關(guān)于頂管施工的技術(shù)探討

廖穎

摘要：當(dāng)前中國經(jīng)濟飛快增長，這給頂管技術(shù)的發(fā)展帶來了很大的機遇。這需要不斷借鑒國外先進技術(shù)，持續(xù)創(chuàng)新，加速頂管技術(shù)升級，促進其全面發(fā)展。文章就頂管施工這門市政工程中頻繁使用的技術(shù)，聯(lián)系實踐，闡述了這門工藝及其相關(guān)技術(shù)，針對頂管施工必備技術(shù)進行了詳細分析，敘述了其包含的原理，給相關(guān)單位的頂管施工提供有效的參照。

關(guān)鍵詞：頂管施工；工藝；技術(shù)

由于經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步，隨之而來的是城鎮(zhèn)化轉(zhuǎn)變、地下管道升級，而先前的地下給排水管道已經(jīng)無法跟上時代的步伐。然而地面上的障礙物特別多，例如街道、建筑、鐵路、溪流等。所以頂管施工等非開挖施工技術(shù)愈發(fā)受到人們的關(guān)注。同以往的開挖施工對比，這種非開挖施工不用挖掘地表，還可以穿過各種障礙物。這種施工手段不僅排除了不良季節(jié)對施工的阻礙，而且不會由于管道掩埋深度而加大挖土量。由于管道不需要安裝必要裝置，這就避免了管道沿線對外部環(huán)境的污染。因此，頂管施工非常適合運用到城市地下管道建設(shè)中。本文將對長距離頂管施工進行介紹，為這門技術(shù)的發(fā)展貢獻微薄之力。

1.頂管施工工藝簡介

頂管施工的工藝大致有四種，即土壓平衡式、泥水平衡式、氣壓平衡式和手掘式。然而現(xiàn)在頂管施工工藝被應(yīng)用最多的是前兩種，這兩種工藝各有千秋。就口徑這點，土壓平衡式由于應(yīng)用螺旋式干出土的方式，管內(nèi)要有工作者走動以及運送土，一般應(yīng)用在大、中口徑的頂管上；而泥水平衡式應(yīng)用濕出土的方式，一般應(yīng)用在中、小口徑的頂管上。就地層狀況這點，前者一般應(yīng)用在類別不同的地層，而后者由于出土方式的制約，一般只能應(yīng)用在軟土地層，除非掘進機頭有破碎功能的情況下才能夠應(yīng)用在其他地層。

2.頂管施工重要技術(shù)要點

2.1頂進的測量和偏差糾正

頂進測量必須設(shè)定在測量控制網(wǎng)內(nèi)，利用天頂儀把后視點置入井里，選取Wild2級經(jīng)緯儀實施測定。水平測量能夠應(yīng)用水平連通管的方式展開，應(yīng)用s3水準儀逐步復(fù)測校正，就能夠把誤差降低在20毫米以下。頂進偏差發(fā)生的主要原因大致在以下幾點：墻后的土質(zhì)雜亂不均；迎面土的不規(guī)則阻力；主頂油缸的后背墻不與頂管軸線垂直或其表面不平；導(dǎo)軌的安裝有很大誤差；工具管過墻的管軸線同頂進線出現(xiàn)角度偏差；主頂油缸的頂力不夠均勻；管外的摩擦力各異。傳統(tǒng)的偏差糾正通常是出現(xiàn)管道頭部與軸線偏離的狀況才開始，可是這種情況下管道已經(jīng)出現(xiàn)了偏差，管軸線隨之產(chǎn)生了相當(dāng)程度的彎曲，這項工作通常很不容易。故在頂進過程中的方向把控最根本的在于搞好預(yù)防控制工作，例如依據(jù)頂力不平衡這一問題，提高對頂進系統(tǒng)的監(jiān)測，就能夠避免這一問題，進而能夠預(yù)防管道偏差。如果施工條件較好，就可以利用計算機進行糾偏工作。將原始數(shù)據(jù)輸入計算機進行處理，并且參照管道偏差軌跡、管道方位與外力平衡等因素，讓計算機得出解決辦法。偏差糾正工作，利用逐步法，限定每次的糾正量，決不能出現(xiàn)糾偏量過大的情況，以防反向偏差出現(xiàn)。在頂進的全過程都要把偏差一直限制在20毫米以下。

2.2降低頂進的阻力

在頂管施工過程中，管壁和土之間由于摩擦?xí)霈F(xiàn)很大程度的阻力，一旦頂推力超過管道的最大承受力，管道就會損壞，所以就想到了利用中繼環(huán)與觸變泥漿作潤滑劑來降低阻力的方法。觸變泥漿的工作原理是管道外部空間包圍著觸變泥漿產(chǎn)生的泥漿環(huán)套，既降低了土層對管道的垂直壓力，又由于泥漿的浮力功能而降低了管道對下面土層的正壓力。由于泥漿處在流動濕潤狀況，就使之呈現(xiàn)濕潤摩擦，這種摩阻狀態(tài)的摩擦系數(shù)很小。觸變泥漿使得摩擦系數(shù)有著5到25倍的變化，它的降低阻力成效能夠在百分之五十到六十之間。觸變泥漿是水和膨潤土混合制成的，其配比是8：1。泥漿通過攪拌注入儲漿箱，利用注漿機通過管道傳輸?shù)交炷凉艿淖{孔，與土體結(jié)合轉(zhuǎn)變成泥漿套。中繼環(huán)的修復(fù)工作中，就要天天持續(xù)補漿。

2.3管道內(nèi)部空氣達標(biāo)

如果頂管的頂進時間很長，工作人員在里面需要足夠的氧氣，而管道內(nèi)部的含氧量不夠高，時間一長就會使工作人員由于缺氧而出現(xiàn)健康問題。在修理或者拆除中繼環(huán)工作中，堵漏所選取的材料受熱會產(chǎn)生有毒氣體。要想確保管道內(nèi)部空氣達標(biāo)，可利用二路供氣，使工具管的空氣符合國家規(guī)定，氧氣含量達到百分之二十一，相對濕度控制在百分之七十以下。假如管道太長，就在其頭部裝配接力抽吸式風(fēng)機保證管道內(nèi)部空氣達標(biāo)。

2.4平衡局部氣壓

頂管在頂進過程中，會由于正面擠壓力不能達到阻止坍方的強度，就很可能出現(xiàn)正面坍方。這不但會加大出泥量，而且會使得地面出現(xiàn)沉降、管軸線出現(xiàn)彎曲，就會給糾偏工作制造很多麻煩。想要消除這個問題，在施工過程中要平衡局部氣壓。局部氣壓的強度要根據(jù)實際情況設(shè)定，通常土層以不坍方為基準。

2.5控制地表沉降

當(dāng)頂管頂進的時候，地層會被影響，土體會有損失，隨之地表會出現(xiàn)下降。要想確保地表建筑足夠安全以及管道內(nèi)部頂進機器的運行，一定要控制地表沉降。一般可憑借相關(guān)部門規(guī)定的最大沉降量，通過計算來檢測地表沉降量是不是符合規(guī)定。然而先前的頂管施工經(jīng)常會出現(xiàn)土體流入洞中以及水土流失使得地表出現(xiàn)很大沉降。想要降低出現(xiàn)這種情況的概率，可使用以下手段減少地表沉降：利用黏土、變熟石灰、水和水泥混合攪拌形成磚坯，分層加入穿墻管；工作井內(nèi)外都實施壓密注漿；使用外套或止水柵欄。

3.結(jié)語

總之，頂管施工有著很多優(yōu)勢，它對地面的障礙物擾動很小，不會對人們的正常生活產(chǎn)生不良影；在地下施工，土方與泥漿都會集中排放，噪聲小且不會污染環(huán)境；施工進度也較其他方式快。因此，頂管施工被大量利用在很多市政工程當(dāng)中。