市政管道施工中頂管技術的應用與分析

朱文慧

天佑德建設咨詢有限公司 山東濰坊 261041

1 頂管技術相關分析

1.1 頂管技術概述

頂管施工是一種少開挖或無開挖的施工。在城市內(nèi)部的管道施工項目中，通過頂管施工，無需從地面上挖坑，而是通過液壓鉆孔設備向坑中頂進，鉆出承窩，頂入管道并運走剩余土方，頂進過程隨時監(jiān)測管道坡度是否滿足設計要求，當頂按次序陸續(xù)頂進剩余管道，并按設計要求做法連接管道。按計劃設計開挖必要的作業(yè)井，沿管道另辟接收井，在井后打造堅固的底座。由于這種頂管施工，一般使用的是從線至點的施工面，因此占地不大。通過頂管施工，基本不影響地面運動及正常交通。另外，頂管施工已應用在地下、水下領域的深層管道施工領域，且能夠安全穿越復雜的陸地建筑物、河流或鐵路等。

1.2 頂管技術的優(yōu)勢分析

對于頂管技術在市政給排水管道施工中融合運用而言，在具體的工程進行中，所包含的優(yōu)勢主要有以下幾方面的內(nèi)容：一是可以保障工程施工不受各類天氣的影響，在各類惡劣天氣的影響下，工程依舊能夠正常地進行施工。這一特點的存在可以保障整個施工的工期不會在各類惡劣天氣的影響下出現(xiàn)無限期延長等問題，保障了施工周期得以縮小的明顯特點。二是對施工區(qū)域附近的植物以及建筑設施都要實現(xiàn)較好的保護的作用。由于頂管技術在市政給排水管道施工中的使用具有明顯的施工區(qū)域，較小的范圍內(nèi)也能正常施工以及可以進行點伏施工的特點，因此在進行施工的過程中，就可以保障施工區(qū)域內(nèi)以及附近的環(huán)境、植物以及建筑設施等都能得到較好的保護工作。三是在縮短施工周期的前提下，明顯提高施工質(zhì)量以及整個市政給排水管道施工工程中的施工效率，最終保障整個施工環(huán)節(jié)具有較高的經(jīng)濟性能和安全可靠性[1]。

2 市政管道施工中頂管技術的實施操作分析

2.1 頂管的選擇

頂管技術的關鍵在于對頂管的應用，而不同的地質(zhì)環(huán)境、施工規(guī)模，對頂管材料的要求也是不同的。在市政給排水管道的施工中，以往較多選用的鋼筋混凝土管道，這種管道具有強度高、剛性好、耐用性強等特點，不僅適合作為地下管道應用，也能很好的適配頂管施工技術的應用要求。現(xiàn)常用的是離心球墨鑄鐵管，污水有污水專用離心球墨鑄鐵管（內(nèi)襯高鋁水泥離心球墨鑄鐵管），隨著工程材料的推陳出新、材料選擇的多樣化，在部分工程中，鋼質(zhì)復合管道的應用率也在逐步提升。在確定管道材料之后，還需要根據(jù)市政給排水工程的具體設計圖紙、施工方案，對管道的直徑、長度進行明確。在管道直徑的選擇方面，首先需要考慮給排水工程的施工建設規(guī)模，即對管道未來所支撐的給水、排水流量進行預測和設計，再結(jié)合對管道材料剛度、承載力的考慮，選擇合適的管道直徑。其次，要設計好頂管長度。因為不同的地質(zhì)、路況，管道系統(tǒng)在土層中頂進，需要管道承載一定的荷載。如果頂管過短，會導致管道安裝、連接施工次數(shù)過多，無法發(fā)揮頂管施工技術的優(yōu)勢；如果頂管過長，會增加荷載，不能很好的控制頂管路線和行進方向的準確性，導致管線偏移或不合格，嚴重的會導致返工、路面塌陷等嚴重后果，質(zhì)量無法保證。需要考慮現(xiàn)場實際環(huán)境以及具體施工要求，對頂管的長度進行合理控制。

2.2 前期的準備

在市政管道施工前，應做好材料、設備、工具、輔助材料的準備。在平面布置方面，要對自動控制系統(tǒng)、起重設備、頂進設備、材料堆放等方面進行準備，要在面積有限的施工現(xiàn)場合理劃分各個設備安裝運行區(qū)域、工作井區(qū)域、材料堆放區(qū)域以及人員設備的活動路線，確保施工開始之后現(xiàn)場按照既定審核后的施工方案進行頂管施工。從頂管施工本身的角度來講，頂管施工中會對周圍土體產(chǎn)生較大的荷載，在頂管機械后靠位置以及進出洞口位置，為了避免受力嚴重失衡而出現(xiàn)較大的位移、坍塌問題，為了滿足頂管機械的正常作業(yè)要求，需要對這些位置的土體進行噴錨加固，可以有效提升后靠土體、進出洞口附近土體的穩(wěn)定性，為施工質(zhì)量的把控奠定可靠基礎[2]。

2.3 頂管的應用

頂管技術在市政給排水工程應用時，首先需要根據(jù)圖紙核實平面位置之際標高，根據(jù)施工方案確定頂管井和接收井。頂管井一般采用的是鋼混結(jié)構(gòu)，按照結(jié)構(gòu)形式可以分為沉井和護壁井，其中沉井截面形狀為長方形，護壁井多做為圓形。其中，地質(zhì)條件較不好及深度較深的情況下，一般是做沉井，但造價較高，施工工期也較長。頂管井和接收井的選擇，一般是根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)條件、施工規(guī)模而定。在確定頂管井之后，隨既實施穿墻施工環(huán)節(jié)。將專用設備頂出井外，安裝穿墻止水系統(tǒng)。也就是在管內(nèi)填滿壓實的紙筋黏土，或低強度水泥拌合土，可以起到臨時擋土、阻水的作用。為了保證穿墻孔外部土體足夠穩(wěn)定，需要對這部分土體進行灌漿加固。在頂管施工中，頂管出洞是十分關鍵的環(huán)節(jié)，施工前需要全面檢查設備狀態(tài)和管道狀態(tài)，檢查密封體是否安裝到位，注漿設施是否能正常運轉(zhuǎn)。在頂進施工中，注漿護壁技術的應用尤為重要，也就是在頂進過程通過在頂管與周圍土層間隙中注入混凝土漿料的方式，起到保護管道、加固管道周邊土壤穩(wěn)定性的作用，同時還能有效減少地面沉降以及減小管道頂進與周圍土壤摩擦系數(shù)加快施工進度[3]。

3 結(jié)語

綜上所述，在現(xiàn)代城市建設中，市政給排作為不可或缺的基礎設施之一，在繁榮發(fā)展城市方面意義深遠。雖然給排水施工極為復雜，但是通過頂管施工可大幅度提升給排水專業(yè)水平。同時在給排水施工中，通過應用先進的頂管施工，還能在控制建設質(zhì)量的條件下，有效降低成本，給市政給排水單位帶來更大的效益。