簡析市政給排水工程建設(shè)中的頂管施工

蔣登科 楊帥

摘 要：市政給排水管道工程建設(shè)中的頂管施工不受惡劣氣候影響；并且應(yīng)用頂管技術(shù)施工不開挖地面，沒有大量的拆遷工作要做，所以其在施工中具有安全性好、確保施工進(jìn)度、經(jīng)濟(jì)成本低和環(huán)境效益高等特征；同時(shí)頂管技術(shù)拋棄了傳統(tǒng)的長距離、大面積的線狀施工形式，而采用小面積的、點(diǎn)狀的施工形式，因而運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)在地表進(jìn)行管道施工時(shí)的動(dòng)土面積很小，它對(duì)地面植被和綠地設(shè)施的影響基本上可以忽略不計(jì)?；诖?，本文概述了頂管施工技術(shù)，闡述了頂管施工的類型及其工藝流程，對(duì)市政給排水工程建設(shè)中的頂管施工進(jìn)行了簡要分析。

關(guān)鍵詞：頂管施工技術(shù)；類型；工藝流程；市政給排水工程；施工要點(diǎn)

市政給排水工程是市政基礎(chǔ)設(shè)施工程中的重要內(nèi)容，其應(yīng)用頂管施工技術(shù)，可以提高施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，并且從根本上改變了城市管網(wǎng)工程亂開亂挖現(xiàn)象。為了提高給市政排水工程施工質(zhì)量，在頂管施工過程中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵守施工的技術(shù)規(guī)范和設(shè)計(jì)規(guī)范，從而確保市政給排水工程質(zhì)量。

一、頂管施工技術(shù)的概述

市政給排水管道工程建設(shè)過程中，如果管道直徑大于500mm時(shí)，同時(shí)在施工現(xiàn)場無法采用明溝開挖的形式進(jìn)行管道敷設(shè)、管道敷設(shè)沿線無其他建筑基礎(chǔ)，即可采用頂管施工技術(shù)。頂管施工技術(shù)又稱為非開挖管道敷設(shè)技術(shù)，是一項(xiàng)被廣泛應(yīng)用于市政給排水管道施工的非開挖掘進(jìn)式管道敷設(shè)技術(shù)。采用頂管技術(shù)敷設(shè)管道，不需要在地面進(jìn)行大面積開挖，可以穿過地面建筑結(jié)構(gòu)和地下管線，能夠深入地下進(jìn)行施工作業(yè)。同傳統(tǒng)的開挖埋管技術(shù)相比，頂管技術(shù)施工范圍較小，施工過程中產(chǎn)生的噪音較小，同時(shí)對(duì)周圍的環(huán)境影響較小。頂管施工技術(shù)具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，能夠適應(yīng)不同的施工條件、地質(zhì)和體形環(huán)境，并且具有施工安全和高效等特點(diǎn)。頂管施工技術(shù)是將施工面從線轉(zhuǎn)換為點(diǎn)，而后進(jìn)行的垂直地面工作，具有施工效率高、無污染的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛采用。

二、頂管施工的主要類型及其工藝流程

市政排水管頂管施工主要有開放型和密封型兩種方式，其中頂管施工密封型的應(yīng)用最為廣泛，并可分為頂管土壓式推進(jìn)法、頂管泥水式推進(jìn)法和頂管泥濃式推進(jìn)法。具體形式為：（1）頂管土壓式推進(jìn)法。該方法主要是采用向工作間的切削倉內(nèi)注入一定比例的混合材料，使其充滿整個(gè)泥倉的方法來平衡正面土壓力和地下水壓力；施工推進(jìn)中并不需要泥漿泵等輸送混合材料的設(shè)備，整套施工推進(jìn)機(jī)器造價(jià)低廉；不需要對(duì)泥漿進(jìn)行處理，整體推進(jìn)頂管施工的成本較低。土壓式推進(jìn)工法選用的頂管掘進(jìn)機(jī)一般為單刀或多刀盤土壓平衡掘進(jìn)機(jī)。土壓式推進(jìn)工法適用的施工管徑一般在φ1000～3000毫米之間。（2）頂管泥水式推進(jìn)法。通過使用刀盤掘進(jìn)機(jī)并用科學(xué)設(shè)計(jì)的頂速來平衡正面土壓力，調(diào)節(jié)循環(huán)水壓力用以平衡地下水壓力。該工藝的施工特點(diǎn)：在頂管施工過程中施工不間斷，施工速度較快，且不需要特別的改良地基或降水處理，地表沉降小。（3）頂管泥濃式推進(jìn)法。該工藝采用二次注漿處理，不僅能在很大程度上消減與地層間的摩擦阻力，還能順利排出粒徑為頂管直徑1/3的礫石等廢棄物，保證頂管施工的順利進(jìn)行，較適用于城市排水管長距離頂管推進(jìn)施工。該頂管推進(jìn)方法在頂管施工過程中，將地下的土、礫石等廢棄物分成兩部分通過不同的方式輸送至地表后再外運(yùn)處理。該工藝除巖石外所有土質(zhì)條件均可適用。頂管施工工藝流程為：挖掘工作坑，制作頂管的混凝土管、組裝混凝土管、油泵頂進(jìn)、出泥、管道貫通、拆工具管、砌檢查井、回填。

三、市政給排水工程建設(shè)中的頂管施工分析

1、合理選擇頂進(jìn)管。具體表現(xiàn)為：（1）頂管長度選擇分析。給排水施工過程中，選擇頂管的長度對(duì)于工程的控制性和經(jīng)濟(jì)效益都具有重大影響。在垂直推頂?shù)那闆r下，固然使用較長的頂管可以取得較好的施工效果，但由于長度逐漸增加，容易導(dǎo)致頂進(jìn)路線同原定頂進(jìn)路線產(chǎn)生偏差，而難以進(jìn)行恢復(fù)；頂管長度較短時(shí)，在頂管施工的頂進(jìn)過程中，容易將鋼管擠入周圍的土層中，導(dǎo)致頂進(jìn)線路彎曲，無法確保頂管頂進(jìn)的控制性。因此，為確保管道敷設(shè)工程質(zhì)量，科學(xué)、合理選擇頂進(jìn)管道的長度是重要基礎(chǔ)。一般情況下，可以根據(jù)管口直徑來制定頂管長度，具體為：頂進(jìn)管道長度和頂管直徑的比值等于或超過2.1時(shí)，選擇長管；頂進(jìn)管道長度和頂管直徑的比值等于1.15時(shí)，選擇標(biāo)準(zhǔn)長度的頂進(jìn)管；頂進(jìn)管道長度和頂管直徑的比值小于或等于1.1時(shí)，選擇短管。（2）頂進(jìn)管直徑選擇分析。要根據(jù)施工需要和工程性質(zhì)來確定頂進(jìn)管的直徑，根據(jù)頂進(jìn)管所承受的壓力來確定頂進(jìn)管的厚度和配筋及外徑。由于管道敷設(shè)施工時(shí)，需要挖土工人的密切配合，因此一般情況下需要選擇直徑為500mm以上的頂進(jìn)管。

2、市政給排水管道工程建設(shè)中的頂管施工要點(diǎn)分析。市政給排水管道建設(shè)應(yīng)用頂管施工技術(shù)時(shí)，需要在管道分段之間設(shè)置作業(yè)井和接收井，采用頂進(jìn)機(jī)械設(shè)備將預(yù)制構(gòu)造物逐步頂進(jìn)路基形成涵洞、交叉通道。推動(dòng)頂管機(jī)頭進(jìn)入路基，利用頂管機(jī)機(jī)頭引導(dǎo)管材緩慢向前推進(jìn)，通過作業(yè)井將多余土方排除至路面，完成給排水管道敷設(shè)工作。（1）頂管井施工要點(diǎn)分析。頂管井主要分為作業(yè)井和接收井。頂管井一般為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，分為單孔井和單排孔井。單排孔井主要為矩形、單孔井為圓形、矩形和正方形。圓形的頂管井受力效果最為理想，而矩形的單排孔井受力較差。在管道敷設(shè)工程施工過程中，需要根據(jù)實(shí)際情況來布置接收井和作業(yè)井。（2）頂管施工過程中的要點(diǎn)分析。第一、穿墻要點(diǎn)。穿墻是將穿墻悶板打開，使用管推工具推出井外，從而安裝有效的止水裝置。在穿墻施工過程中，為了確保良好的止水效果，需要利用粘土和水泥混合后形成強(qiáng)度不是很高的填充物填充到穿墻管中，穿墻前在墻管外進(jìn)行注漿加固操作，確保穿墻管周圍土層的強(qiáng)度。打開悶板后，要立即進(jìn)行工具管的推進(jìn)工作，并同時(shí)做好止水工作。一般可以采用法蘭加壓板的止水方法，此外也可采用夯實(shí)過的紙筋粘土作為填充物。第二、頂管出洞要點(diǎn)。頂管出洞發(fā)生在頂管設(shè)備進(jìn)入土層之后，是頂管施工過程中的重要工序。由于在頂管頂進(jìn)過程中，容易出現(xiàn)管線偏移等情況，因此需要在工具管下設(shè)置一個(gè)支撐。要隨時(shí)留意工具用管的調(diào)零，及時(shí)糾正工具管的下跌或偏移。第三、注漿減小阻力要點(diǎn)。為了降低頂進(jìn)管頂進(jìn)阻力、緩解頂管過程中出現(xiàn)的地面下沉問題，需要在壓住觸變泥漿而在管道附件形成保護(hù)層。施工過程中，頂管頂進(jìn)的同時(shí)，完成頂進(jìn)機(jī)頭尾部的注漿工作，同時(shí)為了滿足泥漿損耗，需要在混凝土管道合適的位置進(jìn)行補(bǔ)漿操作。第四、頂管校正要點(diǎn)。給排水管道頂管施工過程中，經(jīng)常容易出現(xiàn)頂管偏離軸線的問題，出現(xiàn)此類問題需要及時(shí)對(duì)頂管進(jìn)行校正。頂管校正操作具體方法為：采用校正千斤頂?shù)亩瞬孔呦蜻M(jìn)行修訂，通過小角度、緩慢修正，將偏離的管線恢復(fù)到預(yù)定頂進(jìn)位置上，進(jìn)而按照預(yù)定頂進(jìn)路線進(jìn)行管道頂進(jìn)施工。

結(jié)束語

綜上所述，市政給排水工程建設(shè)是城市建設(shè)的重要內(nèi)容，在市政給排水管道工程施工過程中，合理運(yùn)用頂管施工技術(shù)具有較好的社會(huì)效益和較低的施工成本，不會(huì)給施工場地造成較大破壞，施工范圍較小，對(duì)周圍環(huán)境影響較小，因此對(duì)市政給排水工程建設(shè)中的頂管施工進(jìn)行分析具有重要意義。

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