頂管技術(shù)在城市排水管道施工中的應(yīng)用

李江偉　王云朋

摘 要： 隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷地在加快，對(duì)城市給水管道的施工提出了更高的要求。在城市給水管道施工過(guò)程中不但會(huì)受到當(dāng)?shù)氐匦魏偷刭|(zhì)的影響，同時(shí)水文環(huán)境也會(huì)對(duì)給水管道的正常施工帶來(lái)一定程度的影響，并且在傳統(tǒng)的給水管道正常施工過(guò)程中會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐慕ㄖ⒌缆芬约肮苍O(shè)施造成不同程度的破壞。通過(guò)使用非開(kāi)挖施工技術(shù)能夠有效的避免這些問(wèn)題的發(fā)生，在非開(kāi)挖施工技術(shù)中頂管技術(shù)作為最重要的施工技術(shù)之一，在正常施工時(shí)不但不會(huì)對(duì)地面建筑、道路、以及公共基礎(chǔ)設(shè)施造成損壞，并且能夠加快給水管道施工的效率，在城市建設(shè)中有著廣泛的應(yīng)用。本文主要對(duì)頂管施工進(jìn)行了基本介紹，并且對(duì)給水管道施工中的頂管技術(shù)進(jìn)行了分析，頂管技術(shù)的正確應(yīng)用對(duì)促進(jìn)給水管道的正常施工以及城市化建設(shè)具有重要意義。

關(guān)鍵詞： 頂管技術(shù)；城市排水管道；施工；應(yīng)用

引言：作為非開(kāi)挖施工方法中的重要施工技術(shù)之一，頂管施工技術(shù)不但能夠避免對(duì)建筑物以及公共設(shè)施造成破壞，同時(shí)能夠減少施工過(guò)程中對(duì)地面交通產(chǎn)生影響，對(duì)保護(hù)城市土層以及維護(hù)市容具有重要作用。在城市給水管道建設(shè)過(guò)程中由于通常都是在人口較為密集以及交通比較繁忙的地區(qū)來(lái)進(jìn)行給水管道的建設(shè)，工程涉及的建筑范圍非常的廣泛，所以要加強(qiáng)頂管技術(shù)在給水管道施工中的應(yīng)用，從而在維護(hù)城市正常秩序以及環(huán)境的情況下保證給水管道施工的正常進(jìn)行。

一、頂管技術(shù)施工原理

頂管施工是一種新興的地下管道施工方法，它區(qū)別于盾構(gòu)施工，其最重要的特點(diǎn)是頂管施工不需要開(kāi)挖面層即可完成相應(yīng)的地下管線(xiàn)施工，頂管施工主要利用主頂油缸以及管道間、中繼間的推力，將工具管以及其他挖掘管道設(shè)備由工作井一直穿過(guò)土層推到接收井，將工具管以及挖掘管道設(shè)備吊起，緊隨其后的管道則埋設(shè)在兩井之間，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了非開(kāi)挖敷設(shè)地下管道的施工工藝。

二、頂管技術(shù)施工要點(diǎn)

1 工作坑施工

工作坑施工是頂管技術(shù)施工中的重點(diǎn)與難點(diǎn)，施工人員只有確保工作坑的質(zhì)量才能進(jìn)行后續(xù)工作。前期準(zhǔn)備工作是工作坑施工中必須進(jìn)行的，施工人員要確定施工環(huán)境可以滿(mǎn)足施工需求。進(jìn)行工作坑的正式施工首先需要根據(jù)城市排水建設(shè)需要和施工情況劃定工作坑的施工范圍，然后需要降低地下水位，以免出現(xiàn)地下水滲漏問(wèn)題影響施工效率和質(zhì)量，具體做法是在工作坑的4個(gè)角挖4口井，并用潛水泵降低水位?？傊?，施工人員應(yīng)排除影響工作坑施工質(zhì)量的各項(xiàng)因素。

2 頂進(jìn)過(guò)程操作及控制

頂管技術(shù)的適應(yīng)性是城市排水管道施工中必須注意的問(wèn)題，施工單位需加強(qiáng)頂進(jìn)過(guò)程的施工質(zhì)量。糾正管道在地下延伸時(shí)的偏差是頂進(jìn)過(guò)程中需嚴(yán)格控制的技術(shù)，目前我國(guó)主要使用三維動(dòng)態(tài)測(cè)量法控制頂管在頂進(jìn)過(guò)程中的偏移，不僅精確度和準(zhǔn)確度高，還可以對(duì)工作井中的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量和糾正。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，自動(dòng)測(cè)量控制系統(tǒng)在頂進(jìn)施工中也有了廣泛應(yīng)用，既可以糾正微小偏差，還可以對(duì)重要施工區(qū)域加以控制。注漿減阻是頂進(jìn)施工中較為重要的任務(wù)，高質(zhì)量的注漿減阻工作可以大大減小后續(xù)施工的低摩阻力，施工單位一般將膨潤(rùn)土作為減阻劑，配制漿液時(shí)不可忽略?xún)?chǔ)漿熟化步驟，另外開(kāi)頂時(shí)的注漿工作要嚴(yán)格遵循隨停隨止、隨頂隨開(kāi)的原則。

3 管接頭密封與密封材料

頂管在施工過(guò)程中任何管線(xiàn)都要承受很大的推力，因此保證頂管接頭的密封性具有重要作用。密封材料可以提高頂管接頭的密封性，施工中一般選擇中密實(shí)度纖維作為密封材料。但由于接頭使用了密封墊，導(dǎo)致應(yīng)力發(fā)生變化，施工人員需重新計(jì)算各項(xiàng)參數(shù)。中密實(shí)度纖維在多次循環(huán)使用時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)負(fù)荷壓力性能前后差別較大的問(wèn)題，施工人員應(yīng)對(duì)這一現(xiàn)象加以重視。

三、頂管技術(shù)在工程中的具體運(yùn)用

1 糾偏

管道在頂進(jìn)的過(guò)程中，會(huì)受到土壤的阻力發(fā)生偏移。頂進(jìn)設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中， 會(huì)產(chǎn)生一定的偏心力，同樣也會(huì)導(dǎo)致管道發(fā)生偏移。一般來(lái)說(shuō)，管道頂進(jìn)的偏差不得超過(guò)10毫米，所以，頂管技術(shù)必須采取一定的手段來(lái)糾正頂進(jìn)過(guò)程中出現(xiàn)的偏差，確保管道位置與設(shè)計(jì)要求相符。如果管道頂進(jìn)的偏差比較大，就要對(duì)頂進(jìn)的管道端口采取一定的措施，加強(qiáng)管道端口的反向力矩，通過(guò)反向力矩的作用將管道慢慢移動(dòng)到正確的位置。在糾偏的過(guò)程中，要遵循多糾正、小幅度糾正的原則。如果糾正的力矩過(guò)大，就會(huì)造成管道位置再次出現(xiàn)偏差，這就需要工作人員多多加以注意，把握扭曲力矩的大小。

2 頂管出洞

頂管出洞就是頂管的機(jī)頭和第一節(jié)管道從工作井當(dāng)中穿過(guò)土壤，通到接收井的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，最容易出現(xiàn)的兩個(gè)問(wèn)題就是管道的變形和線(xiàn)路的偏移管道在穿越土壤的過(guò)程中，要承受土壤的巨大壓力，機(jī)械設(shè)備也會(huì)對(duì)管道產(chǎn)生一定的作用力，就會(huì)造成管道發(fā)生變形或者偏離設(shè)計(jì)路線(xiàn)。為了防止這些現(xiàn)象，要在頂管出動(dòng)洞的時(shí)候采取一些措施，比如預(yù)先在頂管出洞的位置加墊下跌角，這樣就可以保證頂管的坡度符合設(shè)計(jì)要求。

3 減阻

在一些線(xiàn)路比較長(zhǎng)的施工區(qū)域中，管道長(zhǎng)期處于土壤當(dāng)中，不僅要承受土壤內(nèi)部的壓力，對(duì)管道形成摩擦，阻礙管道的頂進(jìn)，還會(huì)受到土壤當(dāng)中的物質(zhì)腐蝕，發(fā)生質(zhì)量上的變化。所以，對(duì)于施工線(xiàn)路比較長(zhǎng)的管道施工區(qū)域，要使用一些潤(rùn)滑劑，將管道外部與土壤隔離開(kāi)，減少土壤對(duì)管道造成的阻力，降低頂進(jìn)設(shè)備的工作壓力。觸變泥漿就是一種常用的潤(rùn)滑劑。在管道頂進(jìn)的過(guò)程中，既可以在頂管機(jī)頭的尾部進(jìn)行壓漿，也可以在中繼站進(jìn)行壓漿。通過(guò)這樣的方式，能夠減少觸變泥漿的流失，提高觸變泥漿的利用率，延長(zhǎng)管道的使用壽命。觸變泥漿的使用量多少與管道的直徑大小和線(xiàn)路的長(zhǎng)短都有關(guān)。如果線(xiàn)路比較短，則可以只在頂管機(jī)頭的尾部進(jìn)行壓漿。

4 穿墻

排水管道在施工當(dāng)中，不可避免地會(huì)穿越墻體。為了保證土壤和墻體的強(qiáng)度，在管道穿墻的過(guò)程中一定要保持比較快的穿墻速度。這樣就能夠保持土壤掉落的穩(wěn)定力度，不破壞土壤結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。在管道穿墻施工之前，可以注人一些混凝土來(lái)加強(qiáng)土壤的穩(wěn)固程度。在管道穿墻時(shí)，首先打開(kāi)墻體的門(mén)板，然后通人工具管，實(shí)行止水措施，避免地下水滲漏。還可以利用耐磨、柔韌的橡膠圈來(lái)進(jìn)行止水，避免管道穿墻時(shí)水流不止，影響土壤和墻體的穩(wěn)固程度。

5接頭密封

頂管接頭的密封材料選擇很重要。頂管在施工過(guò)程中承受巨大的壓力，如果密封材料選擇不慎，頂管的質(zhì)量就會(huì)大大降低。頂管接頭的密封材料主要有粗紙板、膠合板、中密度纖維等。理論上來(lái)講，材料的厚度越大，密封性也就越好，但是應(yīng)力也會(huì)比較集中。所以，在選擇接頭的密封材料時(shí)，要考慮到接頭的角度和受到應(yīng)力的大小。另外，密封材料在多次循環(huán)使用后性能會(huì)發(fā)生顯著下降，需要定期進(jìn)行更換。

四、結(jié)語(yǔ)

總而言之，在給水管道的施工過(guò)程中頂管技術(shù)的有效應(yīng)用，不但能夠減少施工對(duì)周?chē)h(huán)境的影響，還能有效提高施工效率，在未來(lái)的城市化建設(shè)中，擁有著很大的發(fā)展空間。頂管技術(shù)的應(yīng)用為城市排水工程建設(shè)提供了極大幫助，也為施工企業(yè)的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，提高了施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

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