頂管技術(shù)在城市排水管道施工中的應(yīng)用探討

王軍

【摘要】隨著現(xiàn)代化城市進(jìn)程的加快，城市地下管線越來越復(fù)雜，這對于城市排水管道施工提出了更高的要求。頂管技術(shù)作為一種新型施工技術(shù)，其在城市排水管道施工中的應(yīng)用，不需要開挖路面，管道埋深范圍廣，不影響正常的交通出行，因此應(yīng)積極推廣頂管技術(shù)在城市排水管道施工中的應(yīng)用。本文簡要介紹了頂管技術(shù)，分析了頂管技術(shù)在城市排水管道施工中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】頂管技術(shù)；城市排水管道；施工；應(yīng)用

近年來，城市基礎(chǔ)設(shè)施日益完善，排水管道施工范圍越來越廣泛。傳統(tǒng)的排水管道施工技術(shù)經(jīng)常需要開挖路面，給人們的交通出行和日常生活帶來很多不便。在城市排水管道施工中應(yīng)用頂管技術(shù)，可有效解決這個(gè)問題，在實(shí)際施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格把關(guān)各個(gè)施工工序，加強(qiáng)頂管施工管理，不斷提高城市排水管道施工質(zhì)量。

一、頂管技術(shù)概述

頂管技術(shù)也稱為非開挖管道敷設(shè)技術(shù)，是一種施工難度較大的技術(shù)。頂管技術(shù)在應(yīng)用過程中，不需要開挖路面層就能穿過河道、鐵路、公路、地下管線和地面構(gòu)筑物[1]，和傳統(tǒng)的開挖敷設(shè)技術(shù)相比，大大節(jié)省了施工工期和投資成本。并且頂管技術(shù)可減少施工粉塵，降低噪音，減輕對城市環(huán)境狀況和交通條件的破壞和干擾，維持順暢安全的交通秩序，是一種高效率、無污染的施工技術(shù)。由于頂管技術(shù)具有上述這些優(yōu)點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用在城市排水管道施工中。

二、頂管技術(shù)在城市排水管道施工中的應(yīng)用

1、合理選擇頂進(jìn)管

在城市排水管道施工中應(yīng)用頂管技術(shù)，首先要合理選擇頂進(jìn)管，一般可以選擇鋼筋砼管，如果對頂進(jìn)管沒有相關(guān)的腐蝕要求，可選擇鋼管。按照鋼筋砼的技術(shù)規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)，做好鋼筋砼管的應(yīng)力驗(yàn)算、配筋和規(guī)格設(shè)計(jì)。

（1） 頂進(jìn)管長度

在應(yīng)用頂管技術(shù)時(shí)，要合理設(shè)置頂進(jìn)管長度，頂進(jìn)管長度直接影響著頂管過程的經(jīng)濟(jì)性和可控性。在直線推頂過程中使用較長的頂進(jìn)管可有效減少裝管次數(shù)，施工下料較高。隨著頂進(jìn)管長度的不斷增長，一旦頂進(jìn)管偏離原定施工路線，再恢復(fù)正確的施工路線難度較大。在建設(shè)頂壓坑時(shí)，如果頂壓坑長度較長，在修復(fù)、支護(hù)、回填、挖坑等工序的施工費(fèi)用也會(huì)早呢更加；反之，在直線推頂過程中使用較短的推進(jìn)管同樣也存在難度，由于短管很容易擠入周圍土層，造成管列發(fā)生蛇形彎曲，從而降低管路頂進(jìn)的準(zhǔn)確性和可控性。因此，頂管技術(shù)在城市排水管道施工中的應(yīng)用，必須合理選擇頂進(jìn)管長度，通常情況下，可根據(jù)管徑來衡量的頂管長度，當(dāng)L/D外 2.1時(shí)，是長管；當(dāng)L/D外=1.15時(shí)，是標(biāo)準(zhǔn)管；當(dāng)L/D外 1.10時(shí)，是短管[2]。

（2）頂進(jìn)管直徑

根據(jù)城市排水管道施工要求和施工現(xiàn)場的實(shí)際情況，確定合理的頂進(jìn)管內(nèi)徑，然后再結(jié)合頂進(jìn)管施工中所承受的荷載確定砼管的壁厚和配筋，從而確定頂徑管外徑。由于頂進(jìn)管技術(shù)施工時(shí)，地上工作面上需承受挖土人員，因此一般情況下，頂進(jìn)管內(nèi)徑應(yīng)大于500mm。

2、做好頂管施工的準(zhǔn)備工作

（1）現(xiàn)場布置

在城市排水管道施工現(xiàn)場，合理布置棄土坑、注水系統(tǒng)、拌漿材料堆場、拌漿棚、管片堆場、料具間、自動(dòng)控制室、起重設(shè)備等，在工作井中設(shè)置反力架、主推千斤頂、前頂鐵、頂管機(jī)、發(fā)射架等頂進(jìn)設(shè)備，在井邊安裝下井扶梯，便于施工人員上下。

（2） 頂進(jìn)管后背墻設(shè)計(jì)

后背墻用于支撐千斤頂，因此后背墻必須具有較高的堅(jiān)固程度。一般情況下，后背墻主要通過加厚或者加寬的方法進(jìn)行制作，保障后背墻的堅(jiān)固度。在設(shè)計(jì)后背墻時(shí)，要采用水泥加鋼筋工藝，確保后背墻受力均勻，用鋼板對后背墻形成輔助作用，可有效延長后背墻使用壽命。另外，后背墻設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮到頂進(jìn)管頂進(jìn)方向和后背墻表面保持垂直，將誤差控制在允許范圍內(nèi)，包括水平扭轉(zhuǎn)度和垂直度。

（3）頂管機(jī)進(jìn)出洞口位置加固

為了確保頂管機(jī)進(jìn)出洞口的安全性，可采用高壓旋噴樁對頂管機(jī)進(jìn)出洞口區(qū)域的土體和后靠土體進(jìn)行加固，為了防止頂管機(jī)進(jìn)出洞口造成泥土流失，應(yīng)在工作井洞口設(shè)置止水裝置。

3、頂管井設(shè)計(jì)

在城市排水管道施工中，采用頂管技術(shù)，利用頂進(jìn)設(shè)備將圓形或者箱形構(gòu)造物緩慢頂入路基中，形成立體交叉的涵洞或者通道。頂管施工之前，應(yīng)在城市排水管道確定的施工管段設(shè)置接收井和工作井，在工作井中安裝推力裝置，將導(dǎo)軌頂管機(jī)頭逐漸推入土體，利用機(jī)頭導(dǎo)向，向前頂進(jìn)鋼筋混凝土管，從工作井中運(yùn)出前端土體，完成排水管道鋪設(shè)。

頂管井有多種建造結(jié)構(gòu)，一般主要使用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，工作井結(jié)構(gòu)形式主要有單排孔井和單孔井，單排孔井多是矩形，單孔井有矩形、正方形、圓形等，從矩形、正方形、圓形，它們的結(jié)構(gòu)受力性能逐漸遞增。在布置頂管井結(jié)構(gòu)時(shí)，在頂管井中設(shè)置內(nèi)支撐，改善頂管井結(jié)構(gòu)受力。在施工過程中，工作井應(yīng)按照雙向頂進(jìn)設(shè)計(jì)，和接收井保持一定間隔距離，頂管井施工完成后，按照設(shè)計(jì)要求在接收井和工作井位置做檢查井。

4、頂管施工工序

（1）穿墻

將穿墻悶板打開，用工具管頂出，設(shè)置穿墻止水設(shè)備，在施工過程中注意以下幾個(gè)問題：其一，在穿墻管中填充和夯實(shí)低強(qiáng)度拌合土和水泥粘土或者密實(shí)的紙筋粘土，發(fā)揮臨時(shí)擋土和阻水作用；其二，為了確保穿墻孔外側(cè)土體有足夠強(qiáng)度并且保持穩(wěn)定，在工具管穿墻之前，采用注漿方法來固結(jié)窗墻管外側(cè)；其三，穿墻前仔細(xì)分析可能出現(xiàn)的問題，制定有效的解決措施。

（2）頂管出洞

在頂管施工作業(yè)中必須要注意頂管出洞，第一節(jié)管子和頂管機(jī)從工作井中破出進(jìn)入土體中，這個(gè)過程是頂管技術(shù)施工的關(guān)鍵工序，為了防止頂管發(fā)生偏斜，要使用工具管調(diào)零，在工具管井壁上安裝支撐設(shè)備，一旦發(fā)現(xiàn)下跌，及時(shí)用主頂油缸糾正偏移，在工具管出洞之前，設(shè)定初始角來彌補(bǔ)頂管下跌。

（3）注漿減阻

在頂管施工過程中，可通過壓注觸邊泥漿將頂管周圍空隙填充嚴(yán)密，形成泥漿保護(hù)層，起到降低頂進(jìn)阻力、減少地面沉降、支撐地層等作用[3]。首先，和頂進(jìn)工作同步進(jìn)行，對頂管機(jī)頭進(jìn)行壓漿，然后在混凝土管道和中續(xù)間合適位置做好跟蹤補(bǔ)漿。

（4）頂管糾偏

當(dāng)頂管機(jī)頭偏離排水管道施工的設(shè)計(jì)軸線后，利用糾偏千斤頂組，適當(dāng)調(diào)整機(jī)頭端面方向，控制偏差，使頂管沿著施工設(shè)計(jì)軸線逐漸頂進(jìn)。城市排水管道的頂進(jìn)糾偏可設(shè)置4臺(tái)糾偏千斤頂組，做好糾偏控制操作，如果管道偏左，應(yīng)千斤頂右縮左伸，如果管道出現(xiàn)方向和高程的偏差，要注意先糾正偏差大的一面。在糾偏時(shí)，要盡量采用小角度分級逐步的頂進(jìn)。

結(jié)束語：

在城市排水管道施工中應(yīng)用頂管技術(shù)，具有很多不可比擬的優(yōu)勢。結(jié)合頂管施工技術(shù)的特點(diǎn)和城市排水管道施工現(xiàn)場的實(shí)際情況，采用合適的施工工藝，嚴(yán)格把關(guān)頂管施工技術(shù)的各道工序，提高排水管道施工質(zhì)量，降低對周圍環(huán)境和城市交通的影響，提高城市排水管道施工的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]周巖. 頂管技術(shù)在城市排水管道施工中的應(yīng)用[J]. 現(xiàn)代物業(yè)（上旬刊），2012，04：28-29.

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[3]詹仕發(fā). 頂管技術(shù)在市政給排水管道施工中的應(yīng)用探討[J]. 福建建材，2014，01：31-32.