市政給排水施工中頂管技術(shù)要點控制認識實踐

傅生杰 袁 青

1.中國電建集團華東勘測設(shè)計研究院有限公司 浙江 杭州 311122 2.浙江博世華環(huán)?？萍加邢薰?浙江 杭州 310015

前言

地下排水和排水網(wǎng)絡(luò)是城市基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵組成部分,城市污水處理系統(tǒng),自來水等都位于地下排水和排水網(wǎng)絡(luò)中,這些城市設(shè)施的重建,建設(shè)或擴建是必要的。在具體工作實踐中,頂管技術(shù)將化學技術(shù)與冶金技術(shù),地質(zhì)技術(shù)和電子技術(shù)相聯(lián)合,一起組成了在工程這個項目中的綜合應(yīng)用范疇。采用頂管技術(shù)完成,無需挖掘路面,即能夠完成管道施工和維護所需的一切地下工作,不影響城市風貌。

一、頂管施工技術(shù)特點及適用范圍

(一)頂管施工技術(shù)特點。頂管技術(shù),也稱為非開挖管鋪設(shè)技術(shù),具有穿越地上結(jié)構(gòu)和地下管道以及道路,鐵路和河流的特性,而無需挖掘表面結(jié)構(gòu)。是一種不需要挖開地表層就可達到管道鋪設(shè)的目的,這種技術(shù)因城市給排水管道作業(yè)比較困難而多次采用。頂管管道布置技術(shù),水平比較高,在城市中,尤其是人流量較大的地方,也不需要大面積挖開地面,并且可沿著地下建筑和地下管道進行布置。與傳統(tǒng)的“井”的方式相比,這種技術(shù)不需要占用大的地方。因為在地底下作業(yè),所有地表基本無法發(fā)覺,察覺不到聲音,從而對周圍影響較小。

(二)頂管技術(shù)施工的優(yōu)點和適用范圍。實踐證明,與傳統(tǒng)下井作業(yè)模式相比,頂管技術(shù)可在最大程度上減少開挖的泥土以及其他物質(zhì),在城市管道布置中具有較大的作用,另外,這種技術(shù)對環(huán)境要求低,不要求條件。頂管技術(shù)的優(yōu)勢關(guān)鍵表現(xiàn)在五個方面：(1)不用開挖地面,不會造成城市道路的暫時不能通行。采用頂管技術(shù),正常的道路通行可以得到保障。在建設(shè)城市繁華地段時,這種技術(shù)顯得尤為重要。(2)因為在地底下進行作業(yè),以此不會對地表建筑物產(chǎn)生不利影響和不影響居民的正常生活。由于城市管道經(jīng)常穿越公路、鐵路、河流以及地下構(gòu)筑物,經(jīng)常擾亂現(xiàn)有的管道和地下設(shè)施,但這一問題在管道頂進后得到了有效解決。在頂管施工過程中,管道可以向前彎曲的方向穿過地面,它可以主動繞過現(xiàn)有的地下管道或障礙物,不會對住宅區(qū)以下的水電站和其他管道造成干擾和破壞。(3)愛護地表植被和綠地衛(wèi)生基礎(chǔ)設(shè)施。頂管技術(shù)放棄了傳統(tǒng)的長距離,大面積線性建筑形式,采用小面積,點狀建筑模式,對植被和綠地設(shè)施的影響在很大程度上可以忽略不計。(4)頂管結(jié)構(gòu)不受惡劣天氣影響。由于在地底下作業(yè),雨,雪,霜等惡劣天氣根本影響不到地底下的工作,工作將不會因天氣原因而取消。(5)安全,高效,低成本。客觀地說,在現(xiàn)代建筑工程日益復(fù)雜的建筑環(huán)境和越來越高的建筑要求的背景下,頂管技術(shù)的出現(xiàn)并不是一項新技術(shù)。市中心的老城區(qū)出現(xiàn)了舊管道和基礎(chǔ)設(shè)施差等問題,進行市政工程改造是當前市政工程項目的重大問題。在市中心或高交通區(qū)域建設(shè)給排水管道時,“非鉆井”等具有建設(shè)優(yōu)勢的頂管鋪設(shè)技術(shù)將成為市政建設(shè)行業(yè)和城市建設(shè)的首選。比如很多具有特殊文化和歷史價值的遺址通常要被保留,但它們不能被移動或拆除,此時研究使用管道頂升技術(shù)進行改造施工是最合適的。

二、給排水管道施工中頂管技術(shù)的應(yīng)用

(一)頂管施工的前期準備。場地的平面圖包括自動控制室,材料室,混合室,提升裝置,注水系統(tǒng),管場和垃圾坑。頂管出口孔和土壤襯砌的頂升應(yīng)采用高壓噴射灌漿樁和后土進出口加固,以保證頂管機的安全。在工作井中安裝孔L水系統(tǒng),以防止頂升機進入和離開預(yù)留孔的泥水流失,同時確保頂升過程中產(chǎn)生的觸變性泥漿不會丟失。。

(二)頂管技術(shù)施工中頂進管的選擇。首先,選擇頂管。鋼筋混凝土管的規(guī)格設(shè)計,應(yīng)力檢查和加固應(yīng)符合相關(guān)標準和技術(shù)規(guī)定。一般可采用鋼筋混凝土管。如果沒有侵蝕條件,可提供鋼管。頂管的選擇包括兩個方面：頂管直徑的選取,選擇過程需要首先依照工程質(zhì)量和需要確定內(nèi)徑。而外徑是根據(jù)加固和壁厚確定的?？紤]到挖掘機將在頂管表面上工作,管道直徑通常應(yīng)大于50毫米。如果選擇長管,則在直推頂?shù)那闆r下可以削減管道負荷的數(shù)量。但是,如果在施工過程中路線偏移,則與原路線的偏差更嚴重,并且很難恢復(fù)正確的路線。頂升設(shè)備選擇：頂升設(shè)備主要包括千斤頂,頂鐵,高壓油泵和土方設(shè)備。千斤頂是主要的挖掘設(shè)備,應(yīng)根據(jù)計算和實際情況選擇。工具管包括挖掘室和操作室。

(三)頂管技術(shù)施工工藝。頂管方法是由基層頂層人員制成的預(yù)制結(jié)構(gòu),形成工程所需的通道或涵洞。在頂管施工前,應(yīng)在目標管段挖掘工作井和接收井。然后,使用成型井體,在頂管頭的引導(dǎo)下進行頂管。運用觸變泥漿：為了有效保護頂進中的給排水管道,在頂升過程中減小頂部受力。通常將減阻泥漿倒入管道外壁形成泥夾套,從而減少管道外壁與土壤之間的摩擦力,從而達到降低頂力的目的。此外,泥套可以支撐地層,避免地層坍塌和地面沉降。注漿操作實際用量應(yīng)遠大于設(shè)計量,施工期間應(yīng)注意確保灌漿效果。

依照設(shè)計途徑：在頂管施工過程中,給排水管道遠離設(shè)計路線的問題經(jīng)常發(fā)生,必須選取合適的方法及時糾正。削土刀盤與千斤頂是施工中常用的糾偏設(shè)備。通常給排水管道每頂進一節(jié)就需進行一次測量,在出洞等重要施工環(huán)節(jié)還需適當增加測量次數(shù),以保證頂管路線的正確。

四、結(jié)束語

在城市道路給排水管道作業(yè)中,頂管施工技術(shù)具有非常的優(yōu)點。這種技術(shù)從基礎(chǔ)上造成不需要再城市開挖地面表層進而進行管道布置。管道頂進技術(shù)因節(jié)省成本導(dǎo)致良好的社會效益,進而節(jié)約了政府開支,最重要的是不會對城市道路造成很大的破壞。因作業(yè)在地底下,表面施工面積非常小,因而不影響整個道路的通行環(huán)境。對周圍環(huán)境的影響小,對城市給排水工程建設(shè)起著至關(guān)重要作用。