市政排水管道頂管工藝的設(shè)計(jì)和應(yīng)用

張勝霜

摘 要：隨著建筑水平的不斷提高，城市建設(shè)力度的增大，許多城市也開始了排水系統(tǒng)的改革，這是市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中很重要的一部分，新型排水管道采用頂管工藝，這種工藝有很多原有工藝所不具備的優(yōu)點(diǎn)，還大大增加了排水管道的使用年限，為市政排水系統(tǒng)的建設(shè)與改造提供了技術(shù)支持，也使頂管工藝得到了廣泛的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：市政排水管道；頂管施工工藝；設(shè)計(jì)；應(yīng)用

市政排水管道是城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中占很大比例的一個(gè)項(xiàng)目，相比其他傳統(tǒng)的施工工藝來(lái)說(shuō)，更是受到了建筑行業(yè)廣泛的關(guān)注，新型的頂管工藝為市政排水管道的建設(shè)和改造起到了很重要的作用，它具有很多舊型管道鋪設(shè)技術(shù)所不具備的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的要求也相對(duì)較低，減小了施工對(duì)周圍環(huán)境及建筑物的影響。本研究針對(duì)新型頂管工藝的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用等內(nèi)容，對(duì)這種工藝進(jìn)行了相關(guān)問題的闡述。

1 市政排水管道施工工藝概述

市政排水管道的頂管工藝就是指非開挖施工的方式來(lái)鋪設(shè)管道，就是一種不挖或者少挖管道埋設(shè)口的一種施工技術(shù)，非開挖工藝解決了市政排水管道施工中受建筑物或者交通影響限制的難題，也避免了交通堵塞和道路的破壞。在穩(wěn)定土層的范圍內(nèi)或者建筑區(qū)不能破壞的區(qū)域極其適用，也使得在交通出行密集，常住人口眾多，地下線路管道復(fù)雜的城市是非常重要的優(yōu)勢(shì)。頂管施工常用的管材有砼管、鋼管、玻璃夾砂鋼管。管道頂進(jìn)施工所采用的主要設(shè)備為信息化及全自動(dòng)化泥水平衡頂管機(jī)。它施工的原理是在管道的沿線按照設(shè)計(jì)的預(yù)先方案來(lái)設(shè)置工作井和接收井，在工作井里設(shè)置堅(jiān)固牢靠的后座，吊進(jìn)油壓千斤頂以及要頂進(jìn)的鋼管或者混凝土管，接好照明等管路線路，然后通過(guò)油壓千斤頂慢慢地機(jī)械頂進(jìn)，通過(guò)推動(dòng)管節(jié)從工作井預(yù)留口穿出，穿越土層到達(dá)接收井的預(yù)留口邊，然后通過(guò)接收井的預(yù)留口穿出，最終完成管道的鋪設(shè)。

2 市政排水管道頂管施工的優(yōu)缺點(diǎn)

市政排水管道頂管施工技術(shù)有很多傳統(tǒng)工藝所不具備的優(yōu)點(diǎn)，但是也存在著一些缺點(diǎn)。由于頂管施工工藝不是件容易操作的工程，因此有一定的難度，而且這種技術(shù)還沒有達(dá)到廣為人知的程度。因?yàn)檫@是一種不需要大面積開挖就能實(shí)現(xiàn)鋪設(shè)管道的技術(shù)，所以它不受環(huán)境的限制，管道技術(shù)不需要開挖地表層，這樣就實(shí)現(xiàn)了管道在建筑物、鐵路、公路及河流等難以鋪設(shè)的地方施工。這樣不大面積開挖，還能夠有效節(jié)約成本，減少資金的浪費(fèi)，也縮短了施工的工期，對(duì)于完好的路面，也減少了對(duì)于路面的破壞，對(duì)于節(jié)約資源也有一定的作用。排水管道頂管施工技術(shù)還能夠減輕施工時(shí)對(duì)環(huán)境的污染，減少施工時(shí)粉塵、噪音等對(duì)建筑及人類的危害。對(duì)于交通，也可以不用改道行駛，也不必堵車，能夠相對(duì)順暢，真正做到了高效率的施工。施工時(shí)占地面積比較小，施工起來(lái)也比較方便，施工期間對(duì)人們的正常生活的影響也相對(duì)較小，也可以將管道鋪設(shè)的比較深，不會(huì)影響到該區(qū)域原有管道的正常使用，降低了資金的投入，為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)優(yōu)勢(shì)，施工時(shí)需要施工區(qū)域詳細(xì)的施工資料，地質(zhì)資料等，因此需要施工的難度也比較大。

3 頂管工藝施工適用的地質(zhì)環(huán)境條件

不同的地質(zhì)環(huán)境下適用的鋪設(shè)管道的方式不同。后背墻是千斤頂?shù)闹尾糠?，也是施工時(shí)要求比較高的部分，要求它有極其堅(jiān)固的程度，它所發(fā)揮的作用也是十分重要的，一般來(lái)說(shuō)，后背墻都是采用加寬和加厚的方法來(lái)制作的，用厚度來(lái)保證其堅(jiān)固度，在此基礎(chǔ)上，還要用鋼筋加水泥的工藝技術(shù)來(lái)處理后背墻，使其受力均勻，再將鋼板作為輔助，能夠在很大程度上延長(zhǎng)后背墻的使用年限，其誤差值也應(yīng)該處于合理的范圍內(nèi)。排水管道頂管施工的基坑是進(jìn)行地下排水管道工程中不可替代的部分，有著十分重要的意義，它是在市政管道頂管工藝施工期間起到支撐作用的部分，這種施工工藝主要運(yùn)用在排水管道的鋪設(shè)上面來(lái)，在技術(shù)越來(lái)越發(fā)達(dá)的今天，對(duì)于施工基坑的強(qiáng)度要求也越來(lái)越高。它是安全的重要保障，因此在保證安全的基礎(chǔ)上，基坑的制作一般都是鋼筋加水泥混合澆灌，在這個(gè)過(guò)程里要盡量均勻，這樣就能夠使工作人員在施工時(shí)能夠受到均勻有效的力度支撐，提高工作的效率和質(zhì)量。在城市市政排水管道直徑較大，管道施工環(huán)境里，無(wú)法采用明溝開挖埋管施工管道，而沿線又沒有其它建筑物基礎(chǔ)時(shí)，可考慮采用頂管法進(jìn)行市政排水管道的鋪設(shè)。因此這種工藝對(duì)于土質(zhì)有較高的要求，要求頂進(jìn)面土體的自立性好，還要求地下水的壓力不能過(guò)大，否則就會(huì)在正面土體局部產(chǎn)生塌方的危險(xiǎn)，也不容易控制情況。人工頂管時(shí)，通常采用頂進(jìn)面局部超挖的方法，如果發(fā)生流沙現(xiàn)象就很難進(jìn)行糾偏，因此，事先對(duì)環(huán)境及土質(zhì)的詳細(xì)了解是十分必要的。這樣就能提前對(duì)不好施工，不適合施工的路面地質(zhì)進(jìn)行預(yù)處理，就能減少安全隱患的存在。對(duì)地面要求高的城市等地區(qū)，頂管施工的優(yōu)勢(shì)明顯，而對(duì)于大開挖管道施工主要是針對(duì)土質(zhì)松軟或如水塘、河流等地區(qū)，不僅保證管道施工的安全、科學(xué)、合理， 且造價(jià)相對(duì)較低。總之，頂管施工與開槽埋管施工相比具有施工速度快、自動(dòng)化程度高、精度高、地面沉降小、對(duì)地面交通和周邊環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)。

4 市政排水管道頂管工藝的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

近年來(lái)，我國(guó)相繼出臺(tái)了很多相關(guān)的政策，對(duì)市政排水管道頂管工藝也有相關(guān)的要求和規(guī)定，并且為其更好的發(fā)展提出了要求和展望。在市政排水管道頂進(jìn)時(shí)，要時(shí)刻注意管路的測(cè)量和糾偏。當(dāng)超出誤差允許的范圍時(shí)，要立即停止頂進(jìn)來(lái)進(jìn)行糾正。工具管在埋入土層后還要注意鋪設(shè)接收井的枕墊，管道兩端露在工作井中的長(zhǎng)度不能小于半米，每次頂進(jìn)的長(zhǎng)度要根據(jù)實(shí)際情況而定，如車斗的容積、起吊能力等。工具管開始頂進(jìn)和快完成頂進(jìn)時(shí)要改成手工操作緩慢進(jìn)行。在市政管道頂進(jìn)時(shí)，要防止工具管的轉(zhuǎn)動(dòng)，還應(yīng)將管道的喇叭口全部頂進(jìn)土層內(nèi)部，在頂進(jìn)完畢后，要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙?zhí)幚?。要根?jù)地質(zhì)情況和周邊的環(huán)境來(lái)采取合適的工具和材料，主要采用全密封式機(jī)械工具管，全斷面泥水平衡機(jī)械頂進(jìn)。測(cè)量則采取激光導(dǎo)航定位系統(tǒng)，還要運(yùn)用攝像機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，糾偏則采取工具管糾偏油缸電動(dòng)液壓控制糾偏，減阻采用高壓注漿觸變泥漿減阻。施工時(shí)，要地上地下配合施工，測(cè)量與施工同時(shí)進(jìn)行，確保施工的順利進(jìn)行。市政排水頂管施工采用土壓平衡式工藝，采用市政管道封閉式頂進(jìn)，因而對(duì)地面沉降的影響較小。在排水管道頂進(jìn)過(guò)程中，管道外圍的擾動(dòng)空隙則通過(guò)壓觸變泥漿加以有效的填充，減少土層損失。管道糾偏工作要遵循小角度糾偏，小幅度調(diào)節(jié)，多次調(diào)節(jié)的原則，不能糾偏過(guò)猛。在設(shè)計(jì)之初就要綜合考察地質(zhì)條件，周邊環(huán)境等詳細(xì)信息，根據(jù)信息設(shè)置合適的開挖設(shè)計(jì)。目前的施工都是電腦控制全過(guò)程，因此各個(gè)角度都可以觀測(cè)，數(shù)據(jù)的記錄也是全自動(dòng)化，大大降低的工作難度，提高了工作效率，也提高了施工質(zhì)量。

5 結(jié)束語(yǔ)

頂管施工作為一種高效率的非開挖管道施工技術(shù)，在市政排水管道施工中得到了廣泛的應(yīng)用，特別是很多施工困難的地區(qū)這種方法也很適用。作為城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中重要的一部分，本研究針對(duì)市政排水系統(tǒng)頂管施工工藝的施工原理和特點(diǎn)進(jìn)行了概述，也對(duì)適合施工的地質(zhì)條件進(jìn)行了簡(jiǎn)介，同時(shí)，也讓人們對(duì)于施工的設(shè)計(jì)和工藝有了簡(jiǎn)單的了解，希望能夠?yàn)榻窈蟮捻敼芄に囀┕ぬ峁┮恍┛蓞⒖嫉囊罁?jù)。

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