試論市政頂管工程施工的關(guān)鍵技術(shù)探討

【摘要】頂管技術(shù)是一項用于市政施工的非開挖掘進(jìn)式管道鋪設(shè)施工技術(shù)，其優(yōu)點在于不影響周圍環(huán)境或者影響較小，土方開挖量小，施工場地小，噪音小。頂管技術(shù)目前在城市管網(wǎng)施工中運用廣泛，且適應(yīng)城市發(fā)展。文章結(jié)合實例，對污水處理系統(tǒng)管網(wǎng)工程的頂管管道施工技術(shù)進(jìn)行分析研究。

【關(guān)鍵詞】管道施工；頂管施工；關(guān)鍵技術(shù)

1、工程概況

石井污水處理系統(tǒng)管網(wǎng)工程——石井河上游（均禾涌、夏茅涌）截污渠箱工程，本工程主線截污管渠線路總長約17.515Km。工程地點位于廣州市白云區(qū)石井河流域。石井河上游河面寬度20-30米，支涌寬度約為10-20米。由石井河主涌系統(tǒng)、支涌系統(tǒng)和沿線支涌入流組成。

頂管管道采用專用頂管鋼管和鋼筋混凝土管，鋼管壁厚28mm，每節(jié)長6m；鋼筋混凝土管壁厚280mm，每節(jié)長2.5m。H、I、F線頂管材料采用鋼管，J、P線頂管材料采用鋼筋混凝土管。F線截污管D3000 ，長度917m，I、H截污管D3000 長度分別為1806m、2378m，J線進(jìn)廠總管D3000，長2050m，P線尾水排放管D2200，長2032m，采用泥水平衡機(jī)械頂管施工，頂進(jìn)長度最長段在IDW10-IDW11，為239.8米。管頂覆土厚度要求≥1.5D，不滿足要求的管段采用沙包覆壓，直至滿足覆土厚度要求。

2、頂管施工技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1頂進(jìn)施工

（1）工作坑內(nèi)設(shè)備安裝完畢，經(jīng)檢查各部分處于良好狀態(tài)。即可進(jìn)行試頂。首先校測設(shè)備的水平及垂直標(biāo)高是否符合設(shè)計要求，合格后即可頂進(jìn)工具頭，然后安放鋼管管節(jié)，再次測量標(biāo)高，核定無誤后，進(jìn)行管道焊接和接口的防腐處理，然后進(jìn)行試頂，待調(diào)整各項參數(shù)后即可正常頂進(jìn)施工。在施工過程中，做到勤挖勤頂勤測，加強(qiáng)監(jiān)控。頂進(jìn)施工時，密切關(guān)注頂力、出土量等參數(shù)的變化，如有異常及時處理。

（2）頂進(jìn)前應(yīng)先檢查頂鐵安裝是否符合規(guī)定，盡可能采用一根長頂鐵。多個頂鐵連接使用時，要保證安裝平直、鎖扣完好，以防頂進(jìn)時產(chǎn)生偏心荷載，橫向崩開。同時做好洞穴中線、洞底標(biāo)高以及斷面尺寸的檢查，要確保符合設(shè)計要求，頂進(jìn)中，工具管前端應(yīng)安排人員值守，禁防在擠壓狀態(tài)下頂管，防止管道周圍土體受力不均，破壞直線前進(jìn)方向。頂進(jìn)時還要隨時注意油泵壓力表的變化，發(fā)現(xiàn)壓力驟然變化時，應(yīng)停止檢查，禁止強(qiáng)行頂進(jìn)。

2.2中繼間施工

（1）中繼間的原理

中繼間工作時按先后次序逐個啟動，首先借助最前面的中繼間，將其前方的管路向前頂出一個中繼間頂程，后面的中繼間和工作井內(nèi)的主千斤頂保持不動，形成后座，這時最前面的中繼間必須排放油壓，將液壓系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為自由回程狀態(tài)，后面的中繼間向前頂，將第一中繼間的油缸縮回，前面的管段不動，重復(fù)同樣的動作，直到最后再由主頂油缸把最后一段管路推頂上去，同樣的過程繼續(xù)重復(fù)直到整段管節(jié)全部推頂完，管頂推結(jié)束后，中繼間按先后程序拆除其內(nèi)部油缸和千斤頂。

（2）中繼間的組成、安裝、拆除

1）中繼間的組成：中繼間主要有殼體（鋼板制）與千斤頂組成，千斤頂分布固定在殼體上，安裝獨立的電、油路系統(tǒng)，殼體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度符合實際頂力要求，周邊千斤頂分布下半部間距小，上半部間距大，中繼間與前后管的連接縫不得大于1cm，中繼間設(shè)備拆裝要方便。

本工程中繼間設(shè)計推力F0=900t，由18只50t小千斤頂組成，中繼間殼體應(yīng)有足夠的剛度，其千斤頂?shù)臄?shù)量應(yīng)根據(jù)該段施工長度的頂力計算確定，并沿周長均勻分布安裝，其伸縮行程應(yīng)滿足施工和中繼間結(jié)構(gòu)受力的要求；中繼間外殼在伸縮時，滑動部分應(yīng)具有止水性能和耐磨性，且滑動時無阻滯；

2）中繼間安裝：安裝前應(yīng)檢查各部件，確認(rèn)正常后方可安裝，安裝完畢應(yīng)通過試運轉(zhuǎn)檢驗后方可使用；中繼間的布置距離詳見附件計算。

3）中繼間的拆除：

中繼間的啟動和拆除由前向后依次進(jìn)行。頂管到達(dá)終點后，立即開始中繼間的拆除工作，中繼間分段拆除，拆除一段馬上頂進(jìn)后面的管，預(yù)防拆除空間太大造成塌方傷人事故，中繼間拆除完畢后管子即可合攏。

工作人員進(jìn)入頂管內(nèi)拆除中繼間時，需啟用鼓風(fēng)機(jī)，經(jīng)過氣體檢測及小鳥活體檢測符合要求后方可進(jìn)入管內(nèi)，防止人員中毒事故的發(fā)生。

拆除中繼間前先將千斤頂、油泵、電器設(shè)備等拆除，中繼間的拆除順序為：先頂側(cè)、再兩側(cè)、后底側(cè)，拆除后的機(jī)器、附件立即返回庫房，清潔整理，保持完好。

拆除中繼間時，應(yīng)具有對接接頭的措施，若地質(zhì)情況差，中繼間的拆除比較困難時，中繼間的外殼可不拆除，當(dāng)在安裝前需進(jìn)行防腐處理。

3、頂進(jìn)施工中的重點工序

3.1測量

（1）測量方法.在短距離頂管施工中，井下一般采用短線推長線的方法確定頂進(jìn)的方向。測量時先用經(jīng)緯儀將管道中線從地面引至工作坑內(nèi)，在兩端側(cè)壁上埋好中線控制樁，拉上線繩，掛兩個線錘，兩垂線的連線即為頂進(jìn)的方向，拉一根細(xì)線沿兩垂線延伸至管內(nèi)，管內(nèi)安一帶刻度水平尺，在水平尺上設(shè)一個中心釘，通過拉入管內(nèi)的細(xì)線與水平尺的中心釘比較，即可知管中心線是否偏移，中心釘偏向哪個方向即表明管道偏向哪方向。

（2）測量次數(shù)：在頂?shù)谝还?jié)管時及校正頂進(jìn)偏差過程中，應(yīng)每頂進(jìn)20～30cm，即對中心和高程測量一次；在正常頂進(jìn)中，應(yīng)每頂進(jìn)50～100cm 時，測量一次。

（3）中心測量：根據(jù)工作井內(nèi)測設(shè)的中心樁、掛中心線，利用中心尺，測量頭一節(jié)管前端的軸線中心偏差。

（4）高程測量：使用水準(zhǔn)儀和高程尺，測首節(jié)管前端內(nèi)底高程，以控制頂進(jìn)高程；同時，測首節(jié)管后端內(nèi)底高程，以控制坡度。工作井內(nèi)應(yīng)設(shè)置兩個水準(zhǔn)點，以便閉合之用，經(jīng)常校核水準(zhǔn)點，提高精度。

（5）一個管段頂完后，應(yīng)對中心和高程再作一次竣工測量，一個接口測一點，有錯口的測兩點。

（6）為了防止超挖，在開挖洞穴時可采用先小于需求半徑尺寸5～10cm開挖，初次測量后再修至設(shè)計尺寸的方法，效果比較好。此法在100m以內(nèi)的短距離頂管中是可行的，如果超過100m可采用經(jīng)緯儀或激光導(dǎo)向儀定向。

3.2糾偏

（1）穿墻后管道偏差的大小，將會給以后的工作帶來很大影響。因此管道在前30米的頂進(jìn)階段，需要特別小心。

（2）糾偏要求：①穿墻和糾偏階段要求每頂進(jìn)20cm～50cm左右測量一次。正常頂進(jìn)階段為100cm左右測量一次。②工具管糾偏應(yīng)在頂進(jìn)過程中進(jìn)行。③應(yīng)繪制工具管測點行進(jìn)軌跡曲線圖來指導(dǎo)糾偏。④管軸線偏差不允許大起大落。⑤采用測力糾偏的原理，勤測微糾，一般情況每次糾偏角度不大于0.5°，以適當(dāng)?shù)那拾霃街鸩降姆祷氐捷S線上來，做到精心施工。⑥頂進(jìn)過程中地層中土體的流失過快會造成地面的沉降，根據(jù)以往工程經(jīng)驗，擠壓式工具頭在該土層中應(yīng)控制使出土量為工具管中進(jìn)土量的80%～90%。擠壓式施工方法在土質(zhì)條件較差時使用。

結(jié)語：

結(jié)合工程實例，總結(jié)出我們在施工時嚴(yán)格按照公司質(zhì)量管理體系的規(guī)定辦事，按程序文件進(jìn)行質(zhì)量管理，按作業(yè)指導(dǎo)書進(jìn)行操作。施工前摸清施工沿線的地下管線的詳細(xì)情況，并制定詳細(xì)的技術(shù)措施。頂進(jìn)過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制頂力在允許的范圍內(nèi)，并留有足夠的安全系數(shù)，確保管道的順利完工。