市政給排水施工中頂管技術的應用與分析

侯慧娟

平邑久辰建筑工程有限公司 山東臨沂 276000

頂管施工本身會受到客觀地理環境的影響，加之施工主體的質量無法集中管控，在實際的施工中便可能存在較多的安全隱患，為此要在技術安全保障體系的基礎上進行安全防控，并堅持將安全管理工作做到位，利用安全教育進行主觀意識培訓，通過人員組織結構的調整來提升施工安全質量，如此才能使頂管施工得到基礎保障，同時為整體工程的開展和應用奠定基礎。

1 頂管施工原理及類型

在頂管施工的過程中，需要利用人工或者機械相配合的方式進行管材前端的土體挖掘作業，根據實際管材的口徑和形狀進行空腔挖掘，再通過頂進裝置將管材推進空腔內。該作業形式不斷循環，直至全部將管材推進設計的區域內。從類型上看，可以根據頂管施工的掘進方式將其分為人工頂管及機械頂管兩種。人工頂管主要利用人工鑿除的方式進行土體挖掘，而機械頂管則完全依賴機械機頭。另外，在機械頂管施工領域又可以根據不同的頂進機械工作原理將其劃分為氣壓平衡式、土壓平衡式及泥水平衡式三種類型。施工方法和施工機械的選擇需要根據不同的施工環境、地質條件、水文因素、施工成本、施工工期以及安全風險評估等多種因素進行綜合考慮。整體頂管的施工流程分為前期的工作井施工以及后期的頂管施工，接收井的施工需要將施工工程劃分為不同的施工段，施工段主要的作用是便于挖掘機械、頂進設備、頂管以及人員等進行安排布置[1]。

2 市政給排水施工中頂管技術的應用

2.1 頂管施工要點

工作井及接收井采用人工挖孔，為便于孔口進行排水，應直接從原地面向下挖孔。為確保樁身具有足夠的摩擦力，在開挖時應使孔壁具有一定的凹凸面，故不必對孔壁進行光面修整。為避免地面雜物掉落孔洞內而出現安全事故，在開挖時應確保孔口護壁有20-30cm的長度露出地表。

在開挖井洞護壁時，應使第一節有大于1m以上的挖深，再進行鋼模板安裝和混凝土澆筑，并相應澆筑洞口圈梁。在往后的開挖施工時，應以2天施工一節段的方式進行循環，并在每一次開挖之后接著開展混凝土護壁澆筑。當混凝土澆筑完成24h且強度達設計強度100%方可繼續往下挖土。一般情況下，以1m的高度作為每層土的開挖控制高度，當地質條件較為不利時，應以不下雨0.5m的高度作為每層土的開挖控制高度，并根據現場試作的護壁安全等級設置相應的下挖速度。

以每3節護壁作為控制數量，在澆筑完之后即需開展井洞中心位置及垂直度的校核。當開挖洞深為15m及以上時，或當井洞內CO2含量在0.3%以上時，為保證井洞內部施工人員安全，應設置相應通風措施。當井洞開挖到達所需深度時，需清理和平整孔底挖孔，待其達到設計標深度后進行孔底清理，確保基底干凈無雜物。采用機械拌合混凝土，以人工澆筑的方式施工護壁[2]。

待底板澆筑完畢、養護到設計強度后，垂直于進水管道方向立焊工字鋼，工字鋼間距2.0m，兩側各一工字鋼焊牢連接為一體。焊接時，需確保預埋件與導軌高程連接精度足夠。頂管工作井的墻面應垂直于管道軸線。采用鋼質材料作為導軌。導軌的安裝應足夠牢固，確保其在使用時不出現任何方向的位移。兩條導軌之間應做到等高平行，并且其坡度應順從于管道坡度。

2.2 頂管施工工序

（1）穿墻。穿墻指打開穿墻悶板，通過助推工具向井外推出穿墻悶板，進而科學地安裝止水裝置。在實際的穿墻施工中，為了確保止水效果理想，應向穿墻管內填充強度較低的物質。在開始穿墻施工前，應在施工槍管外完成注漿加固施工，進而充分保障穿墻管四周土層的實際強度。

（2）頂管出洞。對于頂管出洞普通民眾幾乎是不了解其含義，頂管處是指第一節管子和頂管機從工作井中打破洞口封門進入土中；在此施工工藝中，有一個關鍵性的工序，即為正常頂管做準備前的過程，這個工序出現事故的幾率極高。若想在一定程度上防止管線產生偏斜的情況，那一定要工作管調零，對工具管下方的井壁上加設支撐，如果有下跌現象，則立刻采用主頂油缸實施糾偏，在工具管出洞前要采取初始角填補下跌等方式。

（3）注漿并降低阻力。為了降低在頂進頂管中遇到的阻力、有效緩解頂進頂管中的地面下沉現象，應注意壓住觸變部位的泥漿，在整個給水管道體系附件上形成一層必要的保護層。在實際的施工環節，應順利完成頂進機頭尾部基本的注漿工作。此外，為了充分滿足泥漿損耗要求，應在適宜的地方及時補充水泥砂漿，規范施工操作過程。

（4）頂管偏移糾正。由于在頂管施工流程中，最易出現糾正偏移，因此應從實際的施工狀況出發，科學規范施工流程，有效防范水土出現穩定失衡問題。當發現具體的設計和頂管機頭發生偏離時，應立刻糾正偏頗。在糾正方向時常用千斤頂等，以消除角度偏差所引起的不利影響[3]。

2.3 應用范圍

對于城市中普遍會有歷史文物建筑，這些建筑都受國家政府的保護，不能對建筑物所在地地區實施開挖施工手段，避免對文物建筑造成破壞，引起無法彌補的經濟損失，采用頂管工藝進行地下管道的施工。在城市治理過程中，污水處理管道也是非常重要的一項工作，若是地下水的排水管道橫截面過大，必須采用頂管技術來實施相關的工作內容。頂管工藝在市政工程中通常應用于較為繁華的商業街，通常情況下城市中的商業街大多數采用步行街為主要建設模式，如果在商業街采用傳統方式進行開挖施工，會導致交通擁堵，也會使附近商戶遭受經濟損失，因此通常采用頂管工藝來進行市政工程的地下管道施工。

3 結語

因我國城市化發展速度逐漸增快，市政工程建設日漸增加，為確保管線工程質量達到標準，降低不良因素影響，現階段，我國各市政管網工程都在地下進行。由于技術條件有限，絕大多數市政管網施工過程都采取挖掘施工手段，不論對城市道路還是周邊居民生活都造成了巨大影響。頂管施工技術不需要采用開挖技術，對以上問題可以得到良好解決，因此在市政管網建設時得到了普遍的認同和應用。