管道頂管施工安全技術(shù)要點(diǎn)淺析

張繼元

管道頂管施工安全技術(shù)要點(diǎn)淺析

張繼元

Guan dao ding guan shi gong an quan ji shu yao dian qian xi

隨著我國城市化進(jìn)程的不斷深入，當(dāng)前管道的鋪設(shè)技術(shù)也發(fā)生新的變化。由于傳統(tǒng)的管道鋪設(shè)技術(shù)具有明顯的缺點(diǎn)，需要大量的人力、物力、財(cái)力的協(xié)調(diào)，而且最重要的是會影響道路的正常使用，施工時間長、施工影響面大、對于路基的破壞嚴(yán)重。為了解決這個問題，管道頂管施工技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

一、管道頂管施工技術(shù)的應(yīng)用

在管道頂管施工技術(shù)的應(yīng)用中，不同的工程概況、地質(zhì)條件，再加上當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、地下水位條件都具有十分重要的影響，所以在選擇頂管的管徑與埋深時都要慎重考慮。同時，由于地下障礙物的探尋與預(yù)支往往會影響整個管道頂管施工的技術(shù)設(shè)計(jì)，所以一定要提前做足功課。對于管道頂管施工技術(shù)而言，由于本技術(shù)最大的優(yōu)勢就是降低鋪設(shè)時間，提高鋪設(shè)效率，從而通過降低人工、材料成本來實(shí)現(xiàn)更高的經(jīng)濟(jì)效益，所以在進(jìn)行施工前要平衡經(jīng)濟(jì)、技術(shù)以及安全等各方面的關(guān)系，選擇較為合理的施工方式。

二、管道頂管施工安全技術(shù)要點(diǎn)

1.工作坑的選取與設(shè)置

盡管管道頂管的施工技術(shù)不需要進(jìn)行開挖地碰的操作流程，但是依然需要結(jié)合工作坑和接收坑的開挖施工進(jìn)行。為了降低綜合施工成本，提高經(jīng)濟(jì)效益水平，往往除了盡量利用永久性設(shè)施外，還要通過結(jié)合主體工程的特點(diǎn)進(jìn)行工作坑的選擇、結(jié)構(gòu)類型的規(guī)劃還有選址等工作。對于工作坑的選取而言，由于工作坑一般分為矩形和圓形兩種，個別情況下也有可能出現(xiàn)不規(guī)則多邊形的情況，所以在選擇時應(yīng)根據(jù)實(shí)際工況進(jìn)行選擇。一般來說我們常用的是矩形工作坑。矩形工作坑的設(shè)置一般按照直線或者兩段交角接近180°的折線頂管中進(jìn)行。由于矩形工作坑具有明顯的布置較為便利的優(yōu)勢，再加上坑內(nèi)的空間可以得到充分的利用，所以覆土的深淺都不會影響工程施工的質(zhì)量水平。但是一些施工單位在使用圓形的工作坑時，由于圓形的占地面積小，坑深較大，往往需要另筑后背，這樣就需要采取一些其他的施工方法，比如沉井法來實(shí)現(xiàn)圓形工作坑的構(gòu)建。在一般的工程實(shí)際運(yùn)用中我們傾向于沉井材料選擇鋼筋混凝土，成本低、效果也較好。多邊形工作坑的施工原理與圓形相近，一般也是使用鋼筋混凝土或者地下連續(xù)墻坑進(jìn)行施工。綜合上述工作坑考慮材料選擇，鋼筋混凝土坑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，施工簡單，作業(yè)強(qiáng)度小，而鋼板樁坑的施工成本低，構(gòu)筑速度快，選擇哪種材料還是要根據(jù)實(shí)際的施工工況進(jìn)行選擇，以高效、安全、優(yōu)質(zhì)為目標(biāo)選擇即可。

2.管道頂進(jìn)方式的選擇問題

作為管道頂管施工中安全技術(shù)的核心部分，管道的頂進(jìn)方式在很大程度上決定了施工的成功與否。在進(jìn)行管道頂進(jìn)方式的選擇之前，要根據(jù)實(shí)際工況綜合考慮技術(shù)的可行性、安全性，并且結(jié)合經(jīng)濟(jì)的性價比考慮。由于頂進(jìn)方式并沒有根本性的優(yōu)劣之分，必須要結(jié)合實(shí)際的條件因地制宜，才能夠?qū)崿F(xiàn)最佳的施工效果，所以必須要結(jié)合當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件、地下水位情況，考慮頂管的管徑和埋深是否合適，是否能夠避開地下建筑物或者地上建筑物，能否實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的管線埋設(shè)等問題。另外，結(jié)合管道頂進(jìn)的技術(shù)層次問題來看，對于口徑比較小的頂管，由于在施工過程中工人無法直接進(jìn)入，所以一般采取的施工技巧是用水泥進(jìn)行頂進(jìn)施工。而對于長度較短的金屬管，則只需要用一次性頂進(jìn)的方式就能夠輕松實(shí)現(xiàn)施工作業(yè)了。在考慮埋深較大的管段時，由于這部分管段是施工過程中較為復(fù)雜的部分，必須要根據(jù)當(dāng)?shù)氐叵滤纳疃纫约巴翆拥暮穸?、特性進(jìn)行綜合考慮，如果土質(zhì)較為穩(wěn)定，地下水位的情況又比較好的話，可以選擇使用手掘式頂管。不過如果經(jīng)過前期勘測發(fā)現(xiàn)水位條件較差，特別是土質(zhì)結(jié)構(gòu)較為松散的情況，就必須要改用掘進(jìn)法來實(shí)現(xiàn)頂管的頂進(jìn)施工，以此來保障施工的安全性，防止出現(xiàn)地面塌陷等問題。

3.頂管出洞技術(shù)方法分析

作為頂管施工環(huán)節(jié)中的另外一個核心技術(shù)要點(diǎn)，頂管出洞一般采取的是通過在工作井的位置安裝掘進(jìn)機(jī)，并結(jié)合第一節(jié)管道的使用來實(shí)現(xiàn)破封門進(jìn)入土中。這個階段的施工屬于頂管施工的核心部分，其質(zhì)量水平也影響了土壤的穩(wěn)定性以及施工管道的耐用程度，對于后期的使用以及維修都具有一定的影響。為了做好頂管出洞技術(shù)的施工，就必須從以下4方面進(jìn)行：

（1）管線的放線技術(shù)。作為保障頂管的軸線準(zhǔn)確、高精度布置的關(guān)鍵步驟，頂管放線必須要在滿足工具管的設(shè)計(jì)需求的情況下順利進(jìn)洞，對于管線的放線技術(shù)而言，其施工質(zhì)量一旦出現(xiàn)問題，就容易出現(xiàn)頂管軸線偏差，少量偏差會引起質(zhì)量下降，而大量偏差則極有可能帶來嚴(yán)重的施工安全隱患，所以這個環(huán)節(jié)一定要予以高度重視。

（2）導(dǎo)軌的鋪設(shè)技術(shù)。導(dǎo)軌的鋪設(shè)技術(shù)在管道的頂管施工中的主要作用是為管子出洞提供一個較為安全的保障，所以頂管施工對于導(dǎo)軌的鋪設(shè)要求較高，要保證導(dǎo)軌堅(jiān)固、直挺，保障在管子壓上去的情況下不會形變，保障管線的軸線以及導(dǎo)軌標(biāo)高的穩(wěn)定性。

（3）洞口的加固技術(shù)。在頂管的施工環(huán)節(jié)中離不開洞口的進(jìn)出，而進(jìn)出洞口的設(shè)置在整個施工環(huán)節(jié)中的安全性也是不言而喻的。一般來說，在工作坑中的出洞頂管環(huán)節(jié)，保證出洞安全、可靠是整個頂管部門成功的關(guān)鍵。同時，對于洞口的加固還是要針對當(dāng)?shù)氐耐临|(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行勘測，對于土質(zhì)較硬的洞口可以通過高壓旋噴樁技術(shù)進(jìn)行加固，或者采取凍結(jié)技術(shù)進(jìn)行加固。由于我國南北方的環(huán)境、氣候差異較大，至于選擇哪種加固方式還是要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際地理地質(zhì)情況與氣候情況選擇。此外通過加固實(shí)現(xiàn)土質(zhì)堅(jiān)硬，能夠提高施工的安全性以及效率，從而避免施工安全事故。

（4）洞口的止水技術(shù)。洞口的止水技術(shù)在頂管施工過程中影響也十分明顯。其主要技術(shù)應(yīng)用是通過在管子出洞以及接收坑進(jìn)洞的位置，封鎖管道與洞口間留有的間隙。這是因?yàn)檫@個位置的間隙如果不被封住，就會出現(xiàn)地下水和泥沙通過洞口與管道之間的間隙緩慢滲透到管道中來的問題。根據(jù)實(shí)際施工工況不同，這個問題發(fā)生時輕則會影響施工的工作坑作業(yè)進(jìn)度，重則就會造成洞口的上部地表出現(xiàn)塌陷，嚴(yán)重危害地面建筑物以及道路的安全。所以洞口止水問題盡管技術(shù)要求水平不高，但是責(zé)任十分重大。

4.測量問題的分析

頂管的測量是施工高質(zhì)量的理論前提與技術(shù)前提，其主要分為以下兩個方面：

（1）頂管測量。在測量過程中，根據(jù)頂進(jìn)管子的深度以及數(shù)量，每頂進(jìn)20～50cm就要進(jìn)行一次測量工作，以此來確保測量的精準(zhǔn)度。針對中心線的測量可以使用中心樁掛小線的測量方式，通過拉線和垂球來實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)讀數(shù)，確定偏差值的范圍。針對工作坑內(nèi)的高程測量則是使用水準(zhǔn)儀在工作坑內(nèi)的水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行測量。

（2）頂進(jìn)偏差的校準(zhǔn)工作。對于頂進(jìn)偏差的校準(zhǔn)一般當(dāng)偏差值達(dá)到或超過10mm就要進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)方法有挖土校正法以及頂木校正法，具體使用哪種矯正方法要結(jié)合實(shí)際的偏差值大小、土質(zhì)工況等綜合考慮。由于偏差值的校正是一個較為細(xì)致的工作，但是如果偏差值校正不當(dāng)，一旦出現(xiàn)積累就會變得校正困難，會在很大程度上影響施工的質(zhì)量水平，所以在管前挖土?xí)r還是要盡量選派一些施工實(shí)踐能力較強(qiáng)的技術(shù)工人進(jìn)行施工作業(yè)，以此來確保頂管施工的安全可靠性。

三、結(jié)語

由于頂管施工技術(shù)相對于傳統(tǒng)施工而言具有不需要開槽、挖掘面穩(wěn)定等獨(dú)特的優(yōu)勢，另外對地面的保護(hù)效果更好，不容易出現(xiàn)地面塌陷等問題。更重要的是，頂管施工技術(shù)可以在道路施工活動中不影響交通，提高了道路的通勤效率，對于城市的交通壓力的緩解具有十分明顯的效果。