頂管施工工藝在市政工程中的應(yīng)用探究

張科飛 余興龍

摘?要： 本文首先論述了頂管工程的特點(diǎn)以及適用范圍，緊接著論述了當(dāng)前長距離頂管施工中現(xiàn)存的主要技術(shù)問題，最后結(jié)合市政具體工程，對頂管施 工技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了更深層次的剖析，旨在為頂管施工工藝的應(yīng)用提提供具有參考價值的建議。

關(guān)鍵詞： 頂管施工工藝;市政工程;應(yīng)用

【中圖分類號】TU99?【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A?【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.27.138

1?頂管施工特點(diǎn)分析

所謂“頂管施工法”，主要是指非開挖管道敷設(shè)技術(shù)，特點(diǎn)總結(jié)起來，主要包括以下幾個方面的內(nèi)容。一是減少開挖層級的次數(shù);二是通過地下障礙物具有優(yōu)勢;三是相比挖掘土層敷設(shè)，在資金與時間方面，均有著明顯縮短效果;四是頂管工程措施的實施，有助于減少工程施工噪音、緩解 粉塵的污染等，有助于減少對工程周邊環(huán)境的影響;五是降低了對道路的 破壞程度。綜上可見，頂管施工技術(shù)作為一項十分具有優(yōu)勢的施工技術(shù)， 也正是上述優(yōu)勢的存在，使得頂管施工技術(shù)在市政工程建設(shè)中得到了廣泛 的應(yīng)用。頂管施工技術(shù)在市政工程中的具體應(yīng)用，有著以下幾個方面的積極作用，首先，作業(yè)面積大幅度減少，由線轉(zhuǎn)變?yōu)辄c(diǎn)，相應(yīng)的干擾面積減少;其次作業(yè)活動不受工程進(jìn)度的影響，同時施工對交通、環(huán)境等所造成 的破壞程度較低，對原管線以及基礎(chǔ)設(shè)施的正常使用不產(chǎn)生任何影響;最后，能夠順利平穩(wěn)通過鐵路、水路以及房屋等，有效降低施工成本図。然而美中不足的是，該項技術(shù)的實施，對工程技術(shù)人員的專業(yè)知識技能具有著較高的要求，需要專業(yè)的施工技術(shù)與水文數(shù)據(jù)信息。

2?長距離頂管施工中存在的諸多不足之處分析

（1）頂力不足。導(dǎo)管的頂力并不是一層不變的，而是隨著施工進(jìn)程的 加大，不斷發(fā)生相應(yīng)的變化。但是由于受到敷設(shè)管線質(zhì)量的影響，造成頂 力無法一直提升，從而需要在頂管工程施工中，采用通用手段，即混凝土 水漿降低阻力。簡單來說，在作業(yè)過程中，借助設(shè)備管線與混凝土導(dǎo)線的 預(yù)備空洞，在管道外，強(qiáng)制施加壓力，將減阻泥漿注入管道內(nèi)，同時在線 路外層需要構(gòu)建一種泥漿套，主要作用是減少管節(jié)層級與地底巖石間的接 觸面，以此有效降低作業(yè)的頂力。中繼接力方案，主要是將較長的頂管 進(jìn)行分為數(shù)節(jié)，之后在數(shù)截管道之間構(gòu)建中繼環(huán)分節(jié)抵抗頂進(jìn)力。值得注意的是在頂管工程完成之后，作業(yè)人員需要切除中繼環(huán)套以及油缸等，在 恢復(fù)線路路徑的基礎(chǔ)上，做好管道封閉工作。

（2）推力不足。長距離頂管工程需要承受后座推力不足的影響，通常 情況下，頂管施工層后座所能承受的最大壓強(qiáng)，主要以頂管所能抵抗的最 大推力作為評價標(biāo)準(zhǔn)。然而，在一些特殊情況下，油缸的爆發(fā)強(qiáng)度并不是平穩(wěn)作用在后座上，而是隨機(jī)選擇作用點(diǎn)，從而導(dǎo)致后座抵御推力的能力 較低。因此，在實際作業(yè)中，為有效提高后座抵抗推力能力，可以最大 限度增加作業(yè)坑的深度，同時后座墻的深度也需要隨之增加。

（3）頂進(jìn)方向受限。頂管作業(yè)的管線可能是直線，也可能是曲線，但 是在頂進(jìn)作業(yè)中，管道均需要嚴(yán)格按照規(guī)劃頂進(jìn)。一旦出現(xiàn)頂進(jìn)距離受限 情況，將會造成管線頂進(jìn)方向失偏，強(qiáng)度大幅度增加，從而使得后續(xù)作業(yè) 難度進(jìn)一步加大，嚴(yán)重的情況下，后續(xù)作業(yè)將無法持續(xù)進(jìn)行。因此，在 實際作業(yè)中，有必要應(yīng)用一種可以精準(zhǔn)監(jiān)控導(dǎo)管頂進(jìn)方向的疏導(dǎo)設(shè)備，并 且需要進(jìn)行反復(fù)核算，加強(qiáng)導(dǎo)線的校對，以此確保導(dǎo)向不會出現(xiàn)方向偏差。

3?頂管施工工藝在市政工程中的具體應(yīng)用分析

3.1?工程概況

本工程屬于污水截流工程，原規(guī)劃為主排水管道通向污水處理廠，待處理達(dá)標(biāo)之后排放，但是受限于魚化區(qū)域開發(fā)較為緩慢，周邊道路網(wǎng)尚未建設(shè)完成，同時新型工業(yè)園區(qū)建設(shè)完成，污水排放問題亟需解決。結(jié)合當(dāng)前污水排放實際情況，經(jīng)規(guī)劃局研究決定，污水截流管道將引至污水處理 廠。鑒于管線通過的路段，道路基本建設(shè)完成，故管道釆用機(jī)械頂管法作 業(yè)方式，所采用的管道直徑設(shè)置為50厘米，從東往西輻敷設(shè)，沿途不收集 用戶污水，管線全長3060米。為避免原先設(shè)計的污水、天然氣以及給水管 道等，故設(shè)計埋深為7.5米到9.1米。鑒于埋深夠深，管道施工時也需要進(jìn) 行必要的排水作業(yè)。

3.2?頂管施工工藝的具體應(yīng)用

（1）穿墻。頂管施工工藝中重要過程之一是穿墻，具體包括調(diào)試鉆管、 悶管、設(shè)備輸出孔外、止水操作等。當(dāng)中穿墻后設(shè)備設(shè)施的深度與線路的方向具有著密切關(guān)系，通常情況下，設(shè)備設(shè)施的深度決定了線路的方向， 同時對線路敷設(shè)進(jìn)程具有一定的影響。因此，在穿墻之前，應(yīng)該在墻管內(nèi) 提前注入強(qiáng)度較高的黃色泥土，主要作用是避免地下水與石塊進(jìn)入作業(yè)井， 當(dāng)中。在實際操作當(dāng)中，一旦掀起悶板之后，需要在短時間內(nèi)放入裝置管， 同時需要配備相應(yīng)的防水設(shè)施，避免穿墻管長時間處于間斷中，引起管道 破損。

（2）糾偏與導(dǎo)向。頂管頂進(jìn)過程中，之所以出現(xiàn)管道偏斜問題。是因 為頂力不平衡。因此，在頂進(jìn)過程中，通過加強(qiáng)頂進(jìn)技術(shù)的監(jiān)控，有助于解決頂力不穩(wěn)定問題，一定程度上，固定了管線。另外，在頂進(jìn)時，還需要注重監(jiān)控預(yù)算體系的敷設(shè)，主要地點(diǎn)有管道中心線、工作井、作業(yè)面積 以及地下部分建筑物。同時為了避免監(jiān)控體系的損壞，通常會設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)措施。

（3）部分氣壓穩(wěn)定。頂管設(shè)備在軟土地層頂進(jìn)時，由于正面擠壓力不 足，將會無法緩解坍塌的壓力，這樣勢必會造成地面下沉，從而對管道出 現(xiàn)嚴(yán)重的損壞。針對這一問題，在頂進(jìn)過程中，通常會采取充氣壓穩(wěn)定方 法，局部氣壓的高低，通常由地面實際狀態(tài)進(jìn)行確定，測定標(biāo)準(zhǔn)為土層塌 陷現(xiàn)象。

（4）觸變泥漿減阻。在頂管作業(yè)時，無法避免一些長距離頂管作業(yè)。 為有效減少管壁四周所承受的壓力，可以在管壁外壓注觸變泥漿，形成一 定厚度的泥漿套，頂管在泥套中頂進(jìn)，以此有效減少阻力。觸變泥漿的配 成，主要是膨潤土與水按照1比8的比例配制而成。泥漿攪拌完成之后， 需要存放在儲漿箱當(dāng)中，待使用時，直接通過注漿機(jī)經(jīng)管道輸送至混凝土 注漿機(jī)當(dāng)中，注入土體形成泥漿套。

（5）其他技術(shù)措施。頂管施工過程中，還需要做好相關(guān)準(zhǔn)備工作，例 如全面勘察施工區(qū)域管線分布情況，并加以有效措施，確保原管線不被破 壞，以此保障通信、電力、給水以及煤氣等管線的安全運(yùn)營。

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