市政給排水施工中的長距離頂管施工技術研究

張曉亮

廣州市市政工程機械施工有限公司 廣東 廣州 510000

作為城市內部基礎設施建設的重要組成部分，提升市政給排水管道的施工質量與施工效率，能夠有效規避城市內澇，確保城市快速安全穩定發展。相關市政施工人員應當針對長距離頂管技術的基本流程進行細致分析和深入研究，并采取措施推出更加高效的施工方案，從而促進市政給排水施工水平得到跨越式發展。

1 長距離頂管技術的概述與優勢

1.1 概述

一般來說，長距離頂管技術又稱為非開挖施工技術，主要指的是在進行市政給排水設施施工的過程當中，采用頂進設備將管道按照預定的角度頂入土層當中，從而實現管道的埋設。利用工作井與接收井之間的配合，單節管道頂進長度可達到1500米以上，并能夠規避地下設施與障礙物，使市政給排水管道運行更加通暢高效。

1.2 優勢

1.2.1 減少對交通的影響

在傳統給排水管道埋設施工過程當中，大多以溝槽開挖模式作為主要施工手段。但隨著城市化的不斷發展，城市地面交通壓力不斷增加，溝槽開挖施工模式會嚴重阻滯城市交通，影響城市正常運轉。采用非開挖頂管施工方式，能夠進一步降低給排水管道埋設對地面交通產生的影響，降低施工成本。

1.2.2 提高了建筑安全性

經長期實踐與調查過后我們能夠發現，相較于傳統管道埋設施工模式來說，長距離頂管施工能夠有效減少對地層形變產生的影響，同時還能繞過地下環境當中已完工的相關設施，避免給城市內部正常運行功能帶來不便。

1.2.3 有效縮短了施工周期

由于長距離頂管技術的施工環境以地下為主，受外界氣候變化、交通需要等因素的影響較小，因此能夠風雨無阻地進行施工，有效提升了施工效能，縮短了施工周期。

2 給排水長距離頂管施工的主要流程

2.1 施工前的準備工作

在針對市政給排水設施進行長距離頂管施工之前，需要進行較為系統的針對性準備工作。受長距離頂管技術的施工特點影響，需要大規模的設備進場，并需要將頂管過程當中頂出的土方進行運輸，因此對施工周邊環境與場地的要求較高[1]。相關施工人員應當結合設計方案當中的相關要求以及市政給排水長距離頂管施工相關規范，針對施工場地進行合理布局與清理，從而為土方運輸以及設備安放提供充足的位置和條件（如圖1）。與此同時，在長距離頂管施工的準備階段當中，施工人員還應當針對施工流程涉及到的相關設備和原料進行排查和梳理，針對其規格型號、需求數量、運行狀態等重點參數進行研判，對其是否負荷市政給排水頂管施工的相關要求予以評估，進而有效確保長距離頂管施工的質量與效果，避免在施工過程當中由于材料與設備等方面的因素導致安全問題或安全隱患。

圖1 工作井的基本結構

2.2 測量放樣階段

測量放樣同樣也是市政給排水設施長距離頂管施工當中的重要環節，能夠為后期頂進環節的精度提供準確的數據參考。在施工過程當中，現場管理人員應當要求專業測繪人員針對頂管作業當中的高程以及中心線進行有效測量，從而確保施工精度準確無誤。在針對頂管作業中心線進行測量的過程當中，測繪人員應當針對頂管工作井首尾兩側設定測量點，并確保中心線高度與預先設計的施工方案相一致[2]。為有效提升施工精度，避免在施工過程當中產生方向、角度或距離等方面的偏差，施工管理人員應采取跟蹤式測量的方式，針對各節管線頂進作業進行有效管控，并將測量誤差控制在規范限制內，一旦出現誤差或測量問題，應按照相關標準或處置規范采用頂木法或千斤頂對測量誤差進行校準，從而避免過度偏差影響市政給排水管線施工質量。

2.3 頂進作業階段

在進行頂進作業階段，為進一步擴大頂進設備工作空間，確保市政給排水長距離頂進施工的安全規范，施工人員需要按照設計方案以及施工規范針對管道頂進工作井以及管道接收井進行設置，并針對性地控制好工作井與接收井的深度與角度，使頂進工程施工難度得到有效控制。此外，由于頂進作業對設備運行負荷較大，因此確保頂進設備運行狀態良好同樣也是施工人員的重要職責。在正式開始給排水管線長距離頂進施工之前，施工人員應當針對頂進設備工作狀態進行再一次分析和評估，針對可能存在的問題進行有效排除，進而確保頂進作業的持續性與安全性，提升管道頂進與埋設質量。由于地下土層環境較為復雜，頂進設備可能會遭遇到較大阻力，導致頂進過程存在較顯著的難度，因此施工人員應針對整個頂進作業流程進行跟蹤式挖掘，針對頂進設備面對的土層阻力進行排除，使管道長距離頂進效果得到進一步展現。

由于在給排水管道長距離頂進過程當中，受頂進阻力、周邊環境乃至施工進度等方面因素的影響，可能會發生坑道塌方、設備壓力過大等現象，因此施工人員應當時刻針對施工環境以及頂進設備的運行狀態進行監控，一旦出現問題或突發情況應立即停止施工并上報，結合施工環境實際情況針對問題成因進行有效排查，只有當問題完全解決后才能夠繼續施工，從而確保長距離頂管施工質量，提升施工安全系數。

2.4 接口處理階段

在市政給排水管道長距離頂進施工過程當中，由于單節管道的長度受到限制，因此需要將多節管道進行連接，這樣才能確保市政給排水設施的正常運轉。但由于管線埋設于地下環境當中，因此各節管道之間的接口處理工作是十分重要的。在部分市政給排水管道長距離頂進施工當中，受設計方案、施工流程、處理材料以及管道運行環境等幾個方面的影響，導致管道接口之間的連接強度存在一定的問題，在完工后的設施運行過程當中容易產生滲漏、脫出等現象，不利于管道設備的正常運行，對市政給排水功能也形成了一定的挑戰[3]。因此如何強化接口處理已成為長距離頂管工程當中施工人員的重點課題。受不同管材、不同施工方式的影響，管道接口的處理方式同樣也存在一定程度上的差異。現階段采用的接口處理方式主要由以下幾種類型構成，首先是青鉛接口處理方式。這種處理方式屬于承插式剛性接口，相較于其他接口處理工藝而言，青鉛接口處理方式的抗震性能較為良好，受外界環境影響較小，但由于青鉛材料價格較高，因此施工成本控制較為困難。其次是油麻石棉水泥接口，這類接口處理方式成本較為低廉，但處理流程較為復雜，對施工要求較高，不利于推進施工進度。之后是自應力水泥砂漿接口，其處理施工速度較快，施工成本較低，但抗震性能較為有限，適用于地下環境較為單一穩定的頂管施工當中。最后是橡膠圈接口處理，這類接口處理方式施工操作流程較為簡潔，對施工人員要求較低，但在進行接口處理之前，相關管理人員應當針對處理環節原材料進行全方位審核，針對不符合規范的材料予以剔除，這樣才能確保管道接口之間配合嚴密，有效避免接口滲漏現象的發生，提高市政給排水長距離頂管施工水平。

2.5 注漿施工階段

由于在管道頂進作業過程當中，受管道材質、地下土層環境等方面因素的制約，因此可能會產生一定程度上的頂進阻力，既影響了給排水管道長距離頂進施工進度，還可能會對管道頂進設備的正常運行造成不良影響。因此采取合適方式對頂進流程進行注漿潤滑能夠有效降低頂進施工阻力，從而降低設備在頂進過程當中產生的各類損耗，使施工進度得以不斷加快，施工成本也得到了更加合理有效地控制。施工人員在開始注漿之前，應當針對給排水管道長距離頂進施工環境進行分析和研判，針對當地土質、管道材質以及管道尺寸參數等方面內容進行綜合考量，進而制訂出更加科學、可行、高效的泥漿制備方案，使泥漿當中各類型骨料之間的配比更加科學，提升頂進施工當中的減阻潤滑效果。施工人員應當針對注漿流程進行實時監控，確保注漿工序與頂進流程同步進行，避免中途停止注漿造成的施工問題。在注漿過程當中，施工人員還應當針對當前設備遭遇的頂進阻力進行核算，并結合施工環境結構特點針對注漿流程壓力進行適當調控，確保其減阻效果得以有效顯現。受重力影響，管道頂進作業可能會產生一定的沉降現象，因此在進行注漿工序時，同樣應當采取適當措施對沉降進行有效控制，從而使給排水長距離頂管工程更加均勻，有效提升泥漿灌注效果。

2.6 土體加固階段

在管道頂進施工完成后，應當針對整個施工區域內的土體環境進行有效加固，一方面有效避免地下環境對管道位置和精度產生的影響，另一方面還能提升地下給排水管道與土體之間結合的緊密程度，使給排水管道運行穩定性得以進一步提升[4]。在當前給排水長距離頂管施工過程當中，常見的土體加固手段包括采用膨潤土泥漿進行注入、土層置換以及凍結加固等等。施工人員可依托當前給排水管線頂進施工進度以及地下土層穩定性針對管道運行環境進行補漿，使其整體強度得到進一步保障，地面安全性得到不斷提升。

3 給排水長距離頂管施工的注意事項

3.1 注意管道的材質和型號

由于地下給排水管道設施對管道的使用壽命以及使用質量具有較高的要求，因此選定合適型號與材質的管道類型對提升給排水長距離頂管施工水平具有關鍵性作用。但在現階段的建材市場當中，各類管材魚龍混雜，給施工單位的采購選擇帶來了一定的難度和挑戰。部分管材生產商為了短期的經濟效益，將不符合長距離頂管施工規范和相關標準的管材投入到市場當中，導致頂管施工效果受到嚴重影響和制約。為了進一步提升長距離頂管施工技術水平，相關施工單位應當結合設計圖紙以及施工規范針對建材市場當中的管道材質以及管道類型進行充分選定，確保其質量和性能能夠充分滿足地下長距離頂管施工的相關要求。在質量方面來說，鋼制管道雖然重量較大，但其承壓與抗震性能較好，適宜在地下長距離頂管施工當中使用。

3.2 強化頂管精度

圖2 采用水平儀對頂管精度進行控制

市政給排水長距離頂管技術大多應用于地下環境當中，受土層壓力、頂管阻力以及頂進流程等方面因素的影響，可能會在頂管過程當中產生一定的誤差和偏離，導致管道產生一定的位移，不僅影響了管道對接精度，還可能會在壓力的作用下發生滲漏現象，制約市政給排水管道的正常運行。因此施工人員應嚴格按照施工設計圖紙以及施工規范對流程進行管控，針對頂管壓力進行精準核算，從而使頂管設備的調整更加合理，避免管道安裝位置不符造成的施工問題（如圖2）。另外，市政給排水管道內部水壓同樣也會對管道安裝精度產生影響，因此在給排水管道運行過程當中，相關管理人員也應當針對水壓進行有序調節，確保管道運行環境良好規范，提升管道運行性能。

3.3 注意通風與排水

由于市政給排水長距離頂管技術施工環境大多處于地下，因此強化對通風排水工作的重視程度對提升頂管施工質量具有重要意義。現階段較為常用的管道通風技術包括鼓風技術、抽風技術等，相較于管道內部空間來說，工作井空間較為狹窄，因此在進行通風時，應當注意避免將管道內部施工過程產生的粉塵擴散至工作井當中，從而使施工人員的工作環境更加良好，避免發生各類安全事故與安全隱患。除通風工作外，排水與降水工作同樣也是地下頂管工程當中的重要環節與組成部分。一些給排水頂管項目由于地下環境以及市政需求等方面的影響，因此必須要在地下水位較高的位置進行頂管施工，管道頂進工程可能會受到限制和制約，因此施工單位與設計人員應結合管道埋設實際情況針對工作井位置進行選定，后采取適當措施進行井點降水，使地下水位得到有效控制，提升頂進作業的質量和效果。

4 結論

總而言之，在現階段市政給排水管道埋設施工過程當中，頂管施工模式作為非開挖施工的一項重點技術，具有施工周期短、施工影響小等優勢。相關施工單位和人員應當明確頂管施工的基本要求與規范，并采取措施針對頂管流程進行有效優化，從而規避施工風險和問題，使給排水管道頂管施工質量得以不斷進步。