市政給排水施工中的長距離頂管施工技術(shù)運(yùn)用研析

倪 威

(長沙市公路橋梁建設(shè)有限責(zé)任公司，湖南 長沙 410000)

1 長距離頂管施工原理

在頂管施工過程中，因油缸在井中產(chǎn)生一定的動力，加上度土壓平衡頂管機(jī)的應(yīng)用，不斷促使頂管機(jī)超前推動，以此完成施工工序。在頂進(jìn)管道時，刀具在頂管機(jī)中飛速旋轉(zhuǎn)，對土體進(jìn)行切削，將切削下來的土體轉(zhuǎn)移到輸送機(jī)中，土體在擠壓作用下存在一定土壓，再用螺旋輸送機(jī)進(jìn)行運(yùn)輸。由施工人員根據(jù)開挖面特點(diǎn)進(jìn)行分析，將多種材料加入刀盤正面，在施工過程中，一些難以施工的沙土便可被良好的改造，成為泥狀土，為工程的順利開展打下堅實基礎(chǔ)。

2 長距離頂管施工在市政給排水工程中的應(yīng)用

市政給排水施工對工程質(zhì)量具有嚴(yán)格要求，應(yīng)做好施工全過程管理，使城市防洪排泄能力得到切實保障。頂管施工作為關(guān)鍵內(nèi)容，應(yīng)充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，保質(zhì)保量的完成市政工程的建設(shè)目標(biāo)。

2.1 施工前準(zhǔn)備

由于頂管施工內(nèi)容眾多、工序復(fù)雜，需要使用多種機(jī)械設(shè)備，因此在正式施工之前，應(yīng)做好施工現(xiàn)場布置工作，并做好材料、機(jī)械設(shè)備的準(zhǔn)備，加強(qiáng)管道管理。在正式施工之前，確保各項機(jī)械設(shè)備就位，以此加快施工進(jìn)度；根據(jù)工程實際需求與環(huán)境條件合理選擇頂管設(shè)備，例如，在黏土層、淤泥砂層施工時，如若管徑較大，則需要使用千斤頂、起重機(jī)、電焊機(jī)等設(shè)備。在平面布置時，應(yīng)對注水系統(tǒng)、管片堆場、自動控制室、棄土坑等進(jìn)行布置；在工作井的附近，設(shè)置扶梯供施工人員出入。

2.2 頂進(jìn)施工

在施工過程中，應(yīng)設(shè)置基坑井，將鋼管置入井中，利用千斤頂使設(shè)備移動到井口處，井的數(shù)量為兩個。在設(shè)置井時，應(yīng)與接收井連接處設(shè)置井口，該出口應(yīng)經(jīng)過井的預(yù)留出口。在挖掘井時，對標(biāo)準(zhǔn)線放線測量，得到中心線，并將其釘在井的兩側(cè)，發(fā)揮支撐保護(hù)作用。中線與井的邊緣相距超過1.5 m，寬度根據(jù)管道寬度而定。根據(jù)排水管道選擇導(dǎo)軌，因管道尺寸有所區(qū)別，可分別采用輕、重兩種類型的導(dǎo)軌進(jìn)行施工，將導(dǎo)軌固定在枕木上。在施工過程中，應(yīng)對導(dǎo)軌的高程偏差進(jìn)行檢查，如若偏差大于3 mm，則需要對導(dǎo)軌進(jìn)行安裝，使管道能夠順利進(jìn)入內(nèi)部。

2.3 水平螺旋鉆進(jìn)

在施工過程中，可采用螺旋鉆桿對管道進(jìn)行推進(jìn)處理，一般情況下，鋼管進(jìn)入預(yù)留井中視為合格。應(yīng)用鉆進(jìn)法可有效減少外界干擾，且不會使地表受到嚴(yán)重傷害，具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，獲得優(yōu)質(zhì)的施工效果。在鉆進(jìn)技術(shù)應(yīng)用時，應(yīng)考慮到管道口徑的大小，對于小口徑的管道來說，能夠獲得理想的施工效果，出現(xiàn)偏差的概率較小，在鉆進(jìn)過程中可對鉆入?yún)^(qū)域土層方向進(jìn)行控制，使管道安裝在設(shè)定的位置，且土層不會出現(xiàn)嚴(yán)重的沉降、松動等情況。在施工完畢后，對管位進(jìn)行測量，如若偏差值大于1 cm，則可采用中線法、高程等進(jìn)行校正，確保管道處于正確位置。

2.4 出洞施工

在頂管施工后期，需要采用出洞技術(shù)。在施工之前，應(yīng)借助相應(yīng)的工具加強(qiáng)對井壁處的支撐。為了防止出現(xiàn)頂管跌落等情況，應(yīng)提前對初始角進(jìn)行設(shè)置。對于接收井來說，施工距離應(yīng)保持在15 m左右，并對工作井預(yù)留洞口直徑進(jìn)行計算。根據(jù)技術(shù)規(guī)范，洞口直徑應(yīng)超過頂管外徑，避免對頂管出洞產(chǎn)生不良影響。一般情況下，洞口應(yīng)采用橡膠止水的方式，提高防水性，采用密封制水裝置，以免洞口土體受到干擾出現(xiàn)變形。

2.5 灌注漿技術(shù)

在頂管施工過程中，應(yīng)利用灌注漿對土層物理性能進(jìn)行處理，從而緩解設(shè)備進(jìn)管阻力，確保管道與土層之間的縫隙被有效填充。在該技術(shù)應(yīng)用中，可形成一個保護(hù)膜，不但可使管道頂進(jìn)難度降低，還可提高土層穩(wěn)固度，以免在受力情況下出土層支撐力降低。在灌漿過程中，還應(yīng)保持動作連貫，中途不可暫停，頂進(jìn)設(shè)備首先要灌漿，時刻保持泥漿量充足，一旦出現(xiàn)泥漿缺失應(yīng)立即填補(bǔ)，確保整個灌漿工作順利完成。在頂管接口處，套環(huán)與管縫、管端應(yīng)對正，緊密切合，管縫填料應(yīng)充足和順，不出現(xiàn)流淌情況，頂管允許的偏差要求如下表1所示。

表1 頂管允許偏差

2.6 通風(fēng)系統(tǒng)

在給排水工程中，通風(fēng)系統(tǒng)屬于十分關(guān)鍵的內(nèi)容，在作業(yè)現(xiàn)象應(yīng)具有良好的通風(fēng)系統(tǒng)，可為施工人員建立安全有利的工作環(huán)境。在長距離頂管施工中，如若現(xiàn)場空氣質(zhì)量較差，施工人員很可能出現(xiàn)缺氧、呼吸受阻等情況，則需要安裝通風(fēng)系統(tǒng)?，F(xiàn)階段，主要的通風(fēng)方法有三種，具體如下：

(1)連續(xù)作業(yè)，一般不超過2 h，每過2 h后更換班組成員，保障全部施工人員均保持充沛的體力，人員在換班期間可利用換氣設(shè)備對作業(yè)區(qū)進(jìn)行抽風(fēng)、送風(fēng)，此種方式成本較低，但對施工長度有所要求，不適用于過長的管道之中，以免因換氣不佳影響施工效果；

(2)設(shè)置常規(guī)通風(fēng)設(shè)備，主要為抽風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)等，每天持續(xù)不斷的工作，為作業(yè)區(qū)域抽風(fēng)供氧，可起到良好的通風(fēng)效果。但是，通風(fēng)設(shè)備由于長期處于工作狀態(tài)，勢必會使施工成本增加；

(3)采用專業(yè)通風(fēng)設(shè)備。施工單位可根據(jù)自身實際情況租賃或者購買專業(yè)設(shè)備，對作業(yè)區(qū)域內(nèi)的空氣進(jìn)行處理，將CO2等廢氣及時排出，并吸收新鮮空氣，經(jīng)過過濾后形成優(yōu)質(zhì)氧氣，為施工人員持續(xù)不斷的供氧。同時，該設(shè)備在運(yùn)行過程中還可吸收大量粉塵、顆粒，對環(huán)境溫度自動調(diào)節(jié)，確保作業(yè)質(zhì)量。

3 長距離頂管施工技術(shù)要點(diǎn)

在市政施工中，為了提高施工質(zhì)量與效率，應(yīng)對頂管施工的要點(diǎn)進(jìn)行把握，具體包括以下內(nèi)容。

3.1 頂管選擇

該技術(shù)的關(guān)鍵在于頂進(jìn)管的選擇，在當(dāng)前施工中，以鋼筋混凝土為主，如若無需考慮腐蝕性，還可采用鋼管。在此過程中，應(yīng)重視管道的使用規(guī)格、鋼筋型號等，根據(jù)施工標(biāo)準(zhǔn)開展各項工作，在選擇過程中，主要包括以下內(nèi)容：

(1)直徑選擇。直徑選擇影響到后續(xù)功能發(fā)揮，應(yīng)與工業(yè)用水、居民生活要求相結(jié)合，所選擇的管道直徑應(yīng)符合預(yù)計標(biāo)準(zhǔn)，正確計算管道在施工后所需承擔(dān)的荷載；

(2)長度選擇。管道長度與施工成本、效益存在緊密關(guān)聯(lián)。在施工過程中，采用長距離頂管技術(shù)可減少裝管頻率，使施工成本與進(jìn)度得以提高。但在實際施工中，很容易受到頂進(jìn)誤差的影響，使挖坑、支護(hù)、回填費(fèi)用迅速增加，因此應(yīng)嚴(yán)格控制頂管長度。

3.2 頂管井設(shè)計

在市政施工中，頂管井包括兩種類型，一種為工作井，另一種為接收井。在建造結(jié)構(gòu)方面，通常采用鋼筋混凝土，分為單孔與單排孔兩種，且形狀不一，前者有正方形、圓形、矩形等，后者以矩形為主；在受力能力方面，由高至低依次為圓形、正方形、矩形，在設(shè)計過程中，應(yīng)根據(jù)實際需求而定。在頂管機(jī)進(jìn)、出洞位置應(yīng)進(jìn)行加固，確保頂管機(jī)運(yùn)行安全，通過高壓旋噴樁對進(jìn)出洞的土體進(jìn)行加固，以免頂管機(jī)運(yùn)行時出現(xiàn)泥水流失等情況，設(shè)置止水裝置，減少觸變泥漿流失度。

3.3 施工工序

在頂管施工過程中，應(yīng)對施工工序進(jìn)行嚴(yán)格把控，掌握工序方面的技能要點(diǎn)，具體如下：首先是穿墻，開啟穿墻悶板，將工具管頂出井外，設(shè)置止水裝置，在管內(nèi)對紙筋粘土進(jìn)行夯實，發(fā)揮臨時阻水擋土的作用。為了保障穿墻孔的強(qiáng)度與穩(wěn)定性，在工具管穿墻之前，應(yīng)進(jìn)行注漿固結(jié)；其次，頂管出洞。該環(huán)節(jié)同樣是頂管施工中的重要內(nèi)容，也就是頂管機(jī)與首節(jié)管從井中突破洞門進(jìn)入土中，在頂管過程中應(yīng)注意安全；最后，注漿減阻。在施工過程中還可通過壓注觸變泥漿對管道四周縫隙進(jìn)行填充，由此形成保護(hù)膜，加強(qiáng)支撐作用，減少地面沉降，減輕頂進(jìn)時受到的阻力。在正式施工中，先對機(jī)頭尾部進(jìn)行壓漿，且與頂進(jìn)工作同時開展，再對中間混凝土管道進(jìn)行及時補(bǔ)漿，減少頂進(jìn)時的泥漿損失。

4 結(jié) 論

綜上所述，時代在發(fā)展，社會在進(jìn)步，在市政給排水工程中，長距離頂管施工十分關(guān)鍵。為了提高施工質(zhì)量與效率，應(yīng)注重頂管選擇、頂管井設(shè)計與施工工序安排，使該項施工技術(shù)的作用與優(yōu)勢得以充分發(fā)揮，促進(jìn)給排水工程的健康可持續(xù)發(fā)展，為城市化管道建設(shè)做出更大貢獻(xiàn)。