就市政工程施工中頂管施工技術運用的分析

王 剛，徐建利

（浙江交工集團股份有限公司地下工程分公司，浙江杭州 310000）

0 引言

市政工程是城市環(huán)境改造和基礎設施建設的重要途徑。它不僅為城市居民提供了良好的居住環(huán)境，而且為城市的發(fā)展提供了基本的支持。頂管工程是市政工程的重要內(nèi)容之一。一旦頂管工程施工過程中出現(xiàn)不當?shù)募夹g問題，就會導致頂管施工質(zhì)量的下降，進而影響市政工程的整體質(zhì)量。因此，做好頂管施工技術和質(zhì)量控制對市政工程質(zhì)量的提高有著重要的影響。

1 頂管技術概述

頂管技術主要是指在不破壞表土層的情況下鋪設管道。它的突出優(yōu)點是能夠直接穿越地面上的建筑和地下管道、高速公路、鐵道以及淺層建筑。施工作業(yè)主要是在液壓作用下把管線直接引入地面，最后進行管線敷設的任務。施工中，節(jié)省了人工開挖的時間。該技術減少了對大自然的破壞，減少對人類生命的影響，并且減少了建筑施工周期。而頂管科學技術的運用則減少了對城市規(guī)劃的影響，在一定程度上提高了市政工程的施工效率。在社會發(fā)展的過程中，建筑環(huán)境越來越復雜，對建筑的要求也越來越高。在這種情況下，頂管施工技術應運而生，解決了許多技術難題[1]。

2 頂管施工技術原理

頂管技術使產(chǎn)品的質(zhì)量和效益相結(jié)合，提高了市政工程管網(wǎng)施工的效率。鑒于城市地下管線的復雜性，頂管施工技術可以繞過大型建筑和城市主管道，避免原本需要拆除的施工項目，降低成本，合理利用資源，提高頂管施工技術的整體性能，使城市居民在正常生活的同時，享受到頂管施工技術帶來的便利。為了滿足工程要求，施工過程中需要開挖工作溝，從而達到市政管道施工的目的。縱觀目前非開挖頂管技術的應用現(xiàn)狀，因受到地質(zhì)因素的影響，導致整體施工與具體工程要求不一致，嚴重影響整體施工質(zhì)量。頂管工程對參與工程施工的所有人員的素質(zhì)都有嚴格的要求。施工人員應清楚地了解非開挖技術，控制施工測量和方案設計，最大限度地提高管道設計的合理性，并編制相關方案。因為它對自然環(huán)境的適應性好，可以根據(jù)環(huán)保要求選用適當?shù)氖┕し绞健Ｋ裕谑姓こ痰叵鹿艿赖捻椖拷ㄔO過程中也應用了這種頂管施工技術，不僅可以大大提高施工效率，而且還能夠保證良好的施工質(zhì)量。從它的應用過程來看，它有一系列的優(yōu)點：①對施工場地面積要求不高，不會占用太多的土地，而且這種運營方式還可以減少成本支出。②其施工環(huán)境深埋地下，可以減少對地面的影響，包括噪聲、空氣和交通條件。③降低施工難度系數(shù)，促進項目施工效率的提高。

3 頂管施工技術要點

3.1 現(xiàn)場勘查

現(xiàn)場勘察是頂管施工技術應用的前提。結(jié)合市政工程建設要求，對施工面積進行現(xiàn)場評估，并根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)完善頂管施工應用方案，從而保證頂管施工應用的安全，促進市政工程建設的有序發(fā)展。施工單位為了開展現(xiàn)場勘察，通常需要進行如下3 個方面的工作：①工地范圍內(nèi)地下管道的布設。②建筑面積地址。③施工單位針對建設施工現(xiàn)場周圍的環(huán)境保護要求，經(jīng)過對建設施工現(xiàn)場的調(diào)查研究后，在市政建設項目建筑質(zhì)量要求的基礎上進行了頂管施工方法，以便于為今后頂管施工技術的運用奠定了良好的基礎。

3.2 設備材料方面的施工準備

頂管施工技術的應用離不開頂管設備的支撐。所以，在施工單位應用頂管施工技術之前，就應該作好建設有關設施的準備工作。在建筑施工過程中，嚴格根據(jù)建筑工程質(zhì)量規(guī)定對機械設備進行檢驗，并及時對現(xiàn)有設備進行檢查，確保設備正常運行。我們在全面應用頂管施工技術之前，還有必要對準備工作進行預先評估。首先，施工單位要提供質(zhì)量規(guī)格合適的頂管材料，并根據(jù)各個市政工程項目的實際，以此來要求計算頂管的直徑以及頂管的實際荷載壓力，從而避免出現(xiàn)誤差影響工程施工[2]。還有就是在制定現(xiàn)場的施工方案時，技術人員要對施工現(xiàn)場開展深入調(diào)查，并根據(jù)當?shù)氐氖┕きh(huán)境及時調(diào)整施工方案。在對頂管工程的施工中，客觀上會影響施工質(zhì)量的不確定因素很多，如當?shù)氐牡刭|(zhì)條件還有土層的軟硬度等不同因素。在頂管建設的過程中如果發(fā)現(xiàn)遇到硬質(zhì)物質(zhì)，就很容易造成地下塌方，從而使鉆機無法正常開展作業(yè)。除此之外，由于一些城市的地下管線十分復雜，如果設計人員不能全面掌握地下管網(wǎng)的位置數(shù)據(jù)，就無法比較準確的設計，而這將大大增加施工的難度，還可能會破壞一些通信管網(wǎng)。因此，就需要水利、通信、電力等相關部門的充分配合，再加上檢測設備的應用，真正確定出地下管線的特性以及結(jié)構(gòu)，還有具體的分布情況，再選擇有針對性的技術解決方案。

3.3 工藝流程

3.3.1 頂管施工流程及質(zhì)量控制

不同的施工要求需要有不同的方案。在施工過程中，通常需要進行反復實地勘察，并選用最合適的鋪設技術，以增加施工的綜合經(jīng)濟效益。頂管施工有嚴密的工序規(guī)定，每個步驟都彼此聯(lián)系，構(gòu)成整體的施工流程。據(jù)施工人員經(jīng)驗，在頂管安裝施工的過程中，一定要保證不會有泥漿流失。同時，按照前面的要求，要確保頂管裝置施工過程中不會有泥漿流失。頂管施工過程可歸納為4 個主要步驟：穿墻、頂管出孔、減小注漿阻力、頂管修正。

3.3.2 注漿止水

注漿止水是頂管施工中廣泛應用的施工技術，為頂管施工的發(fā)展提供了良好的環(huán)境，有助于提高頂管施工的技術水平。施工單位應當結(jié)合市政工程施工質(zhì)量要求，完善注漿止水工藝，做好止水前、止水中、止水后的施工安排，從而促進注漿止水施工工藝水平的提高，為頂管施工技術的應用奠定良好的基礎。

3.3.3 頂管穿墻

穿壁就是把管推工具轉(zhuǎn)移到工作井外，以便裝設止水設備。在這個過程中，必須開啟穿墻門板，這個過程也就是穿墻。打開門板后，可進行頂管出孔過程。為取得良好的效果，在穿墻之前需要先對管壁周圍進行密封。在通過墻體之前，應先測試墻體的質(zhì)量，了解其堅固性。門板打開后，迅速將頂管推出井外，同時安裝注水設備。一些加固技術可以用于止水處理，但也應確保其符合標準。在這項技術的實施過程中，可能會遇到許多障礙。運用衛(wèi)星定位技術，就能夠及時的監(jiān)測、解析工程施工環(huán)境條件，從而掌握山勢、地質(zhì)、地貌、水文，進而提出不同的解決方法來解決工程問題。

3.3.4 頂管出洞

頂管出孔是整個頂管施工流程中最為關鍵的環(huán)節(jié)，起著舉足輕重的作用。頂管壁入后，啟動頂管孔，在井口預留大孔。在頂管施工過程中，不僅要進行止水，還要對頂管施工過程中的偏差進行糾正。根據(jù)環(huán)境土壤質(zhì)量的不同，應采取不同的止水措施。前止水墻一般應澆筑高等級素混凝土。若施工面積為圓形，則需澆筑相同的拱型前止水墻。同時，對于襯里預留孔結(jié)構(gòu)，應安裝雙橡膠止水帶裝置，最大限度地保證止水帶處理質(zhì)量、安全可靠。頂管施工時，對頂管出口處理，施工人員應注入觸變泥漿，避免對出口段土地產(chǎn)生干擾。對于止水工作，可采用常用法蘭壓力板止水方法，也可根據(jù)實際情況使用填料。填料一般為紙加筋黏土，并壓實以達到適當?shù)膹姸取?/p>

3.3.5 減少阻力

頂管過了這個洞，會使地基產(chǎn)生傾斜。同時頂管也會和土壤碰撞，形成阻力。利用注漿材料直接向鋼管外壁灌注水泥，并在頂管外壁生成水泥圈，有效地減少了頂管與土壤之間的碰撞。同時，由于水泥圈的支撐力強，還可有效降低由粉質(zhì)粘土崩塌所引起的土壤與地層流失，進而抑制地表下沉[3]。注漿過程中，主要采用觸變泥漿。注漿后能真正降低施工阻力，同時還能增加相應部位的牢固度，起到框架支撐地面的作用，從而緩解地面塌陷的問題，促進土地的平整。同時在施工過程中保證注漿與頂管的聯(lián)合實施，確保工程的安全和質(zhì)量。值得一提的是，降阻效應主要決定于漿液循環(huán)的質(zhì)量。所以，注漿過程尤為重要，必須嚴格遵照規(guī)定進行。依據(jù)經(jīng)驗，實際的泥漿用量較理論用量多了4~5 倍。在使用標準中通常選擇堿性水泥、膨潤土和水的實際配比約為0.02:0.4:1。

3.3.6 頂管糾偏

頂管校正是在施工項目中對頂管偏移原固定軸線現(xiàn)象的校正工作。具體方法為利用糾偏式千斤頂組對頂管的偏移進行矯正，并針對管道傾角的差異而采取不同的解決措施。施工時，根據(jù)實際需要，對頂管口采用加強力矩的形式進行校正，并注意所使用的力。如果力太大，偏差就會增大。所以，建設時應該注意各地段的區(qū)域結(jié)構(gòu)，如發(fā)生偏移，應該及時進行小幅度調(diào)整。這樣可以快速、有效地糾正偏差。千斤頂向左伸向右縮回時，可糾正千斤頂管的左偏。同樣，當千斤頂向右伸展向左縮回時，將千斤頂管向右修正。頂管整改要求施工人員沉著穩(wěn)重，采取多調(diào)慢改的策略。總之，這個過程檢驗了施工人員的經(jīng)驗和控制。

3.3.7 閉水試驗

閉水試驗是檢測頂管施工效果的重要手段。可以檢測頂管施工的嚴密性，以便及時發(fā)現(xiàn)頂管施工中存在的問題。施工結(jié)束后，通過閉水試驗進行質(zhì)量檢驗。如閉水檢測發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，應結(jié)合市政工程施工標準進行糾正，以保證頂管施工質(zhì)量，促進頂管施工效果的提高。

3.3.8 應急處理

頂管工程施工復雜。施工單位應結(jié)合頂管施工質(zhì)量保證要求設計應急處理方案，不斷分析頂管施工中可能存在的風險，結(jié)合施工質(zhì)量保證要求完善應急處理方案。施工出現(xiàn)問題時，應借助施工方案及時解決頂管質(zhì)量問題。

4 頂管施工技術質(zhì)量控制方法

4.1 強化施工監(jiān)測

施工監(jiān)控是應用頂管施工技術，通過施工監(jiān)控發(fā)現(xiàn)和解決問題，保證頂管施工質(zhì)量的重要途徑。有關部門和建設單位應當結(jié)合市政工程質(zhì)量要求，加強施工監(jiān)測。重視頂管施工，結(jié)合頂管施工質(zhì)量要求確定施工監(jiān)控內(nèi)容。①監(jiān)測頂管施工基準點的布置、變形監(jiān)測點的應用、埋設參數(shù)、基準值等，及時發(fā)現(xiàn)各施工環(huán)節(jié)存在的問題，并利用專業(yè)技術指導施工單位對問題進行糾正，從而保證頂管施工質(zhì)量滿足市政工程的要求。②建立專業(yè)的施工監(jiān)控隊伍。根據(jù)頂管施工的質(zhì)量保證要求，監(jiān)測隊要做好施工現(xiàn)場的綜合監(jiān)測工作。既要對施工單位的施工工藝、施工過程進行檢測，又要結(jié)合頂管施工的質(zhì)量要求做好現(xiàn)場安全管理工作，以保證頂管施工的安全，從而保證頂管施工的順利開展。③完善施工現(xiàn)場監(jiān)理技術。結(jié)合施工現(xiàn)場監(jiān)督的要求，引入施工監(jiān)督體系，對頂管施工現(xiàn)場進行科學的監(jiān)督。一旦問題被發(fā)現(xiàn)在建筑工地，施工監(jiān)控系統(tǒng)能及時提供預警，并通知相關經(jīng)理，以便相關管理人員可以正確處理施工現(xiàn)場的問題和減少頂管施工的風險，促進頂管施工質(zhì)量的提高。

4.2 材料質(zhì)量保障

施工材料的品質(zhì)直接影響到頂管施工的品質(zhì)。因此，有關部門和施工單位應加強對建筑材料的監(jiān)督，確保建筑材料的質(zhì)量達到市政工程的施工標準，可以采取的措施如下：①現(xiàn)場管理。對施工現(xiàn)場的建筑材料實行管理。如果發(fā)現(xiàn)建筑建筑材料不能滿足市政工程有關標準，需要施工單位調(diào)換建筑材料，并進行調(diào)換建筑材料的質(zhì)量檢驗工作，確保施工材料的安全和質(zhì)量。②材料采購。施工單位在采用頂管建筑材料的過程中，必須根據(jù)市政項目材料的相關規(guī)范，要求材料供應商提供合格證明，并進行材料檢測。③設備管理。施工單位還應當保證頂管機械設備的質(zhì)量。頂管機械設備是保證頂管施工順利開展的機械基礎。在采購和維護頂管施工設備的過程中，施工單位應結(jié)合質(zhì)量要求對施工設備的各個部位進行質(zhì)量檢驗，以保證機械設備的安全，降低施工過程中發(fā)生安全事故的概率，從而保證頂管施工的進度和質(zhì)量。

4.3 工藝參數(shù)的明確

在頂管施工過程中，施工單位應結(jié)合施工質(zhì)量和效果保證要求，明確工藝參數(shù)，使工藝參數(shù)與設計參數(shù)相差不大，這樣既可以保證頂管的質(zhì)量和規(guī)格達到設計要求，又可以為后續(xù)的頂管施工的有序開展打下良好的基礎。施工單位在進行頂管施工前，應當結(jié)合頂管施工質(zhì)量保證要求，明確頂管長度、管徑等規(guī)范參數(shù)，并根據(jù)設計圖紙的參數(shù)說明對頂管規(guī)范參數(shù)進行比較，防止頂管規(guī)范參數(shù)與設計工藝參數(shù)不一致，既保證了頂管規(guī)范參數(shù)滿足施工要求，也保證了頂管施工過程的有序進行。

5 結(jié)語

結(jié)合以上研究可以發(fā)現(xiàn)，保證頂管施工質(zhì)量對提高市政工程質(zhì)量有著重要的作用。所以，施工單位都應該正確理解頂管施工技能，并掌握頂管施工技能要領，以實現(xiàn)對頂管施工技能的科學運用；在確保頂管工程建設質(zhì)量的基礎上，認真進行施工質(zhì)量管理，不斷完善頂管工程施工工藝與流程，強化施工監(jiān)督，從而控制頂管施工的各個環(huán)節(jié)，促進頂管施工質(zhì)量的提高。