長距離頂管施工技術在市政給排水施工中的應用

陶永隆 蘭州水務建設管理有限公司工程師

采用長距離頂管施工技術可以有效地縮短施工周期，降低對周圍環境的影響，并從根本上改善工程的質量和工作效率，為城市的現代化建設提供借鑒。但對于一些較為復雜的工程項目，仍有許多技術難點，必須與設計部門、施工單位共同努力，才能得到有效的解決。為保證項目按時完工，施工單位在應用此項技術時應加強對技術的認識，以使其更好地發揮作用。

1 長距離頂管施工技術應用的價值概述

第一，長距離頂管施工技術具有較長的工作距離和較好的給排水效果，無需開挖地表，減少了對周圍建筑物的影響，保證地基穩定，確保了道路運輸和居民的正常生活。該技術使用時間較短，工作量較少，節省了大量的人力物力，且不會損壞道路，是一種重要的管道鋪設方法。

第二，在管道工程中采用該技術既能保障交通安全，又能降低拆遷費用，使工程具有較好的經濟效益和時效性。通常在鋪設給排水管道時，必須在不同的環境中穿越管道，這樣會對現有管道造成損害，從而使工程人員遭受更大的損失。而采用長距離頂管技術可以有效地避免損害現有管道，提高工程的安全性。

第三，將長距離頂管施工技術應用于城市給排水施工能有效地保護地表植被，采用地下工作井可以有效控制管道的流向。在整個施工過程中，可以忽視地面植被的影響，減少外界環境對工程的影響，確保工程正常進行[1]。

2 影響長距離頂管施工技術的主要因素

2.1 材料的選擇

在采用長距離頂管施工技術時，必須充分考慮管道材質對工程的影響，正確選用管件，以保證工程的整體效果。由于管道的需求量大且壽命要求一般比較長，因此在選用各種材質時應確保其安全性和穩定性。由于管道材料種類繁多，制造工藝和水平也有很大差別，因此設計者應充分考慮施工要求，選用鋼材質的鋼管，從而提高管道的使用安全性，延長使用壽命。

2.2 管道的壓力及推力

隨著城市人口的增多，給排水系統所承受的壓力也日益增大，因此建設單位必須對輸水管道的管徑和長度進行合理規劃，才能保證居民的正常生活。在采用長距離頂管施工技術時，要充分理解城市的規劃，合理劃分頂管的區域，對管道的承壓進行試驗，并對有關資料進行精確的計算，避免在施工過程中出現壓力值與管道承受力之間存在很大偏差的現象，從而保證工程順利進行。

2.3 管道的位移

采用長距離頂管施工技術時，通常采用長管材質。在整個施工過程中，由于機械和人工因素的作用，會導致管道發生變形。一旦出現推力改變，將會對管道的定位造成一定影響，從而使管道的安裝工作更加困難。

為了保證城市排水系統的安全和穩定，必須制定有關的施工規范，使其在施工中發揮更大的作用。同時，還應確保管道的壓力達到相應的要求，以保證輸水管道在使用中的安全，有利于排水管網的正常工作。

2.4 工作坑作業

采用長距離頂管施工技術時必須綜合考慮地質、水文以及施工技術等各種條件，在保證長距離頂管施工質量和安全的基礎上，合理選用頂管模式，才能保證施工效果。在城市給排水施工中，施工坑一般采用就地澆注的方式，外形特點多種多樣，如圓形、矩形等，其中矩形工作坑最多。一般情況下，矩形工作槽長度與寬度之比約為3 ∶2，常被應用于直立頂管或兩段交角接近于平角處的折線頂管。另外，城市給排水施工頂管施工中易發生塌陷，對頂管作業人員的安全產生不利影響，因此在施工期間要根據實際需要采取措施，在工作坑的周圍科學布置支撐，或采用水泥攪拌樁、坑內打入鋼板等方法制作成圍墻，從而提高工作坑的穩定性，為市政給排水工程頂管作業的順利完成提供支持[2]。

3 長距離頂管施工技術在市政給排水施工中應用的技術要點

隨著城市建設的迅速發展，現有的技術手段已不能適應城市建設的要求，必須加強技術創新，提高項目的標準化水平，使項目按時竣工，從而達到項目的最佳效果。長距離頂管施工技術相對于傳統工藝有其優越性，需要熟練掌握其技術特點，進行充分運用，不斷提高工程建設的水平。在城市給排水工程中采用長距離頂管施工技術時必須綜合考慮，在施工過程中不斷總結，做好項目的統籌安排，使其效果得到最大程度發揮，保證項目的順利進行。同時，應注意給排水管道的設計，解決管道鋪設過程中出現的問題，減少因施工而造成的影響，達到預定的施工目的。

3.1 施工前的準備工作

采用長距離頂管施工技術進行城市給排水施工時，需要在施工前做好充分的前期準備工作。首先，應結合工程實際合理選用頂管。既要確保其長度和直徑符合工程實際，又要對其所能承受的壓力進行深入分析，使其在工程建設中得到合理應用。在選材的同時還應注重對施工環境的分析，根據項目的具體情況設計出相應的施工方案，并由專業人員進行全程監控。其次，根據有關規定對墻體的厚度進行嚴格控制，以保證頂管的內徑能夠滿足工程建設的要求，并通過對頂管長度的控制來保證施工的安全，從而提高整個工程的施工效率。同時，要充分準備施工機械，認真檢查機器設備的使用狀況，避免由于設備故障而導致的問題，以確保城市給排水工程的順利進行。

3.2 頂管施工技術的應用

頂管施工涉及很多方面，如頂管觸動、穿墻等，要對這些施工過程有一定了解，嚴格按照有關規范進行施工，以保證整個工程的質量。為了充分發揮頂管施工技術的優勢，可以選擇不采用缸套，提高公用管道的利用率，并在地面上進行基坑布置，控制基坑數目，同時在井內進行鋼管的埋設。將設備置于適當的位置，并妥善布置工作井的出口，確保接收井與土壤之間的緊密結合，這樣可以為城市給排水管道的建設奠定了良好的基礎。另外，由于施工過程中會受阻力和偏心力的影響，而且頂管與實際線路之間不能很好地協調。因此必須對其進行修正，盡量減少施工誤差，提高工程建設的效益。頂管施工現場如圖1所示。

圖1 頂管施工現場

3.3 水平螺旋鉆井技術的應用

水平螺旋鉆井技術具有良好的質量、高地表穩定性、保護周邊環境以及減少外界干擾等優點，在城市給排水施工中得到了廣泛應用。同時，在小直徑排水管道的施工中，水平螺旋鉆井技術具有很強的適應性，既能滿足工程建設的要求，又能保證施工精度，防止施工偏差過大。另外，采用水平螺旋鉆孔技術可以提高土壤的強度，同時也能有效保護城市的生態環境，使工程的沉降問題處于安全范圍內。在采用水平螺旋鉆井技術時，必須充分利用螺旋鉆桿進行鉆井作業，以達到今后的施工要求。而且實際工程中應對頂管進行管位測量，確保測量誤差在允許范圍內，否則應采取中線或高程法，以減少管道施工誤差，從而達到改善工程質量的目的[3]。

3.4 通風技術的應用

掌握好通風技術，搞好通風系統的建設，既能確保工程順利進行，又能提高施工的安全性。若空氣流通能力弱，則會影響工程場地內的空氣質量，從而對施工人員的身體健康造成危害，增加事故發生。長距離頂管施工一旦發生呼吸困難、缺氧等問題，很難采取有效的措施。因此必須充分利用通風技術在城市給排水施工建設中的作用，建立一套科學、完備的通風體系，改善工程現場的空氣質量，確保施工人員的工作狀態、身體和心理健康。

4 長距離頂管施工技術在市政給排水施工中應用的有效策略

4.1 加強技術的更新

在城市給排水施工中，施工單位要嚴格遵循技術運用原理，對各施工環節進行全方位管理。工程設計階段必須嚴格審查圖紙的內容，嚴格控制施工材料，以確保工藝的順利進行。在設計工作井時要加強后座的強度，既要保證兩條管道交接部位的對接，充分貼合接縫套環，兩頭墊層更加堅固；又要采取直上的施工方式，以保證斜坡平穩。為了做好管道的連接，可以選擇千斤頂等工具對管道進行擠壓，如有裂縫等情況則應選用合適的材料進行充填。外部的橡膠密封要嚴密，管道內的清洗要及時進行，不能有損壞或漏水。

施工人員應選用較先進的經緯儀表和設備，采用吸泥機將管道內的淤泥吸出，然后用噴頭沖洗；在進行頂管施工時，應把工作偏差控制在規范的范圍內，嚴格按照設計計劃進行施工，以防止施工中的差錯和其他問題。同時在進行排水管工程建設時，應對工程工地進行全方位的調查，及時掌握該地區的土壤類型及分布狀況，并對其進行綜合測量。

在施工過程中，由于管道的深度較大，必須實時測量地下水位，且操作時須嚴格地控制頂板的力量和方向。此外，施工易受各種外界因素的影響，應根據施工需求制定科學、合理的防護措施，最大限度地減少施工風險。同時也要按照工作需要，及時提供各種物資。工作井的使用性能與其種類有很大的聯系，所以在進行工程施工時必須根據施工需求合理選用工作井。

4.2 明確質量控制要點

出入孔是工程施工中的一個重要環節，它能有效防止土體滲透到管道的內部。具體的質量控制要點如表1 所示。

4.3 強化技術管理

在施工期間，必須對管道的中線和高程進行精確測量，全面控制誤差。通常應在頂管工作坑兩邊設置與管道線在同一高度的中心線，并在管道內部設置3個水準點。在進行給排水管道施工時，應對所有的測量資料進行復查，以確保其定位更為精確[4]。在進行管道建設時，應及時糾正出現的偏差，如有任何錯誤或其他問題則應及時改正；在實施泥漿減阻施工技術時，為了有效控制后坐力，必須將膨潤土泥漿注入注漿孔內，并明確施工阻力；對于頂管進入井口預留孔的技術應用有很高的要求，必須嚴格控制水平和垂直偏差，以保證管道能夠順利通過；在實際工程中，必須對周圍的環境進行檢測，從而為以后的施工工作提供有力的支撐[5]。

5 結語

隨著我國經濟的快速發展，城市給排水工程的建設也在不斷增加。在進行工程建設的過程中必須加強技術改造，并在已有的長距離頂管施工技術基礎上進行創新。同時要加強對各方面的投資與管理，以提高施工技術的使用質量與效率。施工單位應當選擇專業技術人員在工地上進行指導，以減少出現質量問題的概率，推動項目的可持續發展。