芻議市政排水管道頂管工藝的設(shè)計和應(yīng)用

蘇 棟

（大同市政工程設(shè)計研究有限公司，山西 大同 037000）

1 市政排水管道中頂管工藝

市政排水管道對于城市的排水來說起到了關(guān)鍵性作用，但是對于目前來說，很多城市中的排水管道還是比較陳舊的，提高城市化的進展首先就需要對其進行針對性完善。而頂管法是在對排水管道進行施工時最為常見的施工工藝，這種施工工藝的優(yōu)點是在地質(zhì)條件對施工產(chǎn)生影響時，直接對施工過程進行簡化，對建筑物和交通帶來影響較小，并且還可以對工期進行縮短。但是使用這種方法進行施工也會存在一定程度的安全隱患，因此需要對整個施工過程進行合理控制。排水管道的頂管工藝之所以在施工中比較常見是因為可以減少開挖或者不開挖，不會影響到城市建筑和交通以及市民的正常生活，同時還可以簡化施工工藝，不僅有著穩(wěn)定土層的作用，同時還可以保護城市環(huán)境。在實際的頂管工藝施工過程中，主要是在基坑上方進行施工，之后利用機械來進行鋪設(shè)，這一施工工藝所利用的施工原理就是平衡，在施工過程中機械是最主要的施工方式。

2 頂管施工的條件和要求

在實際的頂管施工過程中，是存在較高要求的，施工時不僅要對施工方式作出調(diào)整，同時還要調(diào)整施工的環(huán)境，而管道穿越土層的這一施工過程在整個施工中是最為主要的。整個過程不僅需要達到預(yù)期設(shè)計的位置，同時還需要在施工中對施工機械進行分析，對其實際情況進行考慮［1]。

在進行頂管鋪設(shè)時，需要重視后背墻的施工，后背墻的存在對于頂管鋪設(shè)來說有著必要的作用，在建設(shè)過程中不僅需要對整體性進行考慮。同時也要在滿足強度要求的基礎(chǔ)上進行施工，才可以保證管道的穿越工作順利進行。在進行后背墻的施工時，要將其進行加厚，從而滿足強度要求，以確保施工的安全性。

在開始施工前需要對當(dāng)?shù)氐牡叵滤闆r和建筑情況以及施工土質(zhì)進行了解，明確掌握這些因素后才可以開始施工。施工環(huán)境的土質(zhì)必須要具備自立性，只有良好的自立性才可以保證在后期施工時不會被沖垮，并且可以一直保持穩(wěn)定；并且要對地下水進行掌握，以確保其不會導(dǎo)致施工過程中土方坍塌現(xiàn)象的出現(xiàn)；最后是確保在施工過程中土壤不會對頂管鋪設(shè)造成影響，出現(xiàn)管道偏離的現(xiàn)象。只有對以上幾點的因素進行確保才可以為順利施工打下良好基礎(chǔ)，不僅如此，相關(guān)的施工單位還需要對施工過程和機械設(shè)備進行嚴(yán)格控制和管理，從而避免施工中的安全隱患。

3 市政排水管道頂管工藝的設(shè)計及應(yīng)用

3.1 頂管工藝的設(shè)計

在進行排水管道頂管工藝的施工過程中，為了保證其施工質(zhì)量就需要嚴(yán)格把控施工工藝，在推進的過程中相關(guān)人員要對設(shè)備的具體情況和進行施工人員的技術(shù)水平進行考慮，同時還要明確施工的起吊能力和車斗容積。并且在后期施工時可以通過人工推進來保證安全精確度，盡量不去使用機械設(shè)備。同時在施工過程中要觀察管道暴露在工作井中的長度，要確保該長度大于0.5m，每次推進后需要對其進行固定，以防止管道轉(zhuǎn)動。

在進行管道推進時還需要對其進行偏差糾正，一般情況下，在施工進行到5-10m只允許出現(xiàn)3mm誤差。并且頂管施工的施工方式主要是擠壓，所以在施工過程中要對施工過程進行嚴(yán)格控制，施工流程要按照標(biāo)準(zhǔn)進行，如果在施工過程中出現(xiàn)了不合理現(xiàn)象或者意外的狀況，需要及時停止施工，在土層中切入喇叭口，從而保證管道的通暢［2]。

3.2 頂管建設(shè)的管線設(shè)計方法

在進行頂管建設(shè)的過程中，主要的施工基礎(chǔ)就是管線的設(shè)計，這一施工過程對于整個工程來說有著指導(dǎo)的關(guān)鍵性作用，所以在相關(guān)人員進行設(shè)計前，就需要對施工環(huán)境的圖紙、地下水以及河流進行綜合考慮。并且也要考慮到管線的設(shè)計，盡量避免在施工過程中影響到城市的交通。并且在準(zhǔn)備施工前對施工環(huán)境進行測量，以提升設(shè)計過程的準(zhǔn)確度。實際施工過程中要根據(jù)施工環(huán)境選擇施工工藝，盡量不要在施工過程中破壞到土層或減少破壞的現(xiàn)象。

3.3 頂管管線的建設(shè)和修正

在對排水管道進行施工的過程中，需要對施工的精度進行保證，這就需要相關(guān)的技術(shù)人員對施工路線進行設(shè)計，以便在后續(xù)的施工過程中的路線更加精確，從而保證施工的順利進行。而管線的施工在實際的操作過程中比較復(fù)雜，不僅會被人為因素影響，同時機械設(shè)備也有可能導(dǎo)致管道偏離現(xiàn)象的出現(xiàn)。因此在實際的施工過程中需要對施工環(huán)節(jié)進行全面的監(jiān)控，如果在監(jiān)控過程中經(jīng)過測量發(fā)現(xiàn)管道偏離的現(xiàn)象就需要及時針對這一現(xiàn)象進行糾正，采取一定的措施來避免重新對其進行鋪設(shè)，如果重新鋪設(shè)會直接導(dǎo)致大量財力和人力資源的浪費，同時也造成了工期的延誤。

進行管道鋪設(shè)的過程中，相關(guān)施工單位還需要對工期進行合理嚴(yán)格的控制，要在保證質(zhì)量的情況下，在工期內(nèi)完成施工，如果在施工過程中出現(xiàn)一些影響工期的因素導(dǎo)致工期延長，則會對城市的正常交通造成影響，同時也會影響到市民的正常生活。因此，相關(guān)人員在鋪設(shè)頂管管線和施工過程中，就需要對施工環(huán)境和場地進行精密的勘查，在進行管道設(shè)計時要嚴(yán)格按照施工的實際情況進行，才可以保證施工過程的順利。

3.4 提升管線鋪設(shè)質(zhì)量的方法

排水管道的建設(shè)對于城市的正常生活生產(chǎn)有著重要的影響作用，因此，在相關(guān)人員進行管道施工的過程中就需要對施工質(zhì)量進行嚴(yán)格的把控。雖然目前我國的頂管工藝已經(jīng)應(yīng)用較為廣泛了，但是在這方面的技術(shù)和方法還是存在一些缺陷和漏洞，所以這就需要考慮到施工的多方面因素，并且在不斷的施工實踐過程中也要對施工方法進行完善，以提升排水管道施工的質(zhì)量。具體可以從以下方面進行改進：

1）頂管間距、附圖設(shè)計和管材接口選擇。在實際的施工過程中，頂管間距對于工程來說起到了關(guān)鍵作用，而間距的確定時根據(jù)頂進的阻力而判斷的。在正常的情況下，間距的長度是需要大于管道外徑的，并且在施工過程中管道覆土層的厚度應(yīng)該大于管道外徑的1.5倍。2）預(yù)力計算。預(yù)力在施工中主要是指在頂管的過程中的管壁摩擦阻力和初始動力。一般在施工過程中會被圖紙、管道彎曲水平以及施工工藝等因素所影響，從而產(chǎn)生變化。管道預(yù)力的計算對于施工來說非常關(guān)鍵，直接對施工中管材、后背墻設(shè)計以及千斤頂?shù)倪x用有著決定作用，因此相關(guān)人員在施工前要對管道預(yù)力進行精確的計算，利用專業(yè)公式來確定管道的預(yù)力，然后根據(jù)預(yù)力的結(jié)果和數(shù)值來進行管材和千斤頂?shù)倪x擇，并且對后背墻的強度進行確定，從而保證施工的順利進行。3）頂管井構(gòu)造的設(shè)計。在施工過程中還需要對頂管井構(gòu)造的設(shè)計進行注意，而頂管井在施工中也有工作井和接收井兩種分類，在工作井的分類中又包含了單排孔井和單孔井兩種。在施工過程中這些井的結(jié)構(gòu)功能都是不同的，圓形井在單孔井中是比較常用的，因為其結(jié)構(gòu)性能比較高，而矩形井則反之。在實際的排水管道施工過程中，采用的比較多的結(jié)構(gòu)就是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)較為牢固。

在施工過程中，會有很多因素對管線鋪設(shè)造成影響，從而影響到管線鋪設(shè)的質(zhì)量，因此在施工過程中需要結(jié)合多個方面的因素進行考慮。在設(shè)計時就需要結(jié)合施工情況的實際情況進行，從而確保設(shè)計的實用性。并且在實際的施工過程中也要按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行，合理選材并且準(zhǔn)確計算預(yù)力。同時也要對相關(guān)的施工人員進行專業(yè)的培訓(xùn)，以確保施工的質(zhì)量問題。

4 結(jié)語

排水管的建設(shè)對于城市中的發(fā)展有著十分關(guān)鍵的作用，而頂管工藝是在排水管施工中最為常見的一種施工工藝，但是在施工過程中還存在著一些漏洞和不足，因此，文章主要針對頂管工藝在排水管建設(shè)過程中出現(xiàn)的問題進行了分析，并且提出了相關(guān)建議，希望可以給相關(guān)人員提供一定的參考作用。