市政給排水施工中長距離頂管技術研究

米鑫

重慶縱橫工程設計有限公司四川分公司 四川 成都 610095

隨著社會經濟的不斷進步，城市建設規模以及建設質量都有了顯著成效，而在城市化建設過程中，市政給排水工程的施工質量對于促進整個城市建設發展具有重要意義。給排水工程建設發展至今以及成為城市化建設中必不可少的一項工作內容。在新時代發展背景下，施工所有設備以及相關技術也獲得了提升，而工程建設的整體質量也得到了全面優化，促進了城市化發展進程。在眾多工程應用技術中，最常用的就是長距離頂管施工技術。雖然這種技術的應用效果較好，但其對施工人員的專業技術能力要求也相對較高，需要有關部門在執行相關工作時，做好科學安排，這樣才能夠將給排水工程的價值和作用發揮出來。

1 市政給排水工程施工意義

市政給排水系統和人們的生活息息相關，其便捷性特點主要體現在能夠充分利用自然資源，在對環境起到保護作用的基礎上，促進抗洪和泄洪工作的執行。我國目前正處在一個發展戰略的重要時期，維護生態環境的可持續發展和社會經濟增長平衡是一項非常重要的任務。給排水工程能夠在確保人們生活質量的同時，促進市場給排水工程的發展。而就目前我國在市政給排水工程執行的質量上來看，依舊有很大的進步空間，尤其是在技術的創新升級以及應用方面還有待改進[1]。只有市政給排水工程管理工作進行完善，才能夠保證整個市政建設工程發展的高效性。

市政工程中的給排水系統是推動和維持城市運轉的基礎，市政給排水工程的有效執行能夠在一定程度上拉動城市內需，為城市居民提供更多崗位，從而帶動城市經濟發展?，F階段，各領域科學技術水平在不斷提升，城市人口質量也越來越高，在此背景下給市政給排水工程的執行提出了更高的要求。城市化帶來了人口向城市大量聚集，導致城市人口迅速增加，城市總用水量急劇上升。針對這種現象，需要相關部分做好排水管道的設計和鋪設工作，保證城市能夠平穩發展[2]。但是市政給排水管道施工建設并非簡單工作，工程建設過程復雜，并且還容易受外界因素影響。想要確保整個工程建設高效完成，需要投入大量的人力、物力和財力。

2 市政給排水中長距離頂管施工技術的優勢

長距離頂管施工技術是在滿足不了土方開挖基礎要求的情況下，可以采用土壓平衡頂管機，執行管道的挺進工作，進而高效率完成管道鋪設工作。土壓平衡頂管機的工作原理就是在外界綜合動力的支持下，先用旋轉切割的方法土體進行切割，之后再更具挖掘土方的實際情況，向其中加入粘土漿或者是清水，這樣能夠起到改造土層的目的，從而讓其能夠更好的適應地下水以及土層的壓力。在市政給排水工程中長距離頂管施工技術有以下技術優勢。

2.1 減少對居民生活的影響

長距離頂管技術在現代化施工工程建設中是很常見的，并且多被應用在已經投入使用的城市道路、居民區以及工況企業附近。采用這項技術方式可以將工作范圍集中在工程項目的兩端或者是中間部分進行少量的圍擋，從而將少因土方開挖而對交通和居民出行造成的影響。

2.2 降低環境影響

傳統的土方開發施工方式，會產生大量的浮沉或者噪音污染，這些對于人們的日常生活以及環境都將造成非常嚴重的影響。而使用長距離頂管施工方式，因為這種施工技術的工作區域集中在地下，并且在施工過程中采用粘土漿以及清水，所以不會產生大量的浮沉，還能避免大量噪音產生，其作業過程可以連續性的進行，能夠最大程度的滿足施工過程中的環保要求[3]。

2.3 提高施工安全性

長距離頂管施工技術，采用了最新的機械自動化作業方式，和傳統人工操作施工方式形成了鮮明的對比，也在一定程度上提高了工作效率。此外，因此現代化施工方式的運用，讓施工人員的工作環境得到了改善。因為無需人工操作，只需要通過計算機系統進行遠程操控，極大的提高了施工的安全性。

2.4 提高工作效率

現在人工成本的提高，讓市政施工方式開始朝著全面自動化方向發展，降低了人工成本[4]。同時還能夠借助機械工作方式提高工作的整體效率，縮短施工的工期。

3 市政給排水施工中長距離頂管施工技術分析

市政給排水施工中長距離頂管施工技術中包含多個技術，即非開挖頂管施工技術、頂管施工方法、水平螺旋鉆井法以及通風系統，如圖1。

圖1 非開挖頂管施工技術

3.1 非開挖頂管施工技術

非開挖頂管施工技術在現代化技術的推動下，呈現出明顯的高效經濟形態。這項技術在市政給排水施工中應用頻率較高。現階段，人們開始關注非開挖頂管施工技術的應用發展，但是因為技術應用和開展時間較晚，我們對這項技術的應用還不夠成熟，因此在實際施工過程中經常出現無法順利安裝的問題，從而導致給排水管道無法正常使用[5]。而近些年，我們對這些技術的研究更加深入，在技術應用的水平上有了明顯提升，給排水系統的作用發揮的也更加全面，這項技術也受到了廣泛推廣。在對非開挖頂管技術進行研究分析時，首先需要明確這項技術是在地表建設開挖工作溝的過程，而非地表上的不開挖或者不挖溝。在科學技術的加持下，再加上工作人員對日常工作經驗的總結，使得這項技術目前在使用上已經相對成熟。傳統的地質工程技術已經無法滿足現階段人們的實際需求，而且還會限制非開挖技術的實施，從而影響整個市政給排水工程建設質量。針對這種情況，需要更加深入的對這項技術進行研究分析，將這項技術的潛在作用發揮出來。

3.2 頂管施工方法

市政給排水施工系統能夠在沒有鋼管的前提下繼續工作，這時則需要保證頂進的鋼管能夠始終保持正常運作狀態。在實際施工過程中，施工人員需要借助機械設備進行鉆井，確保能夠挖出兩個符合相關規定的基坑井，然后在井中放置兩個符合質量要求的鋼管，從而避免機械在千斤頂的重壓下被推移到預定之外的位置[6]。如圖2。

圖2 頂管施工技術

3.3 水平螺旋鉆井法

水平螺旋鉆井法是憑借螺旋桿的推力，將鋼管推到制定的位置上，在此基礎上采取有效的施工手段，從而確保地表形態始終保持在一個標準，避免在出現洪澇時出現水土流失的情況。這種技術適用于小口徑的鋼筋混凝土，這項技術手段在實際應用過程中很難對其精準度進行把控，因此和預期設定的目標會出現效果偏差[7]。

3.4 通風系統

管道通風問題是市政給排水工程施工中需要特別注意的問題，工作人員在長距離施工過程中，會出現氧氣不足的情況，再加上管道涂料中參雜著有毒氣體，因此很容易對施工人員造成嚴重的影響。因此只有確保管道通風系統正常工作，保證氧氣充足，這樣才能夠保證施工人員的生命安全。管道施工的通風形態一共有三種，即抽風形態、鼓風形態以及鼓風抽風組合形態。

4 頂管施工頂力設計的計算方法

隨著我國科學技術水平的提升，頂管技術在實際工程施工中的應用效果也有了顯著提升，但是在頂力計算方面工作還有很大的提升空間，這也成為限制工程高質量完成的一個重要因素，因此需要對這種計算方式進行完善[8]。頂力的計算對工作的坑被的設計以及頂力有直接的影響還將影響管體的強度以及設計位置。

4.1 合理設計管徑大小

在工程實際施工過程中，經常會因為管徑頂力的變化而需要改變管徑大小。在設計管徑大小時最常用的方法是通過讓管徑的承受壓力能力和管徑大小之間的關系進行比較，進而得出頂力作用和管徑大小之間的比例關系。經過實踐研究可知，在相同條件下，頂力越大管徑也就越大，兩者呈現出正比關系。

4.2 減少管線設計的偏差

在管道頂進國過程中，經常出現位移情況，會增加施工人員的工作量，用來糾正管道。通常情況下，頂力會隨著阻力的提高而增加，而頂力的變化又常集中在洞口位置，隨著管線偏差的增大，糾正次數也隨之增加，頂力也會發生變化。

5 給排水施工中長距離頂管施工技術影響因素

在市政給排水工程施工過程中，工程執行質量受多種因素影響，同時還會在情況發生變化時，產生相應的變化。外界推動力是直接影響長距離頂管技術應用效率的關鍵，管道壓力會在管道長度的不斷增長都越來越大，管道越長壓力越大。因為管道在安裝時很容易出現位移情況，因此需要我們在安裝時加強外界的推動力，確保管道的平穩性[9]。在實際施工過程中，處理起來會復雜一些，只有通過增加推理，從而在一定程度上保證管道施工的安全性。

6 長距離頂管施工的技術要點

6.1 選擇合適的施工材料

在市政給排水施工過程中，所需要的材料種類很多，并且對材料的個性化特點有著非常明確的要求，比如使用壽命長、抗腐蝕性強等。想要保證工程的高質量完成，除了確保工作各階段工作能夠按照規定完成，還要重視施工材料的選擇。因此在材料的選擇上，需要根據施工地區土質特點，選擇安全、耐腐蝕性強、使用壽命長的材料。還要在滿足以上要求的情況下，降低材料購買的成本消耗。就目前的情況來看，大部分地區因各方面因素相知，選擇的材料以鋼管材料為主，第二選擇是混凝土管材。

6.2 科學設定管道推力

市政給排水工程實際施工過程中，需要根據實際情況，對管道長度以及管徑的進行設計，并且還要在施工之前充分考慮城市未來規劃方向，對實際給排水施工方案進行修訂，保證施工方案執行符合城市發展總體規劃。在結合地質勘察的結果以及管道自身的壓力設定等方面因素合理的設定相應的推動力。

6.3 減少管道的位移偏差

長距離頂管技術施工首先需要做好管材的連接工作，但是在實際施工過程中，因為機械設備輔助施工或者施工人員的人為動作影響，連接工作經常因振動問題都產生偏差。因此，面對上述問題，施工人員的首要任務就是明確施工規范制度內容，在實際施工過程中嚴格按照施工標準完成施工人，確保油缸中的推動力能夠一直保持在相對平衡的狀態下。在推動力不均衡的情況，就會出現連接偏差的問題，從而導致安裝的實際位置和預期所規定的位置出現偏差[10]。此外，還要確保管內壓力維持在能夠控制的范圍內，從而確保其能夠滿足施工標準，提高整體施工質量。

6.4 采取必要加固手段

在整個工程施工工作完成之后，需要針對施工路面的下方進行加固，最常用的加固材料是水泥注漿，這種方法能夠讓施工路面盡快恢復到施工前期的狀態，避免因使用造成長時間的道路堵塞情況。

6.5 利用長距離頂管施工技術解決頂管出洞問題

從技術上來看，頂管出洞存在著一定的難度，在實際施工過程中非常容易出現管道變形或者和設計的初始路線偏移的情況，針對這種問題，需要施工人員對所使用的工具管道參數進行調整。同時如果在工作中出現了偏移的情況，還要將其糾正。在收到外界強大的壓力作用下，管道中的其他材料也會受到不同程度的影響，這種壓力會讓管道變形。為了避免或者減輕管道的變形情況，需要在管道的洞口處設置支撐物，這樣就能夠減少管道所受的壓力，這種方式也是目前解決管道變形的一種最常用的手段。這種技術在應用過程中因為其所需要技術要求不高，同時對于支撐物材料的要求也相對平常，而所產生的效果卻非常顯著，所以備受相關施工單位的青睞，也將在未來成為一個主要的發展趨勢。

7 結束語

綜上所述，隨著我國城市人口的不斷增加，市政給排水工程的施工質量要求也越來越高。為了滿足城市居民在用水方面的需求，要求市政施工部門和單位在實際施工過程中，加強對長距離頂管施工技術的應用，并且這項技術將成為未來相關工程建設中不可或缺的一項重要技術手段。做好在頂管施工技術上的研究分析，能夠促進市政給排水工程的長效發展，對于加快城市化建設發展有著非常重要的意義。目前，我國無論是在施工技術應用還是在施工工藝上都和其他發達國家有著一定的差距，這就要求相關部門和企業加大對相關技術應用等方面的研究，從各方面入手，加強整體施工質量控制，為長距離頂管施工技術的進步、施工安全保障以及成本控制等方面做好基礎工作，為促進行業發展做出貢獻。