市政道路污水管頂管施工方法分析

文/蘇文中 中山市南頭鎮(zhèn)城鄉(xiāng)建設(shè)服務(wù)中心 廣東中山 528427

市政道路工程作為城市交通基礎(chǔ)建設(shè)的重要組成部分，其污水排放系統(tǒng)通常穿越于城市建筑、道路等，施工條件復(fù)雜困難。近些年，混凝土管頂管施工應(yīng)用技術(shù)越來越普遍，技術(shù)也越來越嫻熟，在新敷設(shè)的污水排放等地下管線及地下通道中，混凝土管頂管施工技術(shù)由于工程量相對較小，對環(huán)境破壞程度較低，工程造價相對較低等優(yōu)勢，已經(jīng)成為市政排污工程建設(shè)技術(shù)的首選。

1、市政道路污水管頂管施工技術(shù)概述

市政道路污水管頂管施工技術(shù)指的是借助主頂機械設(shè)備千斤頂油缸和污水管道產(chǎn)生的推力作用將掘進設(shè)備與工具管從相應(yīng)的工作井推到接收井一項施工技術(shù)。市政道路污水管頂管中的頂進用管一般包括兩大類，即多管節(jié)和單管節(jié)。對于頂進管中的多管節(jié)一般都是我們常用的鋼筋混凝土管。按管接口型式分為P、Q、S和G四種類型，管節(jié)長度在2 到3米之間，必須采用可靠的管接口，且在施工時和施工結(jié)束后都不會滲漏。施工中，在工作井和接收井施工完成以后，要按照工作井穿墻孔和接收井接收孔的真實坐標(biāo)來測量放線，定出管道頂進軸線并將其投放到工作井的測量平臺上和井壁上。在工作井的四周鋪設(shè)測量控制網(wǎng)，鋪設(shè)完成以后定時定點的進行檢查和復(fù)核。同時，要采用高精度水準(zhǔn)儀將提供的水準(zhǔn)點引進工作井的接受井內(nèi)，并在沉降區(qū)外設(shè)置水準(zhǔn)后視點，以便校核井內(nèi)水準(zhǔn)點。

2、市政道路污水管頂管施工工序及施工問題分析

根據(jù)本人多年對工程監(jiān)督經(jīng)驗，結(jié)合中山市南頭鎮(zhèn)東福北路至東福南路污水管道工程案例對頂管施工過程及遇到的施工問題進行分析。該工程北起東福北路中山市南頭鎮(zhèn)污水處理廠污水總收集井，南至東福南路與同樂東路交叉十字路口，是南頭鎮(zhèn)收集污水的一條主管線。起點至南三公路污水管道管徑1200MM，南三公路至終點污水管道管徑為1000MM。工程全長3128米，工程造價1785.87萬元。

2.1 市政道路污水管頂管施工的前期準(zhǔn)備

根據(jù)施工圖紙對施工全線進行現(xiàn)場勘察，確認沿線路口、廠區(qū)門口、各種管線位置與施工圖紙是否一致。對管線的走向、埋深有不清楚，應(yīng)通知其業(yè)主進行確認，甚至通過儀器檢測來弄清楚。確認工作井、接收井所在位置滿足施工條件后，對施工所在區(qū)域進行圍蔽，做好各種安全警示標(biāo)識及交通導(dǎo)流工作。

2.2 工作井和接收井施工

根據(jù)地質(zhì)報告及污水管頂管施工工藝要求，本工程設(shè)計的污水管頂管工作井、接收井采用現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，井底標(biāo)高介于10.8～8.0米，設(shè)計井體下部為鋼筋混凝土，井體上部采用砌磚，砌磚高度控制在1.5m以內(nèi)。井體開挖澆筑混凝土采用水泥攪拌樁護壁止水，井底同樣采用水泥攪拌樁封底止水。井壁施工方法為自上而下分層開挖、分層澆筑，根據(jù)地質(zhì)情況每層高度要求控制在1～1.5米左右。最后澆筑井底鋼筋混凝土底板。待鋼筋混凝土底板砼澆筑完畢且強度達到50%以上后，立模澆筑后背墻鋼筋混凝土。在這個施工過程中最容易遇到的施工問題是水泥攪拌樁基底止水問題。個別井底有流沙現(xiàn)象，水泥攪拌樁成型不佳，加上井底深度深，井底承受的壓力大，出現(xiàn)較為嚴(yán)重的冒水冒沙現(xiàn)象。施工單位采取搶挖、拋石反壓等方法，最后澆筑水下商品混凝土加以解決。

2.3 市政道路污水管頂管頂進施工工序

2.3.1 主要設(shè)備安裝

(1) 導(dǎo)軌安裝：導(dǎo)軌采用鋼軌與型鋼焊接，導(dǎo)軌長6m，兩條導(dǎo)軌順直、平行、等高。導(dǎo)軌安裝在工作井鋼筋混凝土底板上，安裝牢固，以保證在管道頂進時不發(fā)生位移；導(dǎo)軌安裝的軸線偏差≤3mm，頂面高程誤差控制在0-3mm，兩軌內(nèi)距誤差為±2mm。

(2) 千斤頂油缸安裝：本工程采用4臺100t千斤頂油缸，千斤頂油缸安裝在穩(wěn)定牢固的支架上。千斤頂油缸的軸線與管壁重合。

(3) 工作機頭安裝：本工程采用泥水平衡機械糾偏式工作機頭，直徑大于鋼筋砼管外徑20mm，以減少管材與土壁之間的阻力，以利于注漿(根據(jù)需要)。工作機頭與第一節(jié)砼管間采用膠圈接口。

(4) 控制室應(yīng)安放在工作井邊平整牢固的位置，工作人員既能操控儀器設(shè)備，又能觀察到外面機械設(shè)備工作狀況，及時與外面工作人員取得聯(lián)系。

2.3.2 管材的運輸及吊裝：

管材由供貨廠家進行運輸，管材運到現(xiàn)場后利用運輸車自帶吊機卸車，將管材均勻排列在堆管場，盡量不要疊加。堆管場設(shè)置在工作井邊，鋪設(shè)一槽鋼及滾桿，利用人工將管材滾至工作井邊。采用小型吊車進行，吊裝作業(yè)前必須對吊裝設(shè)備委托有資質(zhì)的單位進行檢測，檢測合格后方可進行使用，在使用期間內(nèi)對吊車進行定期檢測；吊車操作人員必須經(jīng)過考試取得資格證書后才能上崗操作。

2.3.3 管道接口

（1）管節(jié)接口主要由外套環(huán)（鋼套環(huán)）橡膠止水帶和軟木襯墊組成。鋼套環(huán)在加工處至現(xiàn)場運輸?shù)跹b過程中不能變形，接口不損壞，以確保管節(jié)在對接過程中，橡膠帶不移位、不翻轉(zhuǎn)，確保管節(jié)的密封性。同時，鋼環(huán)套在進場前還必須做好防腐處理。

（2）橡膠止水帶應(yīng)保持清潔、無油污，并存放在陰暗處，防止老化。施工中，將橡膠止水圈用強力膠水粘貼于混凝土管口凹槽處，并粘貼牢固，在管節(jié)對接前涂無腐蝕性潤滑油以減少摩阻，防止橡膠止水圈翻轉(zhuǎn)、移位和斷裂。

2.3.4 管道頂進測量

因單次污水管頂管頂段較長，井內(nèi)測量時需用長邊控制短邊，要求測量精度高。測量儀器采用J2激光經(jīng)緯儀。測量時采用盤左盤右閉合測量，以抵消儀器差。水平測量正常情況下用激光經(jīng)緯儀光束控制，復(fù)核時前視、后視距離應(yīng)盡量相等以抵消儀器差。具體工作如下：

（1）將管道的軸線及水準(zhǔn)點引進工作井內(nèi)，控制導(dǎo)軌及千斤頂?shù)陌惭b。

（2）設(shè)備安裝完成并試運行后，在工作井的后部中心位置設(shè)置并固定測量架，以測量監(jiān)控頂進過程。

（3）前五節(jié)管道頂進時每進尺0.5m測量一次軸線和高程；正常頂進后每頂進2m-5m測量一次。

2.3.5 頂進糾偏

管道頂進發(fā)現(xiàn)偏差時應(yīng)及時

( ）糾偏，管道糾偏過程采取偏差糾偏的方式。分次糾偏，不得猛糾硬調(diào)。糾偏需做到勤測勤糾。糾偏油缸行程控制在50mm內(nèi)，以防止工具管與管道脫離。若是同時產(chǎn)生方向與高程的偏差，則應(yīng)當(dāng)先對偏差較大的問題進行糾正。

2.3.6 管道頂進

(1) 開始頂進前要對全套設(shè)備進行試運轉(zhuǎn)，以確認設(shè)備的完好性，對導(dǎo)軌及管道的軸線、標(biāo)高再次進行復(fù)測，確認無誤后方可開始頂進。

(2) 對進場的鋼筋混凝土管道、鋼套環(huán)和橡膠止水圈質(zhì)量進行認真檢查，核對廠家的出廠合格證及廠家送檢檢測報告，確定鋼筋混凝土管其強度是否滿足設(shè)計及施工要求，不合格產(chǎn)品不得使用。在管道的外壁適當(dāng)打蠟以減少管道與土體阻力。打蠟時，先將管材烘干，將溶化的蠟液刷到管壁后，再用汽油噴燈烘烤至蠟液滲入砼中。

(3) 管道頂進施工中隨時觀察頂管施工的周圍土方的土質(zhì)變化迅速，保證工程建設(shè)的順利進行就必須關(guān)注和了解沿管線土層的變化，以便采取有效措施進行補救。頂管施工技術(shù)有很多的優(yōu)點，但操作不當(dāng)也會造成地表的下沉，針對要經(jīng)過回填土的地段要采取措施進行加固處理。針對施工中出現(xiàn)的有毒氣體要加強監(jiān)測力度，如果需要人工作業(yè)的時候，要考慮到人員的健康，定時監(jiān)測管內(nèi)有毒氣體含量，進行及時有效的通風(fēng)，規(guī)避不必要的麻煩。

(4) 管道頂進施工中還應(yīng)時刻觀察挖出土方土質(zhì)及頂進速度的變化，調(diào)整施工方法保證機械設(shè)備頂進工作正常運行。在中山市南頭鎮(zhèn)東福北路至東福南路污水管道工程中就遇到了施工現(xiàn)場地質(zhì)與地質(zhì)報告資料不一致的情況?，F(xiàn)場表現(xiàn)為頂進速度極慢，幾乎無法頂進，挖出的土方為含少量泥沙的堅硬貝殼類土質(zhì)，一般的注漿潤滑減阻做法也毫無作用。通過組織該工程責(zé)任主體各方研究分析認為：首先對此段進行加密鉆探，確認該段的地質(zhì)情況及其長度；其次是根據(jù)地質(zhì)鉆探確認為堅硬貝殼類砂質(zhì)土情況，更換機頭上刀具，提高刀具的硬度，以便將堅硬貝殼類砂質(zhì)土進行切割；再次是嚴(yán)格控制機頭的方向，減慢頂進推進速度，以便增加機頭切割的力矩。最后順利打通了該段頂管工程。

3、市政道路污水管頂管驗收

該市政道路污水管開工前各方配合建設(shè)單位辦理好建設(shè)工程施工許可證工作，開工有開工報告。開工后同步做好施工資料的填寫簽證；原材料進場送檢，不合格的材料不允許使用；監(jiān)理單位及時組織各方責(zé)任主體進行隱蔽工程驗收及各子分部、分部驗收工作。施工單位及時整理工程竣工驗收資料。現(xiàn)場做閉水試驗、CCTV錄像、軸線和高程等功能性檢測，全部合格。在建設(shè)行政主管部門監(jiān)督下，由建設(shè)單位組織各方責(zé)任主體共同對本污水管道工程進行竣工驗收，質(zhì)量評定為優(yōu)良。由施工單位申請組織，最后該工程被省市兩級建設(shè)主管部門評定為優(yōu)良工程。

結(jié)語：

隨著我國社會、經(jīng)濟、科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，國家不斷加強城市整體功能設(shè)施的完善工作。地下各種管道建設(shè)將會大量增加，污水管道頂管設(shè)計和施工也會增多，管徑加大，長度加長，將是今后大城市污水管頂管施工的發(fā)展趨勢。為了更好地確保城市道路工程施工的質(zhì)量，提升市政道路的安全系數(shù)，延長道路的使用期限，則需要施工企業(yè)管理者不斷加強對施工過程進行有效地監(jiān)督與管理，對頂管施工的路線與施工的工藝展開合理化的規(guī)劃與設(shè)計，進而確保頂管施工順利展開。