試論市政給排水工程中的頂管施工技術(shù)

摘 要：為進一步提升市政工程管道施工質(zhì)量，在施工中引入了大量先進施工技術(shù)。其中，頂管技術(shù)應(yīng)用最廣泛。本文筆者結(jié)合自身多年實踐經(jīng)驗，重點對頂管技術(shù)在市政工程管道施工中的應(yīng)用進行了深入探究。

關(guān)鍵詞：頂管技術(shù)；市政工程；管道施工；應(yīng)用

中圖分類號：TU992 文獻標識碼：A 文章編號：1671-3362（2013）11-0039-02

前言

頂管技術(shù)指的是涉及到多種且具體的非開挖鋪設(shè)管道手段的一個總稱。在施工階段，嚴格按照施工設(shè)計圖紙設(shè)置工作井和接收井，隨后在埋設(shè)管道時借助千斤頂進行頂進。不過，在此階段，必須嚴格控制好頂管的頂進方向，一直到管道全部進入到接收井內(nèi)部為止。以下是筆者針對頂管技術(shù)在市政管道工程施工中的應(yīng)用加以詳細闡述。

1 頂管技術(shù)在市政工程管道施工中的具體應(yīng)用

1.1 頂管材質(zhì)選擇

在市政管道工程施工中，頂進管常常選擇鋼筋混凝土管。若工程施工未對腐蝕性提出較高要求，有時也可選擇鋼管作為頂進管。若選擇前一種管材作為頂進管，那么應(yīng)該對管材規(guī)格、配筋、應(yīng)力計算等進行檢驗，保證管材各項指標都能滿足相關(guān)規(guī)范的要求。

1.1.1 管材直徑

在具體施工過程中，首先要結(jié)合工程實際情況、施工要求確定出管材直徑大小。同時，檢驗頂進管何在能否滿足施工的要求。再按照檢驗的結(jié)果，來確定管材配筋量及厚度等參數(shù)。此外，在頂管技術(shù)也需人工挖掘的配合。根據(jù)以往施工經(jīng)驗，不管在何種情況下，都必須確保管材內(nèi)徑不小于50cm。

1.1.2 管材長度

為重點突出頂管技術(shù)施工的可控性與經(jīng)性特征，必須準確計算出管材所需的長度。然而，通過大量實踐證明。在直線推頂過程中，利用長管材能夠大大降低裝管總工作量，但當管材長度過長時，在直線頂進過程中，極易造成路徑偏差問題的出現(xiàn)，那么也增加了校正工作量。如果選用短管材進行施工，也可能造成周圍土層的凸起或管道的彎曲。從某個角度來說，上述問題直接影響到頂管施工的可控性。所以，正確判定長、短管的應(yīng)用可借助下述辦法來判定：如果管材長度和其外徑的比值不超過1.1的情況下，最好選擇短管材；而如果這二者的比例等于1.15的情況時，則選用標準管材；如果這兩者的比值大于或等于2.1時，則最好選擇長管材。

1.2 頂管施工前的各項準備工作

1.2.1 合理布置施工現(xiàn)場的平面

在施工現(xiàn)場，平面布置主要涉及到機械設(shè)備安裝、廢棄土堆放、材料存放等。不過，首要的工作就是完成各種頂進機械的安裝，如：頂管機、千斤頂、反力架等；其次，在頂管井周圍最佳位置安裝扶梯，主要用于施工人員上、下井。

1.2.2 對后靠土體進行加固處理

為確保各種頂管設(shè)備可安全的進、出井口，施工人員應(yīng)對機械設(shè)備后靠土體、井口附近土體等進行加固處理。通常選擇高壓旋噴樁施工手段。同時，施工人員還需在井口周圍安裝一止水裝置，這樣可有效避免井口周圍泥土和頂進壓注觸變泥漿流失。

1.3 施工工藝

事實上，頂管技術(shù)指的是借助各項先進的頂進設(shè)備將預(yù)埋設(shè)管道緩慢頂入路基內(nèi)部，主要通過交叉通道或是涵洞手段。然而，此項技術(shù)運用要求應(yīng)事先在管道鋪設(shè)線路上布設(shè)作業(yè)井與接收井。同時，還要在作業(yè)井的一端安裝頂管推進機頭，在機頭的引導(dǎo)下，緩慢向前頂進管材。此外，把剩余的土體運至地面以上。這樣一來，便于后續(xù)管材的鋪設(shè)施工。

1.3.1 頂管井施工

根據(jù)用途差異，頂管所用的井主要有兩類，即作業(yè)井與接收井。而且，結(jié)合頂管井的結(jié)構(gòu)，也可進行更細致的劃分。一般來說，最常應(yīng)用的是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的頂管。這是因為此結(jié)構(gòu)根據(jù)結(jié)構(gòu)劃分，主要有單孔、單排孔井之分。其中，單孔井的外形多是圓形、矩形、正方形。但是，對于單排孔井來說，主要為矩形。然而，在作業(yè)井施工過程中，必須嚴格按照具體情況確定鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)與形狀。在完成此項施工任務(wù)后，嚴格按照相關(guān)規(guī)范對作業(yè)井和接收井施工質(zhì)量予以檢查。

1.3.2 頂管施工流程

1.3.2.1 穿墻

打開穿墻板的同時將所有工具都推出井口之外，同時安裝上穿墻止水設(shè)備。詳細步驟：將水泥粘土填充在穿墻管中，這樣可起到臨時止水的效果；為確保穿墻管周圍土層的強度，在穿墻管外填充水泥漿，目的是保證穿墻管的穩(wěn)固性；在打開穿墻門板后，應(yīng)快速推進工具管，同時做好止水工作。

1.3.2.2 頂管出洞

此工作指的是頂管設(shè)備和首節(jié)管材由作業(yè)井口進入到土體內(nèi)部。其中，最初的頂管施工為整個頂管施工最為關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)。因此，為防止管線在頂進過程產(chǎn)生偏離，要特別注意把工具管調(diào)節(jié)到零位置，同時在工具管下設(shè)置支撐架。當支撐架出現(xiàn)下跌時，必須立即采取有效對策予以校正處理。

1.3.2.3 注漿

在頂管推進施工過程中，應(yīng)特別注意壓注觸變泥漿的運用，這可使管線周圍產(chǎn)生一層保護膜，避免地面沉降現(xiàn)象的發(fā)生，同時也大大降低了頂進阻力的產(chǎn)生。而且，在具體施工過程中，頂進的同時還需要在頂進機頭末端予以注漿。另外，在管道最佳位置處予以補漿，這樣可降低頂進施工中泥漿的消耗。上述施工工藝主要應(yīng)用在頂管距離較長的施工過程中。

1.3.2.4 頂管校正

最后的頂管校正環(huán)節(jié)是為在管道頂進過程中，調(diào)節(jié)機頭偏離位置。具體操作如下：通過千斤頂可校正機頭端部的偏離距離，減少偏離誤差，逐步使管線重新回到最初設(shè)計軸線上。而且，在管線校正過程中，要特別注意：頂進角不宜過大，且多調(diào)慢校。通常情況下，校正方法主要有以下幾種：

（1）挖土校正法。通過對不同部位增、減挖土量的方法，最終達到頂管校正目的的一種方法。如：當管頭處的偏差是正值時，可在管底部挖掘土方，當管節(jié)頂進后，再利用關(guān)節(jié)自身重量不斷下沉。在最初階段，由于管節(jié)末端完全被土體壓緊，但前端管節(jié)的自重難以克服它。因此，管線最初表現(xiàn)為爬坡，通過一段時間后，在管自重的作用下開始緩慢下降。然而，此校正法效果相對緩慢的多，主要應(yīng)用在誤差不超過10mm的情況中。

（2）強制校正法。此類校正法指的是通過一些強制性對策使其局部產(chǎn)生一定的阻力，使管子朝校正方向緩慢移動。

（3）專業(yè)校正工具管的校正。在頂管施工過程中，校正工具管是一不可缺少的使用設(shè)備。但由于管徑大小存在差異，因此，必須結(jié)合具體情況選擇最合理的校正工具管。其中，校正工具管是由多部分構(gòu)成的，如：工具管、千斤頂以及后管等。其中，千斤頂應(yīng)均勻設(shè)置，其中一端和工具管相連，而另外一端則直接和后管相連。如果采用鋼筋混凝土頂進管，千斤頂以第一節(jié)頂管的面當作后座，繼而適當調(diào)節(jié)工具管方向。其中，工具管主要起到導(dǎo)向作用。這樣不僅正確引導(dǎo)剩余管節(jié)的頂進方向，而且又能更好的控制誤差的產(chǎn)生。所以，必須確保工具管運行有良好的靈活性，盡可能選擇短工具管。待校正工作完成后，最好選擇長管節(jié)。

（4）如果采用的是泥沙平衡掘進設(shè)備，可把設(shè)備調(diào)節(jié)在“自動”或是“手動”位置。系統(tǒng)按照測量系統(tǒng)給出的結(jié)果“自動”或“手動”進行校正。以上幾種方法都可達到管線校正的目的。因此，在實踐施工過程中，結(jié)合工程具體情況，選擇最經(jīng)濟、最合理的校正方法。

2 結(jié)語

為進一步加速我國城市經(jīng)濟的發(fā)展，在市政管線工程施工中積極推廣應(yīng)用頂管技術(shù)。這是因為頂管技術(shù)和傳統(tǒng)開挖式管線鋪設(shè)技術(shù)相比較來說，其所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益與社會效益是非常大的。而且從某個角度來說，此技術(shù)的運用也可避免因開挖而造成交通阻塞現(xiàn)象的出現(xiàn)。與此同時，也不會影響到人們的生產(chǎn)和生活。特別是在頂進施工中，一旦發(fā)現(xiàn)存在誤差，要立即采取有效對策進行糾正，將誤差值控制到要求范圍內(nèi)。除此之外，對于科研人員來說，還應(yīng)不斷努力探究，積極推廣應(yīng)用此項施工技術(shù)，減少對生態(tài)環(huán)境的影響，保證市政工程建設(shè)健康、穩(wěn)定的發(fā)展下去。

參考文獻

[1] 王運強.頂管技術(shù)在市政工程管道施工中的應(yīng)用[J].建筑遺產(chǎn)，2013，13（10）：145-146.

[2] 吳寶添.簡析頂管技術(shù)在污水管道施工中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2011，20（30）：136-137.

[3] 張寶銘.頂管工藝在市政給水管道施工中的應(yīng)用[J].建設(shè)科技，2012，18（14）：134-135.