市政給排水施工中長距離頂管施工技術的應用

朱巧霞

摘 要：作為一種常見的地下管道施工技術，頂管施工無須面層開挖，且能由公路、地下構(gòu)筑物等穿越。在我國城市建設快速發(fā)展的今天，非開挖鋪設管道技術應用愈加廣泛。該技術的優(yōu)點在于不阻礙交通、拆遷量少且對附近環(huán)境影響小等。將長距離頂管技術用于市政給排水施工，可有效提升工程質(zhì)量，延長工程使用壽命。為此，本文在全面了解頂管施工基本原理的前提下，對市政給排水施工中長距離頂管施工技術要點進行了分析與探究。

關鍵詞：市政給排水；長距離頂管；技術要點

中圖分類號：TU992 文獻標志碼：A

近年來，隨著社會的快速發(fā)展，國民經(jīng)濟不斷提升，日益復雜的城市規(guī)劃給基礎設施維護提出了更高的要求。由于受施工場地以及現(xiàn)場環(huán)境的影響，管道鋪設無法開挖會直接影響施工的順利進行。應運而生的頂管施工技術不但能夠使土地資源得到有效利用，而且能夠給人們?nèi)粘３鲂刑峁┍憷?，其意義重大。通過使用頂管施工技術，不但使地面亂挖現(xiàn)象大幅減少，而且不會阻礙交通的正常運營，另外能夠有效保護環(huán)境。

1 頂管施工的基本原理

手掘式頂管、氣壓平衡頂管、土壓平衡頂管等都屬于頂管施工的主要類型。無論何種施工工藝，都需利用一定推力，如主頂油缸、管道間中繼間等，將掘進機由工作井內(nèi)向土層穿越，直至推向接受井內(nèi)并將其吊起。除此之外，需在兩個坑間范圍內(nèi)埋設掘進機后方的管道。當前頂管施工應用較為廣泛，且具有較為成熟的技術。在不斷提高環(huán)保要求的今天，要求盡可能地降低頂管施工對附近環(huán)境的影響，進而長距離頂管得到了廣泛應用，一次頂進百米極為普及，甚至頂進距離可達到千米左右。因外部環(huán)境很少會影響到頂管施工技術的應用，其具有較高的安全性、較好的經(jīng)濟性以及良好的環(huán)保功能，特別是在大型管子的管網(wǎng)建設中能夠充分體現(xiàn)。現(xiàn)如今，在國內(nèi)市政給排水施工中，頂管施工技術得到廣泛認可和應用。

2 工程概況

某頂管段總長度為3200m，分兩段施工。其中E至F工作井中心里程為K0+747～K2+927，總長度為2180m，屬于直線頂管，選取頂管機（1臺）從E頂進F工作井，并在F工作井吊出，2164.3m為一次頂進距離，屬于超長距離直線頂管。F至擴散器段的里程為K2+927～K3+947，總長度為1020m，屬于直線頂管，選取頂管機（1臺）從F頂進擴散器段。

選取DN2000鋼管作為頂管管材，20mm為其壁厚，-21.5m為管道底部標高，頂管全線縱向都屬于平坡，頂管需從中砂、粉質(zhì)黏土層穿越，12m～19m為管道覆蓋土層厚度。

3 市政給排水施工中長距離頂管施工技術要點

在充分掌握頂管施工基本原理的同時，應結(jié)合施工實際情況，規(guī)范長距離頂管施工工藝，以此進一步提高市政工程整體質(zhì)量。具體施工技術要點如下：

3.1 頂管出洞

由工作井內(nèi)導軌上將頂管機頭向工作井前壁預留洞內(nèi)推進，且由前墻穿過向井外土層內(nèi)進入，該過程即被稱為頂管出洞。作為整個頂管施工的重要內(nèi)容，頂管出洞的合理控制，才保證頂管施工質(zhì)量。根據(jù)施工現(xiàn)場實際情況，預留進出洞口選取地下連續(xù)墻預埋鋼盒，且在洞口前與頂進方向相鄰的連續(xù)墻外邊線進行止水幕墻設置，其尺寸為厚2000mm、寬8000mm。

出洞前期，相比頂管附近摩擦力+導軌間摩擦力，頂管機正面主動土壓力較大，這種情況下將有頂管機反彈現(xiàn)象產(chǎn)生，導致頂管前方土體產(chǎn)生坍塌質(zhì)量問題，進而影響頂管機再次推進施工。基于此，需將一條工字鋼分別設置到洞口兩側(cè)與地面平行位置，如主頂千斤頂即將回縮加頂鐵時，需保證兩條工字鋼都能焊牢于第一個頂鐵，隨后進行千斤頂回收，避免出現(xiàn)反彈現(xiàn)象。

3.2 正常頂進

完成管道出洞后，即可進行頂進施工。管道向前頂進的推力主要利用后座主頂油泵、主頂千斤頂產(chǎn)生，在推進管節(jié)過程中，經(jīng)高壓水槍沖洗落下的土體可向工具管泥水倉內(nèi)流入，隨后利用排泥管道向機頭外排除，并抽到地面位置。緊隨機頭分節(jié)向前推進管節(jié)，最終滿足設計要求。通常在每分鐘20mm～50mm合理控制頂進前期速度，隨后按照每分鐘50mm～150mm控制正常頂進速度。頂進管道允許偏差見表1。

3.3 注漿

壓觸變泥漿是頂進施工的主要工作內(nèi)容，以此降低頂進阻力。一道觸變泥漿注漿孔可間隔10m進行鋼管布設，共8個，孔直徑為25mm，設置角度為45°。按照注漿孔所在位置，構(gòu)成螺絲孔，且將一塊鋼板（3mm）加設到孔外側(cè)，以此實現(xiàn)泥漿有效擴散至管壁，避免堵塞注漿口，隨后進行注漿管安裝。注漿施工應先進行造漿靜置一段時間，隨后進行注漿，注漿時需逐步進行頂管推進，頂管停頂后，即可停止注漿。相比管道外圍環(huán)形空隙，壓漿量為其1.5～2倍，按照管頂水壓力合理確定壓注壓力。

3.4 鋼管施工

嚴格按照國家標準規(guī)定合理確定焊條質(zhì)量，要求焊條干燥。選取交流電焊機作為焊接的設備，11.3mm為環(huán)縫長度，選取兩臺焊機用于內(nèi)環(huán)縫，3臺焊機用于外環(huán)縫，所需焊接施工共6h。完成接頭焊接后，可根據(jù)設計需求進行檢測，直到質(zhì)量合格，隨后進行干型防腐涂料涂抹。6m為各節(jié)鋼管長度，17t為其重量，吊放選取的吊車重量為50t。鋼管應對齊其連接的鋼管，確保兩管軸線在同一直線上。

3.5 頂管進洞處理

由于該工程無接收井，相比設計位置，頂進相距1000mm～5000mm時，即可將水沖吸泥系統(tǒng)暫停，提高工具機頭前的土壓力，保證工具管腹腔內(nèi)充分擠入土層，待引水鋼管向設計位置頂進后，需將工具機頭全部設備去除，并將泥漿管封閉好，隨后將工具機頭和第一節(jié)鋼管剛性聯(lián)結(jié)去除，即可進行下階段施工。

4 市政給排水施工中長距離頂管施工監(jiān)測

根據(jù)工程實際情況，地層以淤泥質(zhì)土為主，為提高工程施工質(zhì)量，保證施工安全，必須進行施工安全監(jiān)測系統(tǒng)的建立，對施工地層變形、地下水位變化情況進行實時觀測，通過監(jiān)測信息的合理利用，用于施工過程指導，且及時找出安全隱患，采取切實可行的措施予以遏制，嚴防安全事故產(chǎn)生。地層水平位移及地層垂直位移監(jiān)測是監(jiān)測的主要類型。選取測斜管進行地層水平位移觀測監(jiān)控，選取地面沉降法作為地層垂直位移監(jiān)測，觀測過程應與頂管施工合理配置，確保施工質(zhì)量。根據(jù)施工現(xiàn)場具體條件，可將兩組觀測點設置到頂管頂進軸線周圍，以此觀測地層水平位移、垂直位移，以此充分掌握頂進速度、出土速度影響附近土層的程度。各組設置測斜管1條、沉降觀測點1個。各組與頂管前進方向垂直布設，可看作一個剖面。第一個剖面在與工作井相距5m處布設，第二個剖面距離第一剖面5m。除此之外，還需將一個側(cè)移變形、沉降觀測點分別設置到4段引水泵房前池進口洞1m位置。該項監(jiān)測共有測斜管及沉降觀測點各4條。

同時，將一組觀測點分別布設到工作井后靠背墻后面，以此觀測地層水平位移、垂直位移。觀測的作用就是監(jiān)測頂力影響地層的作用或監(jiān)測工作井的位移。各組需與頂管中心線方向垂直進行布設，要求將測斜管及沉降觀測點設置到后座墻后面，布設數(shù)量均為4條。

結(jié)語

綜上所述，伴隨社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，我國城市化進程不斷推進。市政給排水施工是城市建設的主要內(nèi)容之一，如何保證施工質(zhì)量極為關鍵。長距離頂管技術在市政給排水施工中的大量應用，可降低施工干擾程度，減少對施工周圍環(huán)境的影響，且能夠有效提升工程質(zhì)量，延長工程使用壽命。

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