頂管施工工藝在市政管網(wǎng)施工中的應(yīng)用研究

史文斌

西安灃東市政工程建設(shè)有限公司 陜西 西安 710016

近些年，人們的生活水平不斷提高，為了滿足人們的生活需求，在城市建設(shè)的過程中，需要建設(shè)大量的市政管網(wǎng)設(shè)施，包括供電管道、給水管道、雨水管道、污水管道、消防管道、通訊管道、燃?xì)夤艿馈⑿^(qū)智能化管道等，分布在城市各個(gè)角落，其施工會(huì)對(duì)城市交通、居民生活造成較大的干擾[1]。頂管施工是一種不開挖或少開挖的管道埋設(shè)施工技術(shù)，需先挖設(shè)工作坑，利用頂進(jìn)設(shè)備的頂力幫助管道克服周圍土壤的摩擦力，以設(shè)計(jì)坡度頂入土壤中，一節(jié)節(jié)完成管道鋪設(shè)工作，對(duì)于地上環(huán)境的干擾較小，優(yōu)勢(shì)顯著，當(dāng)前被廣泛應(yīng)用于市政管網(wǎng)施工中。

1 頂管管材及頂管設(shè)備的選擇

（1）頂管管材的選擇。在市政管網(wǎng)施工中，頂管施工工藝應(yīng)用時(shí)，應(yīng)該優(yōu)選頂管管材，加強(qiáng)原材料質(zhì)量審核，為施工質(zhì)量提供基礎(chǔ)保障。當(dāng)前，可選用的頂管管材有鋼管、玻璃鋼管、鑄鐵管、鋼筋混凝土管、陶土管、球墨鑄鐵管等，不同材料特性不一，具體如下：①鋼筋混凝土管材。這種管材被廣泛應(yīng)用于市政管網(wǎng)施工中，具有強(qiáng)度高、性價(jià)比高的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)其止水性與抗?jié)B性欠缺；②鋼管。鋼管在頂管施工工藝中的應(yīng)用，存在重量輕、頂進(jìn)阻力小、密封性好、抗?jié)B性能好的優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)也很多，比如說造價(jià)高、防腐性能差以及使用年限短等，適用于短距離頂進(jìn)施工中；③玻璃鋼管。玻璃鋼管具有重量輕、承壓能力高、使用年限長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)存在造價(jià)偏高、只能直線頂進(jìn)的缺點(diǎn)，適用于長(zhǎng)距離直線頂進(jìn)，適用范圍相對(duì)狹窄，難以推廣；④鑄鐵管。鑄鐵管的優(yōu)點(diǎn)是頂進(jìn)力強(qiáng)，缺點(diǎn)是造價(jià)高、適用范圍相對(duì)狹窄；⑤陶土管。陶土管的優(yōu)點(diǎn)是性價(jià)比高、防腐性能佳，適用于長(zhǎng)距離頂管施工，缺點(diǎn)是其剛度較大，容易發(fā)生脆性破壞[2]。

（2）頂管設(shè)備的選擇。在頂管施工工藝中，有多種頂管設(shè)備可供選擇，比如說手掘式頂管機(jī)、土壓式頂管機(jī)、泥水式頂管機(jī)、氣壓平衡頂管機(jī)等，不同類型設(shè)備適用于不同范圍。在市政管網(wǎng)施工中，應(yīng)該根據(jù)施工區(qū)域的地質(zhì)條件、土壤情況，選擇合適的頂管設(shè)備，在淤泥質(zhì)黏土中，宜選用泥水式頂管機(jī)和土壓式頂管機(jī)；在砂性土壤中，宜選用泥水式頂管機(jī)，如若想要達(dá)到理想的頂進(jìn)效果，可以采取改良開挖面的方式；在黃土地質(zhì)中，需要改良土質(zhì)，宜選用敞開式頂管機(jī)和氣壓平衡式頂管機(jī)；在強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化巖中，可以根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的頂進(jìn)設(shè)備，同時(shí)根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造及結(jié)構(gòu)，選擇合適的刀盤和管頭，保障施工質(zhì)量。

2 注漿減阻及頂進(jìn)方法分析

（1）注漿減阻。為了便于管道頂進(jìn)，頂管機(jī)直徑應(yīng)大于管道直徑，在施工時(shí)，管道外徑會(huì)與頂管機(jī)內(nèi)徑之間存在一定孔隙，注漿填滿孔隙，能夠讓管道與周圍土壤間形成一個(gè)泥套，這樣可以預(yù)防泥漿滲透至外層土壤中，同時(shí)周圍土壤可以形成支撐浮力，避免鉆孔塌方。流動(dòng)的泥漿，能夠保持濕摩擦，降低管道與周圍土壤間的摩擦阻力，便于頂管行進(jìn)。

（2）頂進(jìn)方法。在頂管施工工藝中，合理計(jì)算，明確背部強(qiáng)度、管道強(qiáng)度、千斤頂數(shù)量及噸位等參數(shù)，計(jì)算出最大頂推長(zhǎng)度，合理設(shè)計(jì)施工方案。根據(jù)施工區(qū)域的地質(zhì)條件、土壤性質(zhì)，選擇合適的頂進(jìn)方法，在泥水式頂管機(jī)施工中，應(yīng)該選用直徑較小的管道；在淤泥層中，宜選用泥水平衡式頂管或泥土式土壓平衡；在土壤層穩(wěn)定，且地下水位較低的情況下，以選用手工掘進(jìn)式頂管；在土壤強(qiáng)度較低，且地下水位較高的情況下，宜采用掘進(jìn)法施工；在黏性土層中，地面沉降現(xiàn)象易發(fā)生，宜選用土壓平衡頂管法；在爍石土壤層中，必須選用支撐性好的工具管；對(duì)于存在地質(zhì)碎片的施工區(qū)域，宜選用手動(dòng)式上管；如若施工區(qū)域上方土壤層較厚，宜選用擠壓頂管或網(wǎng)狀頂管[3]。

（3）頂進(jìn)糾偏。在頂管施工工藝中，測(cè)量是極其重要的一道工序，應(yīng)該做到隨頂隨測(cè)隨校正。在施工過程中，應(yīng)用激光經(jīng)緯儀配合水準(zhǔn)儀進(jìn)行測(cè)量，觀測(cè)管道是否發(fā)生偏移，如若偏差，應(yīng)及時(shí)處理。在第一節(jié)管頂進(jìn)是，測(cè)量間隔控制在300mm內(nèi)，管道進(jìn)入土體后，測(cè)量間隔控制在1000mm內(nèi)。在頂管糾偏中，可采用以下方法：①超挖糾偏方法。但頂管偏差為10至20mm時(shí)，可采用超挖糾偏方法，在管子偏向的反側(cè)適當(dāng)超挖，形成阻力，這樣管道頂進(jìn)過程中，管道會(huì)逐步回到設(shè)計(jì)位置；②頂木校正法。當(dāng)頂管偏差較大時(shí)，可借助挖圓木或方木，將其一端頂在管子偏向一側(cè)的內(nèi)管壁上另一端支撐在墊有木板的管前土層之上，這樣千斤頂啟動(dòng)后，可以利用頂木產(chǎn)生的分力，校正管道；③千斤頂糾偏法。千斤頂糾偏法的具體方式與頂木糾偏法一致，不同的是，千斤頂糾偏法主要用小千斤，在頂木上逐步強(qiáng)行校正管道移位。

3 結(jié)束語

綜上所述，市政工程是指政府基于責(zé)任和義務(wù)在區(qū)、鎮(zhèn)（鄉(xiāng)）內(nèi)規(guī)劃建設(shè)的為居民提供有償或無償公共產(chǎn)品、服務(wù)的設(shè)備、建筑物、構(gòu)筑物的統(tǒng)稱，其施工質(zhì)量將直接影響到城市面貌，關(guān)系到城市居民的日常生活質(zhì)量，必須予以重視。市政管網(wǎng)施工是市政工程建設(shè)的重要內(nèi)容，常采用頂管施工工藝，施工單位應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)于施工工藝的研究，掌握其技術(shù)要點(diǎn)和注意事項(xiàng)，完善施工技術(shù)管理制度，做好施工準(zhǔn)備工作，強(qiáng)化對(duì)于施工現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)對(duì)于施工活動(dòng)的精細(xì)化控制，確保工程質(zhì)量達(dá)標(biāo)。