淺談頂管技術(shù)在給排水管道建設(shè)中的運(yùn)用

楊輝

（身份證號(hào)：1301251984****3518）

一、頂管技術(shù)原理與優(yōu)缺點(diǎn)

（一）頂管施工的基本原理

頂管施工就是借助于主頂油缸以及中繼間的頂進(jìn)力,把工具管或頂管掘進(jìn)機(jī)從工作坑內(nèi)穿過(guò)土層一直頂進(jìn)到接收坑內(nèi)吊起。與此同時(shí),把緊隨在工具管或掘進(jìn)機(jī)后的管道埋設(shè)在兩個(gè)工作坑之間。在頂管施工中主要有三種工作面平衡理論：氣壓、土壓和泥水平衡理論。

（二）頂管施工的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：地表施工面積小，由傳統(tǒng)的線狀縮小為點(diǎn)狀，因此對(duì)對(duì)面破壞不嚴(yán)重，降低了對(duì)交通與居民生活環(huán)境的干擾；噪音污染了也極小，在施工的過(guò)程中不影響現(xiàn)有管線及構(gòu)筑物的使用。

缺點(diǎn)： 盡管頂管技術(shù)具有很多優(yōu)點(diǎn)，但在施工的過(guò)程中也存在一些缺點(diǎn)，主要有以下幾個(gè)方面：當(dāng)曲率半徑比較小且多種曲線組合在一起時(shí)，頂管施工就很難順利進(jìn)行；在施工的過(guò)程中，如果遇到軟土層也極容易發(fā)生偏差，一旦發(fā)生偏差糾偏比較困難，從而引起管道發(fā)生不均勻的沉降；遇到障礙時(shí)處理這些障礙較困難。

二、頂管技術(shù)在給排水管道建設(shè)中的施工技術(shù)

（一）頂進(jìn)管的選擇

頂進(jìn)管一般選用鋼筋砼管，如沒(méi)有腐蝕要求可選用鋼管。鋼筋砼管的規(guī)格設(shè)計(jì)、配筋和應(yīng)力驗(yàn)算應(yīng)遵守有關(guān)鋼筋砼的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)程，特別是有關(guān)鋼筋砼管的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)程。

1.頂進(jìn)管直徑的選擇。頂進(jìn)管的直徑選擇是首先根據(jù)工程性質(zhì)、工程需要確定內(nèi)徑，根據(jù)頂進(jìn)管所受荷載確定砼管的配筋及壁厚，進(jìn)而確定外徑。

2.頂進(jìn)管長(zhǎng)度的選擇。頂進(jìn)管的長(zhǎng)度對(duì)頂管過(guò)程的可控性和經(jīng)濟(jì)性有很大的影響。在直線推頂?shù)那闆r下使用長(zhǎng)管可以減少裝管的次數(shù)，取得良好的效果，但隨著管長(zhǎng)度的增長(zhǎng)，如果偏離原定的路線，使之恢復(fù)正確路線要比使用短管更加困難。建造頂壓坑時(shí)頂壓坑的長(zhǎng)度也要增大，挖坑、支護(hù)、回填、修復(fù)的費(fèi)用將相應(yīng)地增加。反之，在直線上推頂很短的管也較困難，因?yàn)槎坦鼙容^容易向周圍土層中擠入，致使整個(gè)管列呈蛇形彎曲，這便降低了管路頂進(jìn)的可控性。一般情況下，管長(zhǎng)度須相對(duì)于管徑來(lái)衡量，當(dāng)L/D外≤1.10時(shí)，為短管；當(dāng)L/D外=1.15時(shí)，為標(biāo)準(zhǔn)管；當(dāng)L/D外≥2.10時(shí)為長(zhǎng)管。

（二）頂管施工的準(zhǔn)備工作

在城市給排水管道建設(shè)前要做好以下幾個(gè)方面的準(zhǔn)備工作：首先在頂進(jìn)施工前要確定機(jī)械數(shù)量是否充足，認(rèn)真檢查機(jī)械設(shè)備是否能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，所備燃料是否完備等；其次是要仔細(xì)排查施工所需要的工具，如工具頭刀盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)情況良好，開(kāi)進(jìn)出渣漿泵交班和例行檢查均無(wú)誤后，方可接通電源，轉(zhuǎn)動(dòng)工具頭刀，以確定設(shè)備運(yùn)行狀況是否處于最佳狀態(tài)，再開(kāi)進(jìn)出渣泵；再次是在施工的過(guò)程中，機(jī)械工人之間必然會(huì)涉及到交接班手續(xù)，如果機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)不良情況時(shí)，在交接班時(shí)應(yīng)及時(shí)將信息反饋給下一班組，并將機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)狀況整理成文字資料，以方便下一班組人員詳細(xì)掌握機(jī)械的相關(guān)狀況，有效避免人為因素造成對(duì)機(jī)械的損害。

（三）調(diào)整進(jìn)出渣漿泵流量達(dá)到平衡

工具頭的操作全部采用在管道外(工作井上)控制臺(tái)控制，只需1個(gè)機(jī)手操作，可實(shí)現(xiàn)對(duì)工具頭刀具的轉(zhuǎn)動(dòng)、糾偏控制、壓力顯示、時(shí)時(shí)監(jiān)控(工具頭安裝 了攝像頭、控制臺(tái)上安裝了電視機(jī)）。頂進(jìn)千斤頂，觀察工作倉(cāng)的土壓力表，調(diào) 節(jié)渣漿泵的流量達(dá)到工作倉(cāng)的泥水平衡，其平衡的原理是，當(dāng)進(jìn)泥和吸泥泵穩(wěn) 定工作時(shí)，調(diào)節(jié)進(jìn)泥和吸泥的泵量，使工作倉(cāng)內(nèi)應(yīng)保持一定壓力，倉(cāng)內(nèi)泥水壓 力應(yīng)與地K水壓力相平衡，泥水壓力過(guò)大，地面隆起。

（四）泥水處理系統(tǒng)處理好砂土、裝車、外運(yùn)

采用泥水平衡式工具頭出土，需耍在工具頭中注入含有一定泥量的泥漿，通過(guò)大刀盤(pán)切削工具頭前方的原狀土，與注入的泥水?dāng)嚢?，泥水通過(guò)吸泥泵排 到地表泥水處理系統(tǒng)處理，泥漿可以反復(fù)循環(huán)使用，處理好的泥沙用泥漿車外運(yùn)。

（五）穿墻

打開(kāi)穿墻悶板將工具管頂出井外，并安裝穿墻止水裝置，主要技術(shù)施工措施：穿墻管內(nèi)填夯壓密實(shí)的紙筋粘土或低強(qiáng)度水泥粘土拌和土，以起到臨時(shí)性阻水擋土作用；為確保穿墻孔外側(cè)一定范圍內(nèi)土體基本穩(wěn)定并有足夠強(qiáng)度，工作井工具管穿墻前，對(duì)穿墻管外側(cè)采取注漿固結(jié)措施；穿墻前對(duì)可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析并制定相應(yīng)處理措施；悶板開(kāi)啟后迅速推進(jìn)工具管，同時(shí)做好穿墻止水，本工程采用止水法蘭加壓板，中間安入20mm厚的天然優(yōu)質(zhì)橡膠止水板環(huán)，要求具有較高的拉伸率和耐磨性，借助管道頂進(jìn)帶動(dòng)安裝好的橡膠板形成逆向止水裝置，應(yīng)防止因穿墻管外側(cè)的土體暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而產(chǎn)生擾動(dòng)流變。

三、頂管技術(shù)在給排水管道建設(shè)中的運(yùn)用

某市區(qū)區(qū)三級(jí)污水管網(wǎng)某標(biāo)段改造工程中，管道新建和改造DN1400管道，總計(jì)長(zhǎng)度2.1km，其中頂管部分全長(zhǎng)為780 m，共分10個(gè)頂進(jìn)階段施工；此加壓站DN700供水管道改造工程，就有某段在穿越公路運(yùn)用頂管技術(shù)，頂管全長(zhǎng)為42m，上述工程運(yùn)用頂管技術(shù)施工，減少了工程在市區(qū)的干擾，取得了相當(dāng)好的社會(huì)效應(yīng)，但是，由于施工地區(qū)的地質(zhì)巖層比較淺，而污水干管工程埋置深，管道頂進(jìn)土層多為堅(jiān)硬的砂巖，刀盤(pán)損耗大，導(dǎo)致管道頂進(jìn)速度慢。通過(guò)工程總結(jié)得出，頂管的前期地勘資料應(yīng)詳細(xì)和進(jìn)行復(fù)勘以及在管道頂進(jìn)的技術(shù)控制相當(dāng)重要。

四、結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前頂管施工推廣的難度在于施工費(fèi)用的居高不下，使很多中小城市望而止步，其實(shí)綜合考慮交通，周圍管線開(kāi)挖的危險(xiǎn)、市民的生活質(zhì)量等等因素，非開(kāi)挖頂管施工的費(fèi)用是可以接受的。所以頂管施工在我國(guó)的發(fā)展是可以預(yù)測(cè)的，在不久的將來(lái)，此技術(shù)必定會(huì)被給排水和市政行業(yè)所接受，并且廣泛用于穿越公路、鐵路、橋梁、高山、河流、建筑物等障礙物鋪設(shè)各種管線。