市政工程頂管施工技術及質量控制措施分析

孫艷平

(青島巨源建工集團有限公司,山東 青島 266000)

隨著城市化建設的深入，各地政府紛紛加大了建設市政管網的力度，若利用傳統技術進行施工，通常需要開挖馬路，考慮到市政建設工期普遍較長，不僅城市交通會受到影響，居民出行也會受到影響，在此背景下，頂管技術應運而生。該技術強調將施工面拆分成施工點，在不開挖馬路的前提下完成施工任務，由此可見，圍繞該技術的應用及控制策略展開討論很有必要。

1 什么是頂管技術

1.1 概念

頂管技術指的是利用設備推動管道頂進，保證管道能夠順利穿越土層的技術[1]。該技術既能夠為施工速度及整體質量提供保證，又可通過控制土層開挖范圍的方式，最大程度弱化施工給附近環境所造成影響。由于該技術被引入我國的時間較短，目前仍存在較為明顯的不足，例如，若施工現場的土層較軟，則極易導致管道位置出現偏差，進而使施工質量無法達到預期[2]。

1.2 特點

作為典型的非開挖技術，頂管和常規施工技術的區別，主要是省略了開挖地面的步驟，確保施工方可在地下開展各項工作，對施工人員的工作量及工作強度進行減小。現階段，該技術主要被用于給排水的施工，對該技術加以運用，一方面可使施工質量及速度得到保障，另一方面能夠降低施工成本，使工程所創造經濟、社會效益變得更加可觀。事實證明，該技術在市政工程中具有良好的普適性，施工方可基于該技術對多數市政工程進行建設，通過垂直施工的方式，為施工質效以及人員安全性提供保證。

1.3 適用范圍

事實證明，頂管技術擁有廣闊的適用范圍。首先，由于該技術對施工場地所提出要求較低，利用其對繁華區域、 主干道進行施工，通常不會使道路外觀受到破壞，同時還有助于施工成本的控制。其次，將該技術用于人口密集、車流量及人流量較大的區域，同樣能夠取得良好效果，這是因為該技術所產生噪音較小，通常不會給附近居民及企業造成困擾。最后，將該技術用在植被覆蓋率較高的地區，往往能夠取得事半功倍的效果。該技術和傳統技術的區別，主要是前者強調點狀施工，可通過控制動土面積的方式，將施工給綠化區域所造成影響降至最低[3]。此外，若項目施工線路整體長度較長，同樣可對該技術加以運用，這是因為對此類項目進行施工時，管道與土層間的摩擦力往往難以得到控制，分段設置繼油缸并頂進管道，可通過減小阻力的方式，使施工速度得到保證。

2 頂管技術在市政工程中的應用

現階段，頂管技術已在市政領域得到了廣泛應用， 對市政工程進行建設時，有關人員應重視以下內容。

2.1 前期勘查

施工開始前，先要落實以下工作：首先是分析車流及人流密度，結合地面情況確定地下施工所用技術，為車輛行駛所具有穩定性提供保證。其次是全方位檢查排水系統，若地下既有管道的布設較為復雜，則不得盲目展開施工，以免造成不必要的問題。再次是系統排查地下管道，包括但不限于供水管道、煤氣管道以及通訊管道，明確既有管道所處位置，避免地下施工給管道造成破壞。最后是重點檢查雨水渠箱、污水管道，排查潛在安全隱患，確保頂管技術可得到高效使用。此外，若現場附近存在市政橋梁，則需要仔細分析橋梁數據，將頂管施工給橋梁所造成影響降至最低。

2.2 挖設工作坑

在運用頂管技術進行施工前，先要調查項目周邊的水文情況，同時了解地下管線分布和行車狀況，制定切實可行的防護方案，確保后續施工可得到高效開展。確定頂進距離后，施工方應分別從兩個方向對工作井進行開挖，在規劃頂進路線時，應盡量規避地面上方的樹木和建筑物，并嚴格按照設計要求對兩井間距加以選擇。

市政工程所用施工方法多為機械施工，為保證施工效果達到預期，施工方往往會選擇對機械施工、人工操作進行組合使用。例如，在開挖土層的環節，先借助經緯儀對工作坑所處位置加以確定，再按照由上至下的順序開挖土層，并統一清理所挖出的土及雜物(如圖1所示)。為避免工作坑存在安全隱患，施工方應盡快將建造防水墻的工作提上日程，以免出現地面水體流入工作坑內的情況。待開挖土層的工作告一段落，憑借鋼管、模板對工作坑進行支撐并加固，同時在附近增設警示標志，以免出現無關人員誤入工作坑的情況。

圖1 挖設工作坑

2.3 確定頂力

在對頂力進行確定時，有關人員應綜合考慮線路糾偏、現場情況等因素。確定頂力后，便可對管材加以選擇，以管道軸心需要承受的壓力為依據，保證所選用材料具備符合市政要求的安全系數[4]。

2.4 穿墻施工

在頂管施工環節，施工方應保證穿墻鉆頭處于開啟狀態，根據施工方式提前準備水泥黏土，確保阻水及堵水工作可得到有序開展(如圖2所示)。除特殊情況外，均應對止水環進行安裝，同時保證所選用止水環在拉伸性、耐磨性等方面的表現符合要求。由加壓板、止水閥負責對管道進行全方位防護，將管道被腐蝕的概率降至最低。

圖2 穿墻施工

2.5 頂進管道

頂管施工的方法有兩種，分別是手動頂管、自動頂管。若施工方計劃采取手動頂管的方式，則需要先在土層的恰當位置插入工具，再測量軸向參數，保證現場施工方向符合設計方向。隨后，以土質情況為依據，對各層開挖量加以確定，通過逐層開挖的方式，為施工效果提供保證。自動頂管的步驟如下：第一步，對頂進設備進行準備，保證設備基座穩固，可承受較大荷載并向頂管機提供運行所需動力，同時還要保證施工期間，基座所處位置不會發生明顯移動。第二步，仔細核實施工設備性能，結合試運行效果，對設備潛在問題加以處理，確保各設備均能夠發揮出應有作用。第三步，拆除封門的第一時間，將管道頂入對應土層內部。另外，在施工期間還需要定期對控制點進行測量，這樣做的目的主要是為測量精確性提供保證。考慮到實際施工期間，預設線路和現場頂進線路存在偏差的情況難以避免，施工人員應密切關注管道推進情況，沿高程方向對管道高度進行精準測量，確保線路所存在偏差能夠被及時發覺并得到處理。

2.6 處理接口

在推進管道的過程中，施工人員應密切關注各項參數的變化情況，只有在核實推進方向準確無誤的基礎上，再著手對接口進行處理并開展后續工作。眾所周知，作為管道薄弱處，接口附近出現滲漏問題的概率較其他部位更高，若接口質量未達到預期，管道極易在外力的影響下而開裂。對接口進行處理時，施工人員應遵循以下原則：一是保證接口附近潔凈。二是先用純凈水處理填充材料，再用玻璃纖維、樹脂封堵接口，確保經過處理的接口能夠達到要求。

2.7 糾偏

頂進管道的工作結束后，由施工人員對頂進距離進行測量，及時對頂管位置進行糾偏，并通過增設測量控制點的方式，為頂管施工所具有精準性提供保證。待頂管順利離開孔洞，借助激光經緯儀判斷頂進軸線所處位置，確保工程進度始終處于可控范圍內，為后續工作的高效開展提供便利。

3 如何對頂管施工質量進行有力控制

對施工質量進行控制是確保頂管施工可得到有序開展的關鍵，為保證控制效果達到預期，施工方應做到以下幾點。

3.1 前期準備階段

對頂管施工而言，需要提前開展的工作主要包括四項：一是組織人員參加崗前培訓，幫助施工人員樹立起安全意識，同時對技術進行全面交底。二是酌情調整控制點數量，為測線放量提供便利。三是以設計圖紙為依據，對控制點進行核實，同時對水準點進行閉合并引測。四是對地面沉降程度進行實時監測，沿工作井和頂管對觀測點進行布設。

3.2 控制頂管質量

實踐所積累經驗表明，頂管開挖最淺深度為5m，此外，施工方還應對作業時間進行嚴格要求，保證頂管施工所花費時間在30d以內。作為頂管施工不可忽略的一環，對工作井進行砌筑時，施工人員應對砌體材料所具有抗壓特性進行充分利用，在控制徑向壓力的基礎上，為結構可靠性及穩定性提供保證。

3.3 重視現場管理

若管道內部存在施工殘留物或其他雜物，通常需要先進行清理，再展開施工，以免給閥門、儀表或是設備造成不良影響。此外，對管道進行鉆進施工前，還要對現場進行分段清理，保證系統氣密性、整體強度均能夠達到施工要求。鉆進期間應對外界因素所產生影響加以考慮，例如，在溫度較低的冬季，施工人員應密切關注管道情況，避免管道出現結冰或是類似情況，給施工所具有安全性、可行性造成不利影響。每焊接一段管道，就應當對殘留物進行清理，此舉可減少后期清掃的工作量，隨后，通過加壓的方式測試管道密閉性，在此期間需對環境溫度引起重視，根據實時溫度對壓力加以調整，確保測試能夠得到安全且有效的推進。

3.4 控制后背墻質量

施工過程中應保證后背墻枕木、土壁完全接觸，同時確保接觸面平整度、密閉性符合要求，只有這樣才能保證后背墻附近土體受力均勻。若土體含水量高于限值，在撤離期間將有一定概率出現土體液化的情況，進而給頂管施工造成阻礙，此時，施工方應視情況盡快確定處理方案，為施工質量提供保證。

3.5 控制軸線及標高

在頂管施工環節，有關人員應對管道軸線方向和標高引起重視，這是因為上述指標是否準確，通常會給頂管質量產生巨大影響。在開展相關工作時，施工人員應結合所掌握資料和設計圖紙，充分利用現有設備對坑內位置加以確定，準確標出水準點位置還有軸線方向。在安裝導軌設施時，應保證各項參數均與設計要求相符，并根據設計要求對管道方向、標高進行嚴格控制。

3.6 控制井的質量

以設計圖紙所提出要求為依據，通過逆作法進行施工。接收井的內部結構多為深基坑支護，對接收井、工作井進行施工的方法以分層施工為主，簡單來說，就是只有上層井壁順利通過驗收，才能著手對下層井壁進行施工。在土方開挖環節，應視情況采取相應的防水、支護以及圍擋措施，同時在坑底適當位置對積水坑進行挖設，并用蓋板覆蓋坑口，待施工告一段落，應第一時間封底并對進口進行覆蓋。在現場安裝防雨設施并設置圍擋，井內需預留出安全通道，保證一旦出現突發情況，井下人員可通過所預留通道快速到達地面。

3.7 控制頂進質量

要想使頂進質量得到保證，關鍵要做到三點，其一，保證導軌穩固，水流方向、軌距及高程均與施工要求相符。其二，均勻推進千斤頂，以項目規模為依據，對相應的U型頂鐵、豎頂鐵或是橫頂鐵加以運用。其三，試頂管工作結束后，盡快對首節管道進行安裝，并通過循序漸進的方式，完成安裝后續管道的工作。

4 結 論

綜上，對于現代化建設進入關鍵階段的地區而言，如何提高市政建設質量及速度，同時將其給居民生活所造成影響降至最低，已成為亟待解決的問題。對頂管技術加以運用，既能夠控制市政建設給管線、道路所造成負面影響，又可避免附近環境被破壞，使相關工程所帶來社會、經濟效益最大程度接近預期。鑒于此，在實際施工中，有關人員應準確把握該技術的特點，并對各環節質量進行嚴格控制，只有這樣才能使其優勢得到充分發揮。