頂管技術(shù)在城市給水管道施工中的應(yīng)用

王建國(guó)

【摘要】隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，市政給水工程建設(shè)數(shù)量也逐步增多，在施工過(guò)程中越來(lái)越廣泛的應(yīng)用到頂管施工技術(shù)，為市政給水工程建設(shè)的成功發(fā)揮了重要的作用。為保證施工質(zhì)量，提高頂管技術(shù)的施工效果，在施工過(guò)程中一定要嚴(yán)格把握每一個(gè)要點(diǎn)。在市政給水工程施工過(guò)程中，頂管施工技術(shù)的應(yīng)用，能夠使施工作業(yè)面轉(zhuǎn)移到地面以下，不僅保障了施工過(guò)程中的人員安全，也最大程度的減小了施工對(duì)交通的影響。頂管施工技術(shù)具有專業(yè)性強(qiáng)，對(duì)施工人員素質(zhì)要求高的特點(diǎn)。因此在工程施工以前，一定要做好施工現(xiàn)場(chǎng)考察工作，為選線作準(zhǔn)備。施工過(guò)程中，也一定要做好監(jiān)督管理工程，保證科學(xué)合理的實(shí)施頂管技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】頂管技術(shù)；城市給水；管道施工；應(yīng)用

林州市自來(lái)水公司擔(dān)負(fù)著城區(qū)和經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)的供水，供水面積為56平方公里，DN100以上供水管網(wǎng)長(zhǎng)度為335公里，在日益發(fā)展的城市供水管網(wǎng)建設(shè)工作中，非開(kāi)挖施工方法顯得尤為重要，我公司應(yīng)用頂管施工技術(shù)十余年，頂管口徑由DN100到DN800，頂管管材采用PE管、鋼制管材，頂管累計(jì)長(zhǎng)度4.2公里，通過(guò)實(shí)踐積累了不少經(jīng)驗(yàn)。頂管不但能夠避免對(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。

1、頂管施工概述

通過(guò)頂進(jìn)設(shè)備的推力來(lái)克服管道與土壤之間的摩擦力，從而按照設(shè)計(jì)坡度來(lái)將管道正確的放置在土層中，這種埋設(shè)管道的技術(shù)就稱為頂管施工。在進(jìn)行頂管施工的過(guò)程中，需要將主頂油缸以及中繼間和管道間的推力利用起來(lái)，以利于工具管從工作坑內(nèi)的土層穿過(guò)，進(jìn)入到接受坑內(nèi)進(jìn)行起吊，然后再將管道在兩坑之間進(jìn)行埋設(shè)。相對(duì)與盾構(gòu)施工技術(shù)，頂管施工作為當(dāng)前應(yīng)用比較廣泛的一種給水管道施工技術(shù)，不用將面層開(kāi)挖就可以進(jìn)行地下管道的鋪設(shè)，所以無(wú)論在公路、鐵路以及河流或是建筑物下進(jìn)行給水管道施工，都能夠有效的完成管道鋪設(shè)工作。頂管施工技術(shù)在國(guó)內(nèi)起步比較落后，近些年來(lái)隨著我國(guó)建筑行業(yè)的快速發(fā)展以及城市化進(jìn)程的加快，隨著頂管施工技術(shù)的應(yīng)用不斷增加，使國(guó)內(nèi)頂管施工技術(shù)的某些方面已經(jīng)逐漸的進(jìn)入了國(guó)際一流水平行列。并且國(guó)內(nèi)的城鎮(zhèn)化進(jìn)程依然在加速發(fā)展著，所以在未來(lái)頂管施工技術(shù)仍然存在著非常大的發(fā)展空間。在頂管施工技術(shù)發(fā)展中比較突出問(wèn)題是國(guó)家區(qū)域經(jīng)濟(jì)沒(méi)有得到均衡發(fā)展從而導(dǎo)致頂管施工機(jī)械設(shè)備的相對(duì)落后，并且投入到頂管施工行業(yè)中的人才非常的少，從而極大的影響了頂管技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，但是作為非開(kāi)挖施工技術(shù)的重點(diǎn)技術(shù)之一頂管施工在我國(guó)依然具有良好的發(fā)展前景。

2、頂管施工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與不足

頂管施工技術(shù)與開(kāi)挖法相比具有其不可比擬的自身優(yōu)勢(shì)。頂管施工技術(shù)只需要進(jìn)行工作坑和接收坑的挖掘，因此不會(huì)對(duì)交通造成大的影響，市政給水工程車輛能夠順利通行于施工現(xiàn)場(chǎng)，且更地保障了施工過(guò)程中的安全。且頂管施工只需要挖去管道斷面位置的土層，因此施工任務(wù)少，大大減少了工程量，將施工對(duì)周圍建筑所造成的破壞降到最低，符合安全文明施工的各要求，達(dá)到節(jié)約人工費(fèi)、機(jī)械費(fèi)等施工成本的目的。但是頂管施工技術(shù)在操作過(guò)程中也還存在著不完善的地方，在施工過(guò)程中，由于其施工曲率半徑小，可能會(huì)造成多種曲線組合重疊到一直，從而使施工難度加大，對(duì)工程建設(shè)造成不利影響。且在施工穿越軟土層時(shí)，對(duì)施工質(zhì)量往往做不到精準(zhǔn)控制，容易發(fā)生較大的念頭，使施工控制難度加大，目前對(duì)這種偏差的控制還沒(méi)有較好的解決辦法。而如果忽視這種偏差不改進(jìn)措施，便會(huì)造成管道不均勻沉降，使工程質(zhì)量得不到保障。

3、頂管施工技術(shù)要點(diǎn)

頂管施工工程中有定位儀追蹤鉆頭的方向和深度，根據(jù)施工的長(zhǎng)度取管線的節(jié)點(diǎn)，施工完畢后繪制好坐標(biāo)深度剖面圖，以便日后其他管線施工聯(lián)系本部門時(shí)給予出具給水管道的線路深度圖，避免其頂管施工鉆到給水管道造成施工事故。頂管施工嚴(yán)格控制落實(shí)施工技術(shù)措施，把握施工技術(shù)要點(diǎn)對(duì)于頂管施工技術(shù)的成功至關(guān)重要，因此在實(shí)際的施工過(guò)程中，一定要根據(jù)頂管施工建設(shè)的需要及市政給水工程的基本情況，對(duì)頂管施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行嚴(yán)格的把控。

3.1現(xiàn)場(chǎng)勘查工作

進(jìn)行施工前，一定要仔細(xì)考察頂管施工現(xiàn)場(chǎng)的交通路線及人流、車流情況。與相關(guān)部門進(jìn)行溝通，必要時(shí)安排專門的人員進(jìn)行交通的指揮，避免對(duì)交通運(yùn)行情況造成影響；還要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)及其附近的排水系統(tǒng)的基本情況進(jìn)行調(diào)查，避開(kāi)原有的給水管道，從而設(shè)計(jì)出最有利的排水管道線路，在施工時(shí)，根據(jù)需要設(shè)置臨時(shí)的排水管道，將污水排出施工現(xiàn)場(chǎng)；此外還要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)供水、煤氣、電力及通訊管道進(jìn)行定位，并標(biāo)示出其具體位置，做好臨時(shí)搬遷或關(guān)停方案；對(duì)現(xiàn)場(chǎng)附近的建筑結(jié)構(gòu)基本形式展開(kāi)摸底調(diào)查，做好相應(yīng)的防護(hù)措施。

3.2頂管施工技術(shù)準(zhǔn)備

相關(guān)部門一定要本著認(rèn)真謹(jǐn)慎的態(tài)度進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)地考察，了解施工現(xiàn)場(chǎng)土層的力學(xué)參數(shù)及物理性質(zhì)等指標(biāo)；掌握巖層及砂層的細(xì)度、抗剪強(qiáng)度及級(jí)配等基本情況；了解地下水的來(lái)源及其變化情況。對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的基本情況進(jìn)行了實(shí)地考察后，便可在此基礎(chǔ)上進(jìn)行相關(guān)的技術(shù)準(zhǔn)備工作，設(shè)計(jì)出最合理的施工方案，對(duì)相關(guān)施工人員的權(quán)限及職責(zé)進(jìn)行明確，對(duì)頂進(jìn)路線進(jìn)行合理的安排，做好技術(shù)管理與監(jiān)督工作，有效落實(shí)施工技術(shù)措施，奠定好市政頂管施工的基礎(chǔ)。

3.3頂管路線確定和井位設(shè)計(jì)

頂進(jìn)距離要根據(jù)設(shè)備條件及施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境進(jìn)行確定，從而保證頂管施工工作的有效進(jìn)行。由于工作井的相對(duì)較高，因此在滿足施工要求的前提下，進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)，要盡量減少工作井的數(shù)量。在施工過(guò)程中，可以采用安排往兩個(gè)方向頂進(jìn)的方式進(jìn)行路線設(shè)計(jì)的優(yōu)化。施工時(shí)可采取明挖的方式，從而有效避開(kāi)不利于頂進(jìn)的土層。設(shè)計(jì)頂進(jìn)路線時(shí)，盡量避開(kāi)樹(shù)木及建筑物，保證頂進(jìn)路線不會(huì)受到阻礙，從而減小頂進(jìn)施工過(guò)程中的不利影響，有效的控制工程質(zhì)量。

3.4頂力確定和管材施工

頂力大小的確定需要考察多種因素，如設(shè)備形式、管材形式、土層變化、機(jī)頭切削形式、工作井形式、注漿壓力及頂進(jìn)速度等，一旦忽視任意一項(xiàng)內(nèi)容，便可能對(duì)施工造成很大的阻礙。進(jìn)行施工時(shí)首先要建立三維模型，從而綜合全面的展現(xiàn)出多方面的系統(tǒng)參數(shù)，對(duì)頂進(jìn)施工中各結(jié)構(gòu)的受力情況進(jìn)行認(rèn)真分析，從而確定管材的設(shè)計(jì)，如鋼筋布置、端部和細(xì)部處理、配筋量及混凝土強(qiáng)度的確定等，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)水平，管材的設(shè)計(jì)往往還要根據(jù)軸心受辱柱的情況來(lái)確定，并要綜合考慮管道的局部應(yīng)力和偏心受壓情況，要施工過(guò)程中，一定要注意安全系數(shù)的保留，從而保證工程的質(zhì)量與效果。

4、頂管施工技術(shù)應(yīng)用流程

4.1穿墻

穿墻是指將墻悶板打開(kāi)然后頂出工具管至井外并將止水裝置安裝的過(guò)程。首先在穿墻管內(nèi)填紙筋粘土和土，以保證穿墻管能夠擁有暫時(shí)性的阻水擋土效果，要注意將穿墻管內(nèi)的紙筋凝土夯實(shí)；然后對(duì)穿墻管的外圍采取注漿措施進(jìn)行固結(jié)，從而保證工具管穿墻施工前，穿墻孔外圍附近土體的穩(wěn)定和強(qiáng)度達(dá)標(biāo)；對(duì)穿墻施工前會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行預(yù)分析有利于處理計(jì)劃和措施的及時(shí)制定和實(shí)施；在打開(kāi)悶板之后要將工具管迅速推進(jìn)，推進(jìn)過(guò)程中要做好穿墻止水工作。

4.2頂管出洞

頂管機(jī)從第一節(jié)管子中破除工作井洞口進(jìn)入土層中的過(guò)程指的就是頂管出洞。在頂管出洞的施工過(guò)程中，施工人員要時(shí)刻注意管子受力情況，避免出現(xiàn)受力過(guò)大從而導(dǎo)致安全事故的產(chǎn)生。為了確保管子出洞過(guò)程的順利一般都是利用工具管進(jìn)行處理，并且在出洞過(guò)程中對(duì)頂進(jìn)和接受工作井的外側(cè)都會(huì)采取注漿措施來(lái)對(duì)土體進(jìn)行加固，來(lái)確保出洞的安全。（下轉(zhuǎn)第頁(yè)）

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4.3注漿減阻

在頂管施工過(guò)程中通常會(huì)采取注漿措施來(lái)將管材和土壤之間的阻力減小，使用的注漿材料主要是水和膨潤(rùn)土。在水與膨潤(rùn)土充分混合以后會(huì)形成一種潤(rùn)滑層，將這種混合材料使用到管材外部和土壤之間能夠?qū)⒐芄?jié)的推進(jìn)摩擦力有效的進(jìn)行降低，從而將管子的推進(jìn)距離延長(zhǎng)，并且能夠起到保護(hù)管壁的作用，

4.4頂進(jìn)糾偏

在頂管發(fā)生偏移時(shí)會(huì)導(dǎo)致管子無(wú)法合攏，需要采取糾偏措施。具體的糾偏措施有超挖、頂木和千斤頂三種糾偏方法。在偏差較小在1-2cm時(shí)可以采用超挖糾偏，通過(guò)在偏移一側(cè)進(jìn)行反挖來(lái)使管子回正；當(dāng)偏差超過(guò)2cm時(shí)可以使用頂木糾偏，主要是通過(guò)將圓木頂在管子發(fā)生偏移的另一側(cè)管壁上，另外一段則是斜撐在有鋼板的管前土壤上，頂進(jìn)過(guò)程中會(huì)斜支撐會(huì)有阻力產(chǎn)生利于頂管回正；千斤頂糾偏和頂木糾偏方法沒(méi)有太大差異，只是在頂木上利用千斤頂強(qiáng)行校正管子。

結(jié)論：

在整個(gè)市政給水工程中，一定要高度重視頂管施工技術(shù)的重要作用，制定出科學(xué)合理的施工方案，保證各環(huán)節(jié)的技術(shù)措施嚴(yán)格落實(shí)，只有這樣才能保證工程質(zhì)量及效果。因此在頂管施工過(guò)程中，一定要做好施工管理工作，根據(jù)實(shí)際情況制定相關(guān)的技術(shù)質(zhì)量管理對(duì)策，做好每一環(huán)節(jié)的驗(yàn)收管理工作，如施工進(jìn)度、材料選擇及工序等。只有將各項(xiàng)施工技術(shù)對(duì)策落實(shí)到位，才能保證頂管施工管理水平的提高，保障市政給水工程的建設(shè)質(zhì)量和效益。

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