試析市政道路頂管施工技術(shù)的探究

李艷菊

盧氏縣市政建設(shè)管理所

試析市政道路頂管施工技術(shù)的探究

李艷菊

盧氏縣市政建設(shè)管理所

作為一種現(xiàn)代化管道鋪設(shè)施工方式。頂管技術(shù)在地下管道、地下人行道等工程修建中可以有效避開地下構(gòu)建物，降低對地面設(shè)施、建筑物的損壞及對交通的影響。現(xiàn)階段，該技術(shù)在我國市政工程給排水、電纜敷設(shè)等工程中得到了廣泛地應(yīng)用與推廣。本文主要對頂管技術(shù)的概況、施工準(zhǔn)備工作及施工工藝進(jìn)行了分析與探究。

市政道路；頂管技術(shù)；準(zhǔn)備

1　頂管技術(shù)的概況

頂管施工就是非開挖施工方法，是一種不開挖或者少開挖的管道埋設(shè)施工技術(shù)。頂管法施工就是在工作坑內(nèi)借助于頂進(jìn)設(shè)備產(chǎn)生的頂力，克服管道與周圍土壤的摩擦力，將管道按設(shè)計的坡度頂入土中，并將土方運走。一節(jié)管子完成頂入土層之后，再下第二節(jié)管子繼續(xù)頂進(jìn)。其原理是借助于主頂油缸及管道間、中繼間等推力，把工具管或掘進(jìn)機從工作坑內(nèi)穿過土層一直推進(jìn)到接收坑內(nèi)吊起。管道緊隨工具管或掘進(jìn)機后，埋設(shè)在兩坑之間。

頂管施工是繼盾構(gòu)施工之后而發(fā)展起來的一種地下管道施工方法，它不需要開挖面層，并且能夠穿越公路、鐵道、河川、地面建筑物、地下構(gòu)筑物以及各種地下管線等。頂管施工借助于主頂油缸及管道間中繼間等的推力，把工具管或掘進(jìn)機從工作井內(nèi)穿過土層一直推到接收井內(nèi)吊起。與此同時，也就把緊隨工具管或掘進(jìn)機后的管道埋設(shè)在兩井之間，以期實現(xiàn)非開挖敷設(shè)地下管道的施工方法。

2　頂管施工的方式

2.1泥水式推進(jìn)法

通過使用刀盤掘進(jìn)機并用科學(xué)設(shè)計的頂速來平衡正面土壓力，調(diào)節(jié)循環(huán)水壓力用以平衡地下水壓力。該工藝的施工特點：在頂管施工過程中施工不間斷，施工速度較快，且不需要特別的改良地基或降水處理，地表沉降小。

2.2土壓式推進(jìn)法

該方法主要是采用向工作間的切削倉內(nèi)注入一定比例的混合材料，使其充滿整個泥倉的方法來平衡正面土壓力和地下水壓力；施工推進(jìn)中并不需要泥漿泵等輸送混合材料的設(shè)備，整套施工推進(jìn)機器造價低廉；不需要對泥漿進(jìn)行處理，整體推進(jìn)頂管施工的成本較低。土壓式推進(jìn)工法選用的頂管掘進(jìn)機一般為單刀或多刀盤土壓平衡掘進(jìn)機。土壓式推進(jìn)工法適用的施工管徑一般在φ1 000～3 000 mm之間。

2.3泥濃式推進(jìn)法

該工藝采用二次注漿處理，不僅能在很大程度上消減與地層間的摩擦阻力，還能順利排出粒徑為頂管直徑1/3的礫石等廢棄物，保證頂管施工的順利進(jìn)行，較適用于城市排水管長距離頂管推進(jìn)施工。該頂管推進(jìn)方法在頂管施工過程中，將地下的土、礫石等廢棄物分成兩部分通過不同的方式輸送至地表后再外運處理。因此，泥濃式推進(jìn)法的適用性非常廣泛，除巖石外所有土質(zhì)條件均可適用。它適用的頂進(jìn)管徑一般在φ700～2 200 mm之間。

3　頂管施工設(shè)備安裝及施工工藝

3.1頂管井設(shè)計

工作井和接收井為頂管井的兩種不同形式，最常見的結(jié)構(gòu)類型為鋼筋混凝土構(gòu)造。單孔井與單排孔井為工作井的主要形式，圓形、正方形為單孔井的主要形狀，矩形為單排孔井的主要形狀。按照由高到低進(jìn)行其結(jié)構(gòu)受力性能的排列，分別為圓形、正方形、矩形。

3.2工作井導(dǎo)軌安裝

導(dǎo)軌的作用是引導(dǎo)管節(jié)按設(shè)計的中心線和坡度頂進(jìn)，導(dǎo)軌安裝時必須安裝牢固，滿足管節(jié)中心高程及坡度的要求。本工程導(dǎo)軌為雙排120工字鋼、槽鋼焊接而成，導(dǎo)軌為預(yù)制加工。導(dǎo)軌安裝利用測量儀器監(jiān)控，允許偏差為：軸線位置3mm，頂面高程0～+3mm，兩軌內(nèi)距±；2mm。

3.3千斤頂安裝

采用3臺200t的千斤頂。千斤頂固定在支架上，并與管道中心的垂線對稱，要求其合力的作用點與管壁反作用力作用點在同一軸線上，防止產(chǎn)生頂進(jìn)偏差。根據(jù)施工經(jīng)驗，千斤頂?shù)闹c作用在管節(jié)垂直直徑的1/4～1/5為宜。千斤頂選用zB.50型的高壓油泵，由電動機帶動油泵工作，經(jīng)分配器、控制閥進(jìn)入千斤頂，各千斤頂?shù)倪M(jìn)油管并聯(lián)在一起，保證各千斤頂活塞的出力和行程一致，油管安裝時做到順直、轉(zhuǎn)角少。

3.4頂鐵的安裝

（1）頂鐵是頂進(jìn)管道時，千斤頂與管道端部之間臨時設(shè)置的傳力構(gòu)件。其作用是將一組千斤頂?shù)暮狭?，通過頂鐵均勻地分布在管端，并起調(diào)節(jié)千斤頂與管端之間距離的作用。頂鐵可分為環(huán)形頂鐵和u形頂鐵兩種。（2）安裝頂鐵時，頂鐵與導(dǎo)軌之間、頂鐵與頂鐵之間的接觸面，要擦拭干凈，防止接觸不良，相互滑動。安裝后，要使千斤頂軸線、頂鐵軸線和管道的軸線相互平行。頂鐵軸線必須與管道中心的垂線對稱，避免頂力產(chǎn)生偏心，導(dǎo)致“崩鐵”。頂鐵拼裝后要進(jìn)行鎖定。（3）頂鐵與管口之間墊緩沖材料聯(lián)接（膠合板），使頂力均勻地分布在管端。

3.5下管就位

下管施工前，需對混凝土管的質(zhì)量進(jìn)行全面檢查，保證損壞、裂縫現(xiàn)象不會出現(xiàn)在管材上，要求端面應(yīng)具有平直性，管壁具有平整性、較高光潔度。管口質(zhì)量符合施工規(guī)定后，需將其擦拭干凈并進(jìn)行潤滑劑涂抹。隨后檢查起重設(shè)備質(zhì)量，如質(zhì)量符合施工規(guī)定后，需及時進(jìn)行下管作業(yè)。管材下放過程中，需將第一節(jié)管材下至導(dǎo)軌上，并對管材中心、前后端管底高程等進(jìn)行準(zhǔn)確測量，確保其質(zhì)量符合施工要求，則可實施頂進(jìn)工作。

3.6挖土

土質(zhì)質(zhì)量符合施工規(guī)定，確保土拱能夠在管頂以上部位形成，管端無需進(jìn)行管帽添加，要求在管前進(jìn)行10到30厘米超挖后，再進(jìn)行頂管施工。如土質(zhì)不符合施工規(guī)定，極易出現(xiàn)塌方情況，要求必須嚴(yán)格控制管前超挖量，不宜過大，并做好同時進(jìn)行開挖與頂進(jìn)施工。超挖現(xiàn)象不宜出現(xiàn)于管道下部135度范圍，土弧需符合管外壁，確保原狀土地基質(zhì)量。

3.7頂進(jìn)施工

頂進(jìn)管道前，進(jìn)行全部設(shè)備檢查與試運轉(zhuǎn)。護壁上的管孔鑿好后將工具管立即頂人土層。每頂進(jìn)30cm，測量不少于一次，管道進(jìn)入土層正常頂進(jìn)時，每頂進(jìn)100cm，測量不少于一次。工具管開始頂進(jìn)5～10m的范圍內(nèi)，允許偏差為：軸線3mm，高程0～+3mm。否則要采取措施糾偏。頂進(jìn)時遵循“邊壓觸變泥漿邊頂進(jìn)，不壓漿不頂進(jìn)”的原則，新開頂時需對整個管路進(jìn)行補漿。

3.8質(zhì)量控制

頂進(jìn)中遇障礙物后的頂進(jìn)處理，成為困擾施工的難題，如突遇大量埋木、石塊及老河道駁坎等等，都需現(xiàn)場研究給出解決的技術(shù)措施。頂管施工稅市政工程中，特別是深覆土大管徑的管道工程和交通繁忙的城市主干道改造工程中尤顯重要。頂管工藝的施工從技術(shù)上講是完全可行的，相對于開槽埋管從社會效益與經(jīng)濟效益上來講更具有優(yōu)越性。從根本上改變了城市管網(wǎng)亂挖現(xiàn)象；另外一方面從切實做到保護環(huán)境人手，加大推廣頂管施工技術(shù)力度勢在必行?？梢灶A(yù)見未來的管線鋪設(shè)技術(shù)將以頂管工藝為支撐。

4　結(jié)束語

綜上所述，為滿足社會經(jīng)濟發(fā)展需求，我國市政工程發(fā)展越來越快，按照市政建設(shè)要求，必須重視給排水施工問題。為此，施工企業(yè)必須重視給排水處理施工技術(shù)的選用。如選取的施工方法不當(dāng)，將因產(chǎn)生塌陷、排水不暢等問題，由此可見，市政道路給排水施工方法選擇是否合理、有效已經(jīng)成為市政工程建設(shè)面臨的首要問題。頂管技術(shù)作為市政道路給排水施工的重要技術(shù)之一，該技術(shù)的應(yīng)用，不僅能夠為供水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)等提供技術(shù)支持，更是降低施工影響的重要方式。

［1］ 張曉龍.市政道排工程頂管施工技術(shù)的應(yīng)用［J］. 物流工程與管理. 2011（04）

［2］ 李小梅. 頂管施工技術(shù)應(yīng)用淺析［J］. 西部探礦工程. 2013（09）

［3］ 任建文. 非開挖頂管施工技術(shù)［J］. 西部探礦工程. 2014（01）

［4］ 劉同樂.大直徑長距離頂管施工技術(shù)［J］. 石家莊鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報. 2014（S1）