研究市政道路排水工程污水管頂管施工技術(shù)

【摘要】市政污水網(wǎng)是一項與城市居民生活質(zhì)量密切相關(guān)的基礎(chǔ)工程，其施工建設(shè)的好壞直接影響著市民的日常生活，是城市規(guī)劃科學建設(shè)的重要保障。頂管法作為地下工程非開挖技術(shù)之一，在市政道路排水工程污水管道修建維護中得到廣泛應(yīng)用。為此，本文在全面了解頂管法基本原理的基礎(chǔ)上，對市政道路排水工程污水管頂管施工技術(shù)要點開展了分析與探討，以期全面提升工程質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】市政道路;排水工程;污水管網(wǎng);頂管技術(shù)

城市道路對于一個城市的發(fā)展來說極其重要，在城市發(fā)展工程中，地下管道工程的建設(shè)也越來越得到政府的高度重視。傳統(tǒng)管道施工中常采取開挖施工，可在實際施工現(xiàn)場，由于各種現(xiàn)實條件的限制，頂管法逐漸為施工者所使用。在頂管施工過程中，一些不方便實施開槽的工程，或者需要埋設(shè)鋪管的管道工程，用頂管施工來實現(xiàn)不開槽的挖掘方式，可以有效防止城市交通的活動以及地上建筑物對道路建設(shè)產(chǎn)生的直接影響，此外還可以大幅降低施工成本，減小施工對周圍環(huán)境所產(chǎn)生的下降影響，在一定程度上也有利于強化頂管施工的安全性。

1、頂管施工技術(shù)原理

頂管施工技術(shù)是現(xiàn)代一種全新的施工技術(shù)，主要作用于市政道路排水工程的施工過程中，其優(yōu)勢是無需開挖管道，因此被稱為非挖掘式管道排水建設(shè)工程。其最大特點是管道內(nèi)壁相對較光滑，可推進施工速度，所以有利于提高管道的密封性和安全性。再者，這種施工技術(shù)在操作上非常安全，一般狀況下不會發(fā)生意外，也不會對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生消極影響。可即便如此，頂管施工技術(shù)依然存有部分問題。相比于其他施工技術(shù)，頂管施工技術(shù)不僅工作周期較長，建設(shè)成本也較高。現(xiàn)今，頂管施工技術(shù)憑借其施工方法與處理技藝比較安全且相對縝密，所以成為一種發(fā)展得比較好的施工技術(shù)。

在進行頂管作業(yè)施工中，需要做好頂管接收井和工作井的設(shè)計。根據(jù)施工所設(shè)定的時間與目標及工期，以及剛度較大的施工形式，對攪拌樁垂直度和其間距的控制應(yīng)適宜。在進行挖掘接收井與工作井時，護壁的相對高度距離設(shè)置大概1m左右。在進行頂管手工頂進的過程中，泥漿會產(chǎn)生阻力，可利用觸變泥漿減降低阻力，將阻力控制在相對較小的范圍內(nèi)。為了順利的施工，應(yīng)對地基的負荷能力進行強化，防止機頭出洞后發(fā)生地基下沉，可選擇距離洞外150cm的區(qū)域進行注漿，注漿壓力保持在0.1～0.2MPa范圍內(nèi)。

2、頂管施工要求及工藝

現(xiàn)階段，頂管施工方式主要包括開放型與密封型兩大類，后者相較于前者而言，應(yīng)用范圍更廣。施工工藝主要包括三類，以下進行具體分析：

2.1頂管施工要求

在正式施工之前，需要提前對設(shè)備進行全面檢查，以保障其維持安全穩(wěn)定的工作狀態(tài)。在頂管頂進過程中，為了抵抗施工中產(chǎn)生的阻力，需要應(yīng)用觸變泥漿施工法，即同時壓入泥漿進行潤滑，避免頂進過程產(chǎn)生較大的阻力而對施工造成不利影響。同時，在上述操作過程中，需要始終堅持先壓漿后頂進以及少量多次的基本原則進行操作。頂進結(jié)束后，需要用水泥漿置換泥漿以增強其穩(wěn)定性與安全性。此外，在穿墻管頂進過程中，為了保障該過程的順利進行與安全性，需要使用深層水泥攪拌法做好加固工作，加固范圍為穿墻管前方2m范圍內(nèi)的土體。

2.2頂管工藝及特點

（1）泥水式推進法，該方法具備一定的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在施工速度快且不間斷、地表沉降不明顯等方面，同時，該工藝還省去了地基改良以及降水處理等工序。主要借助刀盤掘進機完成具體操作，在施工過程中，需要對頂進速度進行合理控制，以可以平衡正面壓力為準，采用循環(huán)水平衡地下水壓力。

（2）土壓式推進法，該方式省去了對輸送設(shè)備以及泥漿整理工作的要求，因此在一定程度上降低了施工成本。在操作過程中，需要向切削倉注入混合材料，以平衡正面土壓與地下水壓力。

（3）泥濃式推進法，該方法的適用性較高，可以應(yīng)用于除巖石地質(zhì)以外大多數(shù)的地質(zhì)環(huán)境。其中，因為應(yīng)用了二次注漿處理技術(shù)，因此在施工的同時，可以及時排出頂管過程產(chǎn)生的廢棄物，避免設(shè)備與地層之間出現(xiàn)過度摩擦，在此情況下，施工效率得以大幅提升，同時，也有利于提高施工過程的安全性。此外，在施工過程中會產(chǎn)生一定的廢棄物，為了不干擾后續(xù)施工，需要及時將其清除，在進行處理時，首先要對其進行分類，然后再送至地表進行統(tǒng)一處理。

3、工程概況

某市政道路排水工程污水管道為區(qū)域內(nèi)污水干管，采用頂管法進行施工。該路段處于3條交通干道下方，車流量較大，在行車荷載的長期作用下，路基路面損壞問題較為嚴重。根據(jù)工程地質(zhì)勘查結(jié)果顯示：該路段主要由填土、黃土狀粉土、砂層組成，地下水位埋深較深，水位周圍處于密實狀態(tài)。因此，施工中無須考慮沙土液化情況。頂管段主要工程量，見表1。

4、市政道路排水工程污水管頂管施工技術(shù)要點

4.1施工準備

施工前，為施工安全，可將防護圍欄設(shè)于工作井、接收井周圍。相比地面高度，工作井、接收井的上邊緣須略高一些，用于防止井內(nèi)流入周圍泥水，或?qū)⑴潘疁?、集水坑。頂管進出洞口是整個頂管施工的關(guān)鍵，事關(guān)頂管施工成敗。為此，在進出洞口20m距離以內(nèi)，要做好預防措施，避免土體流失并保證進出洞口施工安全。

4.2頂管出洞

作為頂管施工的重要工序之一，頂管出洞是指頂管機和第一節(jié)管子由工作井中破出洞口封門向土內(nèi)進入的過程，屬于頂管施工初期階段，也是最易產(chǎn)生事故的環(huán)節(jié)。

井內(nèi)頂管機頭在管床就位，待調(diào)試正常后，須采用風鎬等工具，將洞口的磚墻鑿除，機頭由橡膠密封圈穿過直至頂進土內(nèi)，此時將膨潤土泥漿注滿機頭和洞口的縫隙，保證管道潤滑，支護土體。一般情況下，為避免出洞口外土體產(chǎn)生坍塌事故，須加快出洞施工速度，保證施工質(zhì)量。

由于該路段車流量較大，為保證通行安全，嚴禁采用爆破法，擬采用水平鉆抽芯工藝且以風鎬為輔破除巖石施工。在整個施工中，因支撐面不足，工具管出洞，極易造成工具管下跌情況，此時為避免管線偏斜，須將一道支撐設(shè)于工具管下面的井壁之上，以此來加大支撐力度。

此外，該工程對施工操作人員的技術(shù)具有較高要求，出洞過程中，若土體未能全面包裹頂管機就會處于自由狀態(tài)，將大幅增加頂頭出洞主千斤頂?shù)捻斄?，加之操作控制不當，很可能使頂頭及第一節(jié)管子與設(shè)計軸線出現(xiàn)偏離情況。此時，機頭將產(chǎn)生巨大反力，且土體無法起到導向約束作用，將很難修正管線偏差。為此，一定要做好出洞頂進監(jiān)測工作，一般可采用激光經(jīng)緯儀進行測量，從而保證管線位置準確。

4.3管道頂進

管節(jié)拼裝完成，可以按照設(shè)計要求正常頂進管道。開始頂進時，先將總電源開關(guān)及分系統(tǒng)電源開關(guān)開啟，然后打開主油泵，待主頂系統(tǒng)進入頂進狀態(tài)后，將渣漿泵開啟，在這個過程中需要對泥漿輸送機和主頂千斤頂?shù)乃俣冗M行適當調(diào)整，保證滿足頂進施工要求。待其進入平衡狀態(tài)后，就可以開啟壓漿系統(tǒng)，在整個頂進施工環(huán)節(jié)，要實時查看掘進機的狀態(tài)與施工情況，隨時微調(diào)千斤頂，避免偏差，做好機頭方向控制。

4.4注漿

機頭同步注漿和管道補漿是頂管注漿系統(tǒng)的2種不同形式，根據(jù)施工設(shè)計要求，可以將4只壓漿孔以環(huán)向均勻布設(shè)到頂管機尾部，用于隨時跟蹤觀察頂進注漿情況。并將3只壓漿孔設(shè)于頂管機后面的3根混凝土管節(jié)之上，其后每隔1節(jié)管道設(shè)壓漿孔，根據(jù)施工具體情況確定壓實量和補壓漿次數(shù)。待完成頂管施工后，就可以通過水泥漿進行管外側(cè)觸變泥漿的置換，要求通過高速攪拌機均勻、連續(xù)注漿，可在0.05MPa～0.1MPa控制注漿壓力。注漿結(jié)束后，要及時沖洗注漿管。

4.5管道接口和管道裂縫處理

在對管道接口進行處理時，如果頂管管材為平型接口，在頂管結(jié)束后，需要用環(huán)氧泥砂漿對管子間的縫隙進行填抹與壓實。在管道頂進完畢后需要進行壓力試驗，如果因此而影響了管道的密閉性，引發(fā)管道泄漏等問題，則需在管道內(nèi)部安裝密封環(huán)，并對接口處加設(shè)防水測驗，切實保障管道的密閉性與安全性。在頂進過程中，因為存在受力不均等現(xiàn)象，可能會導致管道出現(xiàn)裂縫，此時則需要及時對裂縫進行填補，當裂縫較小時，向縫隙處填補一些環(huán)氧砂漿即可，如果裂縫過大，則需使用摻有鋁粉的砂漿進行處理。

5、頂管施工注意事項

頂管施工的施工會影響到整個排水工程，如果對此類問題不重視，那么未來排水工程出現(xiàn)問題，就會影響到人民生命財產(chǎn)的安全。具體需要注意四個方面的問題：

（1）時刻遵守頂管施工相關(guān)技術(shù)原則，需要把控好操作人員的技術(shù)，對于一些操作，管理者要根據(jù)規(guī)定事項進行監(jiān)督。

（2）需要工作人員定期進行查勘，頻繁對頂管施工技術(shù)使用的單位進行監(jiān)督，及時發(fā)現(xiàn)偏差問題，最終改正其中的問題。

（3）頂鐵在頂管施工技術(shù)施工過程中的作用極其明顯，工作人員要勤于檢查，避免頂鐵出現(xiàn)歪斜現(xiàn)象，對發(fā)現(xiàn)的頂鐵問題要及時處理，在完成任務(wù)之后，要回收活塞。

（4）若頂進中出現(xiàn)相應(yīng)的故障，那么需要及時清理頂進內(nèi)部的情況，如果出現(xiàn)一些土方坍塌的問題，工作人員需要放下手中問題，先將頂進停止，并且在日常作業(yè)過程中需要對設(shè)備的數(shù)據(jù)進行嚴格記錄。這關(guān)系到人民的生命財產(chǎn)安全。

結(jié)語：

綜上所述，隨著我國城市化進程不斷加快，市政道路工程是城市建設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施項目之一，在優(yōu)化城市交通等方面發(fā)揮了積極的作用。作為一種非開挖技術(shù)，頂管施工無須開挖就可以穿越地面建筑物、公路和各種地下管線。因此，在污水管網(wǎng)施工中，必須重視頂管施工技術(shù)的應(yīng)用，提高施工技術(shù)水平，規(guī)范施工工藝，全面提升工程建設(shè)質(zhì)量。

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作者簡介：

胡柳斌（1980.10-），男，漢族 ，湖南永州，工程師，本科，主要從事方向：市政工程管理。