頂管施工技術(shù)在城市給排水工程中的應(yīng)用思考

李硯輝

摘 要 我國城市化進程發(fā)展越來越快，由此使我國市政工程建設(shè)取得了突飛猛進的發(fā)展，特別是市政給排水施工建設(shè)質(zhì)量有更大程度的提升，市政給排水施工工程規(guī)模進一步擴大，在這樣的情況下，就需要高度重視市政給排水施工技術(shù)，使其不斷的優(yōu)化和完善，其中頂管技術(shù)在市政給排水施工過程中得到越來越廣泛的應(yīng)用，并呈現(xiàn)出巨大的應(yīng)用優(yōu)勢。因此，文章結(jié)合實例，就頂管施工技術(shù)在城市給排水工程中的應(yīng)用進行闡述。

關(guān)鍵詞 頂管施工技術(shù);市政給排水;應(yīng)用

1頂管施工技術(shù)概述

頂管施工技術(shù)主要指的是，在不開挖地表的前提下，有針對性地結(jié)合實際情況充分應(yīng)用液壓頂進工作站，從頂進工作坑將待鋪設(shè)的管道頂入，通過這樣的方法在頂管機之后直接鋪設(shè)管道的非開挖地下管道施工技術(shù)。針對具體內(nèi)容而言，主要是結(jié)合具體的施工方案和設(shè)計圖紙，在管道的沿線設(shè)置相對應(yīng)的工作井和接收井，與此同時，在工作井內(nèi)部設(shè)置堅固后座，并有效連接相對應(yīng)的油管、照明和泥漿管等管線，然后再進一步有效采用油壓千斤頂?shù)劝鸭磳㈩A(yù)埋的管道實施頂進作業(yè)，再利用壓漿系統(tǒng)確保管節(jié)周圍構(gòu)成泥漿套，通過這樣的方法，確保管道能夠在泥漿套中有效滑行[1]。

2實例分析

2.1 工程概況

某截污管網(wǎng)工程中頂管設(shè)計長21.5km，某道路頂管施工總長1122m，采用DN800的混凝土Ⅲ管，管底埋深4.5～5.4m，坡度0.2%～0.5%，工作井內(nèi)徑7.0m，井壁厚55cm，接收井內(nèi)徑4.0m，井壁厚45cm，均采用抗?jié)BP6且C30的現(xiàn)澆混凝土。

2.2 頂管施工方法

（1）機械設(shè)備選型

1）頂管機選型。根據(jù)地勘報告及現(xiàn)場土質(zhì)實地調(diào)研綜合分析，采用泥水平衡掘進機。該頂管機主要包括刀盤切削裝置、動力裝置、液壓裝置、糾偏裝置、泥水裝置、電氣操作系統(tǒng)、顯示裝置等。

2）主頂裝置。主頂裝置采用2只200t液壓千斤頂，并排布置。頂進過程中調(diào)整軸線，主要依靠主頂裝置上的活動底架，該底架一般采用槽鋼焊接。

3）頂進設(shè)備安裝。頂進設(shè)備主要包括液壓裝置和傳力裝置兩部分。設(shè)備布置得是否合理，直接關(guān)系到施工頂進的效果，因此，安裝前應(yīng)對液壓裝置進行單體實驗，檢查液壓裝置各零部件是否工作正常。安裝好全部液壓裝置后，必須進行檢查調(diào)試，確保能正常運轉(zhuǎn)。

4）壓漿設(shè)備安裝。壓漿設(shè)備應(yīng)優(yōu)先考慮在工作井附近處組合安裝，主要是便于施工作業(yè)方便。該設(shè)備主要包括過濾池、沉淀池、2臺泥漿泵、1臺螺桿泵組成，再配置2寸白鐵管將沉淀池的螺桿泵與頂進中管節(jié)的壓漿管連接。

5）基坑導(dǎo)軌安裝。本工程頂管頂進導(dǎo)軌采用25B雙拼槽鋼焊接而成，焊接坑位置導(dǎo)軌斷開，內(nèi)襯墻處設(shè)置延伸導(dǎo)軌。

（2）管道頂進施工

頂管工作井內(nèi)各項準(zhǔn)備工作就緒后且設(shè)備試運轉(zhuǎn)正常，即可開始頂管施工。施工順序：沉井施工→測量放樣→頂機設(shè)備安裝→鑿洞門→安裝密封圈→開泵頂進→出泥漿→管道貫通→拆機→安裝檢查井→回填夯實。

1）鑿洞門。通過測量放樣，確定洞口具體位置后，采用風(fēng)鎬對洞口進行鑿除。鑿除洞門的混凝土渣塊需及時從底部清理干凈，確保施工作業(yè)面的操作空間。

2）后座墻。后座墻施工一般采用C25素混凝土澆筑，尺寸為高3.5m，寬3.2m，厚0.5m，并進行力學(xué)參數(shù)驗算。為把頂鎬的反力均勻傳遞至后座墻，頂管施工前，在后座墻外側(cè)面加焊1塊鋼板，鋼板強度、剛度及穩(wěn)定性須滿足施工需求。

3）安裝止水橡膠圈。在洞口側(cè)壁先安裝帶法蘭的鋼套管，用于固定止水橡膠圈及止水封板，其作用是防止出洞口及頂進過程中泥漿涌入工作井內(nèi)，同時也可防止地下水進入井內(nèi)。

4）下管?，F(xiàn)場采用16t輪胎汽車吊或小型龍門吊下管。當(dāng)首節(jié)混凝土管吊裝至導(dǎo)軌上時，通過測量管的中線、前后端管底標(biāo)高，來校核導(dǎo)軌位置的準(zhǔn)確性。

5）頂進、出土流程。泥水平衡掘進采用全自動的泥水輸送方式，在機艙內(nèi)將挖掘的泥土和泥水不停地攪拌形成泥漿，然后通過泥漿泵、泥漿管抽排至沉淀池及過濾池循環(huán)利用。工作井周邊配套設(shè)置沉淀池，積攢的沉淀余土通過挖掘機裝運，外運至棄土點。掘進過程中相關(guān)參數(shù)控制，主要通過PLC全自動操控臺控制泥水倉壓力及流量值，從而達到泥水平衡效果。若機頭土倉內(nèi)泥水壓力遠大于壓力控制值時，地面會隆起;若泥水壓力遠小于壓力控制值，地面會下沉或沉陷。鑒于頂進過程中會出現(xiàn)上述現(xiàn)象，所以控制掘進速度與出泥的速度相當(dāng)關(guān)鍵。

6）測量與糾偏。①中心線測量：在地面上先用萊卡全站儀TSO6放樣出頂管方向樁，然后通過棉繩掛吊錘將工作井邊的兩方向投引到井底部。在工作井中用DSJ3-Z激光水準(zhǔn)儀照準(zhǔn)兩吊錘，讀取前端的中心尺刻度，當(dāng)被頂?shù)墓艿谰従弿?fù)位時，中心尺刻度相重疊，則說明頂進按設(shè)計方向進行，若尺的刻度未重疊，則其差值為偏里設(shè)計方向差值。高程測量：將附件的水準(zhǔn)基準(zhǔn)點引設(shè)至工作井內(nèi)，在頂鐵上面架設(shè)激光水準(zhǔn)儀，測量管的前端底部高程。②頂管糾偏：頂進過程中若發(fā)現(xiàn)敷設(shè)管道位置與設(shè)計偏差>10mm，應(yīng)通過操作機頭的糾偏千斤頂進行糾偏。主要通過DSJ3-Z激光水準(zhǔn)儀的激光束照射在掘進靶上的位置，糾偏的角度一般控制為2.5°，能通過上下左右4個方位分別進行糾偏。一般情況下每次糾偏角度不大于0.5°，從而實現(xiàn)管道鋪設(shè)方向的調(diào)節(jié)[2]。

2.3 監(jiān)測點布置

井坑開挖過程中，為確保井坑周邊土體及支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，需對井坑周邊土體沉降、水平位移等項目進行監(jiān)測。頂管施工過程中，為確?，F(xiàn)有建筑物及頂管上方路基土體、過路管線的安全，需對施工過程建筑物進行監(jiān)測及施工區(qū)域巡查，監(jiān)測項主要有原地面沉降和水平位移監(jiān)測等。該道路由為交通要道，須重點監(jiān)測頂進路徑L/5范圍內(nèi)的機動車道路面沉降，該沉降觀測點一般按每2m布置1個，中間每3m布置1個。

綜上所述，頂進技術(shù)在市政給排水工程建設(shè)中具有無可比擬的優(yōu)勢，它可以在不挖土的情況下鋪設(shè)水利管道，大大減少施工量且節(jié)約了施工成本。文章結(jié)合某市政污水管道頂管施工實例，主要從施工工藝、測量控制、糾偏控制、頂力及后座墻的相關(guān)力學(xué)參數(shù)計算等方面闡述了頂管施工的過程控制，從而保證頂管施工質(zhì)量。在城市的繁華街區(qū)或交通要道，頂管施工優(yōu)勢更突出，減少了城市管道亂挖的現(xiàn)象，確保市容市貌干凈整潔。

參考文獻

[1] 詹躍明.市政工程建設(shè)中頂管施工技術(shù)的應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2020（11）：146.

[2] 曲偉鵬.頂管施工技術(shù)在市政給排水施工中的應(yīng)用探究[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2020（6）：179-180.