分別設置中心線，且應確保其高度和管件頂進線路一致。在頂管作業坑內應設置2~3個水準點。在對水準點進行測量放樣時，應采取從坑上引測的方式，且應將測量誤差嚴格控制在允許范圍內。特別是在頂進第一節管件時，應加強控制測量，以及時確認頂進位置是否準確，如發現誤差超過允許范圍，應根據實際情況采用千斤頂法或頂木法加以糾正調整。頂木法一般適用于對較小的位置誤差進行糾偏，操作時主要是將一段頂木設置在給排水管道偏向方向，并通過頂進開展糾偏作業。而千斤頂法則主要適用于對較為明顯的誤差加以調整。

3.3 進出洞階段技術分析

在中長距離頂管施工的進洞階段，施工單位應采用止水技術對井洞口加以處理，以便頂進施工順利實施。在進行止水處理時，可以采用橡膠止水法蘭，預埋好注漿孔，通過灌注膨潤土泥漿的方式進行施工。施工時，應在內襯預留洞上安裝好橡膠雙道止水法蘭，并通過SMW工法樁（新型水泥土攪拌樁墻）對井洞土體進行加固處理。施工中，頂管出洞也是重要的技術環節之一。當第一節管道在頂管機作用下突破工作井洞口封門并進入土層后，施工人員應利用調零工具等對其進行調零控制，并將支撐結構設置于工具管井壁上。在通過洞口抽出管具時應確保其初始角度設置合理，能夠有效彌補下跌。當接收井和作業點間距達到15 m以上時，施工人員應加強對頂進軸線的觀測，以防頂管頂進方向出現偏差。如果頂進軸線位置存在明顯誤差時，施工單位應結合實際情況，采用主頂油缸法等技術進行糾偏。

3.4 頂進技術分析

頂進過程中，施工人員應首先做好基坑井的設置工作，確保頂進設備有充足的作業空間，且應按照設計要求準確控制工作坑坡度。同時，施工人員要對頂進設備的運行狀態進行復核，以確保頂進作業能夠連續進行。在按照導軌施工時，應根據頂進方向的要求、管材尺寸規格以及管道坡度等準確控制其安裝位置，并應在頂管前段位置開挖坑道，其深度一般應控制在30~50 cm。在頂進施工過程中，施工人員應按照先挖后頂的原則進行作業，且應確保隨挖隨頂，保證頂進作業的連續性，以減少頂進阻力，并應設置好預留口，保證頂進施工順利進行。施工時，應準確控制鋼管位置，之后再將混凝土管安裝就位。在頂進施工中，如果前方出現油泵壓力急劇增加或塌方等突發情況時，施工人員應立即停止施工，以避免出現人員傷亡，且應組織專業技術人員對事故原因進行分析，以制訂科學有效的處置方案，保證施工安全。

3.5 接口處理技術分析

在市政給排水工程的中長距離頂管施工過程中，為保證施工質量，應合理應用接口處理技術。施工人員應根據管材性質特點合理選擇接口處理方式，確保接口嚴密，避免出現滲漏等問題。在完成接口處理后，應進行全面的質量驗收工作，確認施工質量合格后才能進行后續的施工作業。

3.6 管節止轉技術分析

管節止轉技術是中長距離頂管施工中的一項重要技術。由于在頂進作業時，頂進機頭在螺旋機以及刀盤的影響下經常會出現旋轉情況，而機頭旋轉角度超過允許范圍時，會影響頂進施工質量。在施工實踐中可以在機頭筒兩側分別焊接翼板，且應確保兩翼板處于同一水平面上，然后在翼板上設置壓重塊，以達到防止機頭旋轉的目的。同時，根據頂進施工實際情況也可以采取將鐵支架分別焊接在機頭兩側的方法，以便利用壓鐵移動避免機頭偏轉，從而保證頂管施工順利進行。

3.7 鉆進技術分析

在市政給排水施工中的中長距離頂管施工中，水平螺旋鉆進也是一項重要的施工技術。采用該技術可以有效降低頂管施工對地表土層的擾動，提高施工質量和效率。但要注意的是，水平螺旋鉆進主要適用于管徑相對較小的市政給排水管道頂進施工，可以明顯提高小口徑管道頂進精度。在施工實踐中，應根據市政給排水管道實際情況合理應用該技術。

3.8 注漿技術分析

泥漿是頂管施工中重要的潤滑減阻介質，因此，必須高度重視泥漿配置以及灌注技術的應用。在施工過程中，應結合施工現場土體的性質與特點、管道直徑等因素合理確定泥漿配比，既要確保泥漿具有較好的工作性能，又要避免出現泥漿流失等情況。在制備泥漿時，應嚴格按照設計配比準確控制各成分用量，加強對各種原材料質量性能的檢測，且攪拌應均勻充分，以保證泥漿質量。注漿施工時，應按照先注后頂或隨頂隨注的原則進行施工操作，且不得在頂進過程中隨意中斷注漿。注漿時，應結合施工段巖土體結構與特點以及所頂罐體上方實際靜止土壓力值等對注漿壓力進行相應的調整和控制。如果在注漿過程中受客觀因素限制必須暫停注漿，應先暫停頂管作業，之后才能停止注漿作業。在注漿施工過程中還應采取必要的沉降控制措施，防止市政給排水管道出現不均勻沉降等問題。

3.9 通風技術分析

通風技術是頂管施工中的一個重要技術環節，一旦通風技術應用不合理，會對施工人員的安全構成威脅。目前，比較常用的通風技術主要包括鼓風技術、抽分技術以及二者綜合應用等技術方法。在施工實踐中要注意的是，如采用鼓風技術進行通風時，雖然其具有較長的出口氣流射程，可以及時排除作業面內的煙塵以及有害氣體等，但該技術的通風距離相對有限，作業面的混濁空氣在被驅散后會經由管道擴散至工作坑，因此，在中長距離頂管施工中，應根據實際情況合理選擇通風方式。

3.10 加固技術分析

當完成市政給排水管道頂管施工后，施工單位還應對管道進行加固處理，以避免給排水管道出現位移等情況。在施工實踐中可以將膨潤土泥漿作為加固充填材料，對施工范圍內的地面進行補漿，且應確保泥漿充分滲透入土體，以提高土體與給排水管道結合的緊密性，從而將地面交通等活動對給排水管道位置的影響降到最低，達到提高地面道路安全性以及市政給排水管道穩定性的目的。

3.11 降水技術分析

若頂管施工受客觀條件限制需要在地下水水位相對較高的區域開展施工作業時，施工單位應合理應用降水技術，以確保頂管施工順利實施。目前，補漿常用的降水方式是井點降水技術。施工單位應結合施工區域地下水水位以及地質水文條件合理確定井點位置，且井點與工作坑坑壁之間應保持1 m以上間距。在井點施工中，其深度應達到含水層下方，且孔徑通常應達到300 mm以上，降水應連續進行，直至水位穩定后才能停止降水作業。

4 結語

市政給排水設施是現代城市中的重要基礎設施，直接關系到城市居民生活能否正常進行，因此，應高度重視對頂管施工技術的研究，特別是在市政給排水施工中的長距離頂管施工中，應結合工程實際情況，準確把握中長距離頂管施工中的重難點和技術環節，并在施工實踐中熟練掌握各項施工技術要點，充分發揮中長距離頂管施工技術優勢，保證施工質量以及效率。