水利管道工程中的頂管施工技術分析

張 瑞

（寧夏水利水電工程局有限公司，寧夏銀川 750000）

在傳統的掘進施工模式中，一般會通過挖開地下主線的方式完成對管道的施工作業。但這種模式的施工會對路面造成大面積破壞，挖掘的同時對道路交通產生較大的影響，對市民日常出行等造成不便，大面積挖掘的方式還帶來了較大的額外成本。城市地下管線復雜，在施工中可能對其他的管道造成破壞，產生不必要的損失。隨著技術的發展，頂管施工的作業模式出現，在具體作業中，通過將管道頂入鋼套管中的方式完成管道施工，能夠有效避免傳統施工模式帶來的缺陷，且在深層管道施工中具有較好的經濟效益。

1 頂管施工的原理及特點

該施工技術是利用工具管以及頂管掘進機相互配合，通過油壓缸的頂力效果，使管道穿過地下土層，從一個工作坑以地下穿行的方式直達另一個工作坑。

相比傳統開挖作業的方式，頂管施工工作模式只需要挖出工作坑以及接收坑，避免了傳統挖掘作業對交通的影響，且土方挖掘的工作量大幅度減小，需要的施工作業人員也更少，工作的效率更高。頂管施工方式對周邊的建筑設施的影響更小，在較大深度的施工中，其經濟效益更明顯。但在深度較小的施工中，頂管施工的經濟效益較差，施工中遇到障礙物難以處理。在作業中如果遇到軟土層，難以對施工角度進行調整，且容易出現下沉的情況。在曲線較多的管道施工中，頂管施工方式的經濟效益較低[1]。

2 頂管施工準備

2.1 施工方案審查

采用頂管施工的方式，施工前首先應做好施工方案的設計與審查工作。完成施工計劃編織后，需要聯合監理、施工等組織對施工計劃進行會審，確保方案的可行性以及完成程度。在此過程中應重點關注頂進機頭型號、管道管材型號以及主千斤頂的型號等。

施工前應對現場的水文地質條件進行勘探，保證施工場地的地質條件符合施工要求，且沒有與其他地下管線發生沖突。施工方案的編制中，首先需要完善的內容是頂管及作業井施工部分，這也是施工中的首要環節。對管道洞口以及地基加固部分進行設計，針對地下管線施工與建筑物產生沖突的情況，應制定應急預案、施工現場的安全保護措施、工作井封底以及突發事件處理預案等。在施工方案編制中，應對這些內容重點考慮，制定詳細的方案流程，保證方案的適用性和可操作性。在對施工方案進行審查的過程中，應全面細致對各個流程環節進行審查，保證施工方案體系完整[2]。

2.2 材料和設備檢查核驗

材料質量是工程建筑中重點關注的內容，其質量符合管道施工要求是保證最終工程質量的根本。在現場管理中，需要對進場材料進行嚴格篩查，尤其是用于地下管道部分的所有主材和輔材，為了確保材料三證齊全，必要時可以送往第三方進行檢驗。設備入場后，應對設備的功能等相關參數進行檢查，如管道承插口破損情況以及槽口尺寸等是否滿足工程的需求、設備的鋼套環等的完整情況需要進行檢測，以此確保設備在工作中能滿足項目工程的需求。材料質量的檢查是管道施工中重要的工作內容，如果混入不合規格規范施工材料，會對整體工程的質量造成嚴重影響，甚至可能釀成嚴重的安全事故[5]。

3 頂管技術施工的具體應用分析

3.1 頂進管選擇

頂管材料選用中一般使用鋼筋砼管，技術要求中沒有提出防腐要求時，也可以使用鋼管代替。在頂管選用中，應結合、配筋和應力等進行計算，嚴格按照相關規定標準選擇尺寸型號。管徑的選擇應結合現場實際需求進行確定，壁厚與配筋應計算承載力后選定，結合相關要求后，最終確定頂管的外徑參數[4]。在頂管施工中，應預留出足夠的操作空間，方便現場的操作作業。頂管施工的管徑一般在500 mm以上，在施工中為了控制成本，對頂進管的長度也需要進行選擇控制。在直線推進中，需要盡量降低裝管次數，處理管長增加造成路線偏離的問題時，一般采用短管安裝施工解決。

3.2 穿墻施工

施工中存在涉及地下墻體的問題，需要穿墻施工。穿墻中重點環節在于打開穿墻門板，在此之后進行止水裝置的安裝作業。在穿墻處理中，采用低強度的水泥和土進行攪拌，進行填充壓實，起到防水、臨時阻止水土流動的作用。打穿墻板前，通過注漿固結等方式，對墻體附近結構進行加強，避免在穿墻中破壞墻體結構，導致墻體難以支持外側土的壓力，造成墻體坍塌等情況發生[5]。編制施工方案時，需要充分考慮施工中可能出現的突發問題，制定相應的應急預案。在穿墻施工中，整體的施工速度應保證以較快的速度推進，做好防水措施。在此期間可以采用壓板或橡膠止水板等方式解決止水問題。穿墻完成后需要及時進行加固處理，避免因為管外側土體長時間暴露，發生流變問題[6]。

3.3 頂管出洞施工

頂管出洞施工環節需要重點加強對現場的安全管理。在現場作業中，頂管機與首節管破出洞口封門，剛進入土壤中時最易發生安全問題，因此在現場管理中，需要對此環節的施工緊密關注，可通過在下井壁加設支撐體系，降低現場施工風險。

為了避免管線發生偏斜，在此階段需要加強對現場施工的檢驗力度，避免管線發生較大偏斜，影響后續施工進程。在鉆進的過程中，如果發生讀數下跌的情況，應及時調整主頂油缸，糾正鉆進的角度。在施工計劃中，需要做好初始角下跌的彌補方案計劃，以此應對現場的突發情況，保證施工進度的穩定有序[7]。

3.4 注漿減阻施工

在頂管施工作業中，注漿減阻是十分關鍵的一項技術。在長距離施工中，通過注漿減阻能夠在極大限度上降低頂管作業難度。注漿減阻原理是通過壓注觸的方式，將原本的泥土變成泥漿，降低掘進的難度。通過對管道周圍空隙進行填充，可以形成一道比較堅固的泥漿保護套，對底面起到一定支撐作用，有效避免底面由于管道施工挖掘造成沉降問題出現。并且同時降低了頂進阻力，提高了整體的施工效率。在具體應用過程中，需要保證壓漿與頂進工作同步進行，使用跟蹤補漿技術對混凝土管道中適當位置的泥漿進行補充，彌補施工中造成的泥漿損失[8]。

3.5 頂管糾偏施工

在施工中尤其是較長距離的作業中，頂管糾偏是一種常用的技術手段。該項技術主要運用于機頭偏離設計軸線的情況，對這一問題進行糾正使用。通過對后部的糾偏千斤頂組進行合理調整，以此實現調節機頭端面方向的效果，起到頂管糾偏的作用，對原本偏離軸線的頂進方向進行糾正，起到降低施工偏差的效果，確保管道施工頂進中能夠更好地沿軸線推進。

在具體應用中，需要結合現場實際情況，對糾偏千斤頂進行調節。在頂管施工中，應對整個頂進過程進行嚴密監控，對其軌跡進行檢測。一旦發現頂進方向出現誤差應及時進行處理。如果頂進誤差累積到一定程度，會對整體工程的實施造成較大影響。頂進過程中，每頂進30 cm左右，就需要對偏差進行一次測量。在首節管施工中，每頂進20 cm左右需要測量一次，通過高頻率測量和持續的觀察，避免頂管過程中出現較大偏差。

3.6 工作坑的支護

在頂管作業環節中，大量的人員以及設備會集中在工作坑中，頂管施工技術一般用于深度較大的管道施工中，其工作坑的深度一般也比較大[9]。

為保證現場工作安全，保障施工穩定進行，加強對工作坑的支護管理十分重要。在支護坑挖掘前，需要對其水文地質進行勘探，在此基礎上確定土方工程的挖掘方案。土方作業完成后，需要對支護坑進行加固處理，尤其是針對支護坑的偏坡部分，應加強相應的防護處理。

針對土質情況不良的區域，在當地降雨量較大的區域，在工作坑挖掘的同時，需要落實對其的防護工作。一般情況下，工作坑每挖掘1 m深度，就應進行護壁建設，主要采用連續混凝土壁修建的方式進行。在挖掘過程中如果出現滲水情況或遇到卵石土層，每挖掘0.5 m的深度就要進行一次加固處理[10]。

4 結語

綜上所述，頂管技術在水利管道工程中廣泛應用，相較于傳統的施工技術而言，這種技術在市政工程中能夠有效降低對市民生活的影響。在深層管道的施工中，頂管技術能夠大幅度降低施工的成本，獲得較高的經濟效益。加強對頂管技術應用的研究，可以進一步提高使用效果，對于水利管道施工質量以及施工效率都具有促進作用。在頂管技術的應用過程中，相關單位需要做好充分的準備工作，并在施工中對現場嚴格進行監控，確保頂管施工質量，避免工程中出現質量問題，保障水利工程施工的整體效益。