市政給排水施工中的非開挖頂管施工技術思考解析

王梅泰

(蘭州城市供水(集團)有限公司，甘肅 蘭州 730060)

現階段我國各個城市的建設與發展都在如火如荼的展開，市政給排水工程的重要性不言而喻。已建城市的給排水管網系統存在規模大、施工周期長、建設難度高等特點，如果沿用傳統大面積開挖的施工方式進行市政給排水管道系統的工程施工，必然會對道路交通及人們的正常生活產生極大影響，所以選用更為先進的施工技術，既能保證工程的總體質量，又不會對道路交通產生較大的影響與破壞。基于此觀點，本文主要針對市政給排水施工中的非開挖頂管施工技術進行深入探討。

1 非開挖頂管施工技術的含義

1.1 非開挖頂管施工技術

時代的不斷發展，促進了科學技術的不斷革新，建筑行業當中許多新技術、新工藝應運而生。最具代表性的當屬非開挖頂管施工技術，此技術最早運用在歐美發達國家的施工技術中。非開挖施工主要是指在對地層破壞較小的情況下，使用不同的技術手段來對城市建設過程中的污水管線、天然氣管線等進行鋪設和維修。在非開挖施工技術的作用下確保各個管線能夠順利穿越河流、護坡等地區。現階段非開挖施工技術的應用方法主要有兩種，一種是頂管施工方法，另外一種是水平螺旋鉆孔施工方法。

非開挖頂管施工技術將頂管施工技術與非開挖施工理念完美的融合在一起，二者相互影響、相互促進，在相輔相成當中提升了施工效果。非開挖頂管施工技術的特點在于僅挖開小部分地面作為施工工作井，運用高壓液壓千斤頂通過此工作井垂直進入地下后進行地下橫向頂管施工工序。由于此種施工方式并不會對市政路面，尤其是在一些交通擁堵的路段或者是人口數量極多的地區產生較大的交通通行影響，而且能夠有效地縮短施工工期，因此在市政給排水管道施工中運用較多。非開挖頂管穿線施工和管道施工分別如圖1和圖2所示。

圖1 非開挖頂管穿線施工圖

圖2 非開挖管道施工圖

1.2 工程概況

為研究非開挖頂管施工技術，本文結合某一具體工程的基本情況，展開相應的研究，并發揮該項技術的作用，全面提升該項技術的合理運用，從而使得市政排水效果得到全面提升。

本工程為某市市政排水工程，首先，排水工程中線與附近建筑的距離為10m，另外，管節外徑為2 600m，管節內徑為2 200m，并且管節的總長度為510m，同時，管節頂進長度為2 400m，為了滿足施工需求，還要對管頂上部覆土的厚度進行控制，結合設計需求，本工程對覆土的厚度控制在4.5m。

為了滿足本工程的基本需求，還要對市政排水的相應內容進行研究，確保非開挖頂管施工技術能夠得到合理的運用，進而降低各類安全隱患的發生概率，促使施工技術能夠滿足實際應用的基本需求。

市政排水是城市生活中的基礎設施，通過市政給排水施工，能實現對城市雨水的合理排放，降低雨水淤積。雨水是城市中常見的問題，如果雨水不能得到合理排放，就會給城市環境帶來影響，甚至還會導致大面積洪澇災害的發生，所以，需確保市政排水系統的功能，使排水系統可以對降水量劇增的問題進行控制，從而極大降低城市洪澇災害的發生概率。確保市政排水系統的功能與作用。

另外，城市污水也要經過給排水系統，將污水排出，從而確保城市的服務能力，避免污水給城市環境和城市居民的正常生活帶來影響，通過給排水系統，合理的將污水運送到凈化場所，并對污水進行凈化處理，促使污水可以得到合理排放，降低污水給環境帶來的負面影響。

除此之外，在城市面積大范圍增加前提下，市政給排水系統能夠為城市居民提供日常所需用水，可以滿足日常生活基本需求，提高日常生活質量。

2 非開挖頂管施工技術在市政給排水施工當中的應用優勢

市政給排水施工的傳統方法主要以大面積挖掘路面后敷設管道為主，此時為了保證周邊人民群眾的人身安全，需要對施工路段進行圍護管理。這給人民群眾的出行帶來了極大的不便，開挖過程中出現的大量粉塵也嚴重影響了市容市貌和人民群眾的健康安全，同時這種施工方式也增加了周邊道路的通行荷載，導致交通事故發生率大大提高。非開挖頂管施工技術的出現，可以有效彌補傳統施工技術當中的不足。此技術在不開挖道路的基礎上進行施工工序，有效的縮短了施工工期，減少了噪音污染和粉塵污染，緩解市政給排水管道施工對周邊行人、車輛正常出行的影響。

非開挖頂管施工技術運用在鐵路、河流、地下管線等下穿工程中，也能有效提高施工效率，保證施工人員的人身安全。

總之，非開挖頂管施工技術作為更具現代化施工特點的施工技術，目前已得到了廣泛應用，其所呈現出來的施工效果也十分明顯，是現代社會文明施工、安全施工的具體體現。

3 非開挖頂管施工的準備工作

3.1 頂進管的選擇工作

一般情況下，市政管道均有耐腐蝕的需求，因此常采用鋼筋混凝土管作為市政管道的常用管材。在選擇頂進管材料時，要加大對供應商資質的考察力度，確保其具有國家權威機構承認的相關生產資質。結合具體工程的施工要求，頂進管自身要具備較好的抗腐蝕能力，以防其長期在潮濕環境內發生局部腐蝕、破損等問題。加強頂進管的直徑、管節、配筋等部分的控制，確保其符合工程質量及安全設計要求。具體設計過程中，設計人員應結合工程實際，在計算鋼筋混凝土頂管內徑時，根據地質條件、抗震烈度等實際需求，進行管道參數的選擇，同時應保證鋼筋混凝土頂管外徑嚴格遵循頂管的荷載條件[1]。鋼筋混凝土管作為頂管進行施工時，應滿足鋼筋混凝土管的標準設計和應力集中實驗，并嚴格遵守頂管施工規范要求，以保證施工質量。

3.2 頂管施工的準備工作

當頂管選擇完成后，工程人員應將頂管機、千斤頂等設備安裝在施工工作井附近，采用高壓旋噴灌漿裝進行加固，為后續非開挖頂管施工的有序展開做好準備。在施工過程中，工程人員還需在工作井中安裝止水設備，這樣做是為了有效地防止泥水長時間停留在頂管機預留孔頂端，保證頂管施工的順利進行[2]。

3.3 導向孔軌跡的設計

導向孔軌跡作為擴孔拉管的母線，導向孔最終會形成管線孔。在具體施工中，非開挖拉管施工技術重力管對深度、坡度的設計誤差有著明確的要求。在管道設計的時候需要相關人員能夠全面考慮排水工程的實際情況，結合施工條件確保設備能夠以最小的入土角度進入到土層中。同時，在工程施工的過程中需要根據非開挖頂管工程施工要求、市政道路排水工程對工程施工提出的要求設置出合理的工作井區間。

3.4 管道材料的選擇應用

在排水工程施工中頂管的長度對整個工程施工的施工效益和施工控制有著十分重要的影響。在垂直推頂的影響下會使得頂部路線和預定好的路線設定存在較大偏差，且這種偏差在形成之后很難進行恢復。在頂管長度不符合規范標準的時候會出現頂進線路彎曲。為此，在施工之前要嚴格按照規范的標準選擇頂進管道的長度。一般情況下，頂進管道和頂管直徑的比值如果超過了2.1，就需要選擇頂管施工；而在頂進管道和頂管直徑比值處于1.15的時候需要選擇標準長度的頂進管；在頂進管道長度和頂進直徑比值不超過1.1的時候使用短管。

4 非開挖頂管施工的主要流程

在進行市政給排水工程頂管施工的過程中，施工管線的管中心需要與周邊樓群外側保持一定的安全距離，以防止管線施工導致周邊樓群出現不均勻沉降，墻體開裂等問題。因此，因地制宜的選用頂管機是非開挖頂管施工的關鍵。在頂進的過程中，為了能夠讓施工更加的穩定、安全，可以搭設與之相對應的鋼板樁，這樣能保證頂管機有序、順利的進、出洞。當頂管機出洞之后，應立即拆除轉封門，拔除鋼板樁， 避免在頂進過程中出現管機倒退等問題[3]。第一，穿墻。穿墻是在打開穿墻悶板之后使用管推工具將其推送到井外部，并安裝科學有效的止水裝置。在穿墻施工操作的時候要注重使用粘土、水泥混合形成的填充物填充到穿墻管中，并在穿墻之前在墻體管外部開展注漿加固操作。在打開悶板之后需要立刻進行工具管的推進操作，并在這個過程中做好一系列止水工作。第二，頂管出洞。在頂管設備進入到土層之后會出現頂管出洞工序。為了能夠減少頂管推進過程中管線偏移的問題，需要相關人員在工具管的下方設置一個支撐力量，并在施工操作的時候密切觀察工具用管的凋零情況，在出現凋零之后及時采取措施糾正工具管的偏移和下沉。第三，注漿減少阻力。為了能夠降低頂進管頂尖的阻礙力量，緩解頂管過程中的地面下沉問題，需要在壓住觸變泥漿之后在管道附件周圍打造出一個保護層。在頂管頂進的過程中完成頂進機頭尾部的注漿施工。第四，頂管測量與偏差校正技術。頂管測量工作主要由頂管中線樁測量與布置、工作坑內高程調控、導軌安裝測量、頂進中管道中線及高程度量等工序構成。要求第一節頂進每隔200m～300m進行一次測量，正常頂進每間隔0.5m～1.0m測量一次，校正時每頂進一次復測一次，以上操作表現出頂進施工中管道中線及高程測量次數多的重要地位。校正實踐中，工人之間要加強配合，頂管校正是一項偏差糾正的手段，土層性質、頂進力度、管道銜接方式等可能會給其帶來一定影響，容易導致頂管中線發生偏離問題，隨后進行校正。可供采用的糾正方法有挖土校正法、工具管矯正校正法等。現場施工中，盡量要做到小角度、動態及時糾正。

5 注漿減阻

非開挖頂管施工時，注漿減阻工作對于工程的總體質量會產生不同程度的影響，應引起重視。該部分內容應由專業技術人員對灌注漿當中的潤滑泥漿比例進行優化調整，保證泥漿的比例滿足規范要求。這為注漿工藝的有序實施打下了基礎。在頂管施工過程中，應保證注漿減阻技術真正的落實到實處，方能大幅度提高此項工作的施工效果[4]。

6 非開挖頂管施工技術應用過程當中的注意事項

筆者認為，非開挖頂管施工的技術重點在于潤滑泥漿的科學配比。潤滑泥漿比例的優化調整能有效地降低土層和管道之間所產生的摩擦阻力，避免出現地面坍塌、周邊建筑不均勻沉降等問題的發生。

其施工重點主要在于不同工程實際的項目復雜性。在具體的施工過程中，應嚴格遵循施工規范及標準要求。非開挖頂管施工技術是一種具有現代化施工特點的施工技術，但其真正得到廣泛運用的時間并不是很長，所以在具體施工過程中，工程人員還需對該項技術進行更深入的分析研究，保證施工的合理性和安全性。如發現安全隱患或施工環境安裝難度大等問題，應及時與建設單位聯系。另外，定時、定期地組織施工團隊進行培訓教育，大幅度提高施工隊伍的綜合素養與工作水平至關重要，這可為非開挖頂管施工技術的發展打下堅實基礎[5]。

除此之外，實際的施工中還要建立相應的質量控制體系，通過施工質量控制體系的建立，能實現對施工的控制，全面降低施工期間，各類施工質量問題的發生概率，從而提升施工質量效果，使得市政給排水工程的功能性，安全性和質量性都得到保證，為城市居民生活質量的提升奠定基礎。另外，為了保證施工質量的合理控制，還要對施工期間的監督和控制體系進行完善，發揮在線監控系統的作用，實現對施工的在線監控，從而使得施工中的相應問題都能在第一時間找到問題的負責人，避免推諉的事件發生。同時通過監督作用的體現，還能對工程中存在的問題進行優化，經過優化處理，施工中的問題就能得到合理的控制，進而能夠滿足實際施工的基本需求，全面推動非開挖頂管施工的應用效果，確保工程的整體質量得到提升。另外，還要借助監控體系，落實對施工人員的管理工作，確保施工期間，各項技術都能得到合理的運用，確保施工技術能夠按照規范和施工設計進行利用，進而提高給排水工程的建設質量[6]。

7 結 語

隨著國家經濟的不斷發展，人民對于美好生活的需求更為迫切。市政管道工程的安全性、高效性受到了人民群眾的廣泛關注與重視，并且對其提出了更高的要求與期望。非開挖頂管施工技術在市政給排水施工中的應用，可有效提高工程質量，提升施工效率，保證工程人員的人身安全，但其仍面臨著施工現場情況復雜、頂管深開挖會引起周邊建、構筑物地基不均勻沉降等問題，因此仍需在實踐中總結經驗教訓，以期優化非開挖頂管的施工技術，滿足人民的美好生活需求。