市政頂管施工中遇到的問題及處理辦法

李彬

摘要：頂管施工是不需要開挖工作面，并且能夠在不同地質(zhì)條件下穿越公路、鐵道、地面建筑物、地下構(gòu)筑物以及各種地下管線等的施工手段。頂管施工技術(shù)，相比于其他地下管道鋪設(shè)施工技術(shù)有著較大優(yōu)勢(shì)，與傳統(tǒng)開挖式管線鋪設(shè)技術(shù)不同，頂管施工技術(shù)的施工周期更短、安全性能更高，并且不會(huì)污染周圍環(huán)境，因此得到了廣泛使用。本文分析了頂管施工技術(shù)的特征以及優(yōu)勢(shì)，并提出了頂管施工技術(shù)控制要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：頂管施工;問題;處理辦法

引言：頂管施工技術(shù)相比于其他施工技術(shù)，最主要的特點(diǎn)是可以縮小施工范圍，減小施工對(duì)周圍環(huán)境以及人民日常生活的影響。頂管施工是一項(xiàng)施工復(fù)雜的工程，由于其本身特性，導(dǎo)致在進(jìn)行頂管工作時(shí)，所需的施工周期較長(zhǎng)，而且頂管施工對(duì)于施工要求相對(duì)嚴(yán)格。在市政管網(wǎng)建設(shè)過程中，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，選擇合適的施工工藝應(yīng)對(duì)這些問題和困難便成為市政頂管施工項(xiàng)目中的重點(diǎn)。

1.頂管技術(shù)概述

隨著人口數(shù)量的不斷增多，對(duì)公共基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)有了更多、更高的要求，從而推進(jìn)了更多市政項(xiàng)目的開展。市政項(xiàng)目涵蓋各種各樣的類型，涉及人們生活的各個(gè)方面，例如道路建設(shè)、電力設(shè)施建設(shè)等。頂管技術(shù)，主要指的是在不破壞地表土層的情況下，進(jìn)行管道鋪設(shè)。它所具有的一個(gè)明顯特點(diǎn)就是可以直接穿越地面的建筑物和地下管線、公路、鐵路等淺度較淺的建筑，主要施工操作就是把管子直接在機(jī)械液壓作用下頂進(jìn)到地層中，最終完成管道的鋪設(shè)任務(wù)。在施工中，省去了人力開挖的時(shí)間，是可以直接進(jìn)行施工的一項(xiàng)技術(shù)，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。在建設(shè)施工中，減少了對(duì)環(huán)境的破壞，避免了對(duì)人們生活的干擾，縮短了工期。在傳統(tǒng)的管道施工技術(shù)應(yīng)用中，施工耗費(fèi)的人力、物力、財(cái)力比較突出，經(jīng)濟(jì)效益低，頂管技術(shù)的應(yīng)用，避免了許多不足，減少了對(duì)城市的干擾，在一定程度上提高了市政工程的建設(shè)效率。在社會(huì)發(fā)展過程中，建筑施工環(huán)境不斷趨于復(fù)雜化，對(duì)施工要求也就變得越來越高，在這種情況下，頂管施工技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，解決了很多技術(shù)上的難題。

2.市政頂管施工中常遇問題

2.1頂進(jìn)過程遇到未探明地質(zhì)情況，頂力突然增大

（1）頂管管道標(biāo)高層地質(zhì)復(fù)雜，上部存在空洞，頂管頂進(jìn)對(duì)周圍持力層撓度影響較大，導(dǎo)致土層塌方。（2）頂管機(jī)頭或頂進(jìn)機(jī)械工具前端遇障礙物，出現(xiàn)較大弱風(fēng)化孤石，使頂進(jìn)阻力增大，此情況下頂管機(jī)控制室有突然異常數(shù)據(jù)顯示，表現(xiàn)為突然增大，持續(xù)到孤石解除后，數(shù)據(jù)恢復(fù)正常。（3）頂管糾偏不及時(shí)，管道軸線偏差較大，頂管軸線彎曲偏角與軸線夾角增大，進(jìn)而摩阻力增大，此情況下頂管機(jī)控制室數(shù)據(jù)顯示逐步增大，頂力大小和頂管軸線彎曲偏角與軸線夾角成正相關(guān)。（4）減小阻力的膨潤(rùn)泥漿配比不合適、膨潤(rùn)泥漿注入不及時(shí)、膨潤(rùn)泥漿注入量不足，減阻效果不佳，使摩阻力增大。（5）機(jī)械頂管頂進(jìn)施工過程中，因故停止頂管時(shí)間過久，機(jī)械頂管機(jī)頭抱死、膨潤(rùn)泥漿減阻效果降低。

2.2在施工頂進(jìn)過程中管道出現(xiàn)裂縫

（1）管材質(zhì)量出現(xiàn)問題，批次檢驗(yàn)不到位、不符要求，承受不住頂管機(jī)頂力導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫。（2）在管材生產(chǎn)過程、材料運(yùn)輸、裝卸過程、碼放安裝等方法不當(dāng)，造成管節(jié)出現(xiàn)較小裂縫，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性損壞;頂管頂進(jìn)過程中頂力超過管節(jié)的承壓強(qiáng)度，或軸線偏差過大，頂管阻力增大，致使管節(jié)應(yīng)力集中出現(xiàn)裂縫而損壞。（3）頂管頂進(jìn)過程中頂管上部遇到回填土、流沙層、含水率較高的淤泥等情況無法正常頂進(jìn)。

2.3頂管頂進(jìn)過程中遇到溶洞

以某工程為例，在頂管施工過程中，前11節(jié)頂管的頂進(jìn)壓為15～18MPa，且頂進(jìn)過程逐步增大，根據(jù)數(shù)據(jù)初步判斷為頂管軸線有偏移，阻力增大。在第12節(jié)頂管施工時(shí)發(fā)現(xiàn)，頂進(jìn)壓力突然增加至23MPa，且第11、12節(jié)管材已經(jīng)破損，施工立即停止。物探電阻率斷面圖顯示：淺部電阻率普遍較低，等值線較平緩，推測(cè)為覆蓋層的反應(yīng)。粉色線條所示，推測(cè)為土石界限，覆蓋層以下電阻率等值線，局部比較凌亂，電阻率高低交錯(cuò)分布規(guī)律性差，結(jié)合地質(zhì)調(diào)查，為灰?guī)r地層，巖溶較發(fā)育，推測(cè)低阻凹陷。低阻團(tuán)塊為巖溶強(qiáng)烈發(fā)育區(qū)。該段區(qū)域極有可能存在豐富的溶洞群。實(shí)際上，在破拆損壞的頂管后發(fā)現(xiàn)，確實(shí)在頂管段中存在大小不一的溶洞區(qū)（較大的溶洞3.5×4×3），綜合各方面因素考慮，通過分析由于機(jī)頭部位存在溶洞，導(dǎo)致機(jī)頭受力不均，使得機(jī)頭跑偏，從而使管道在受力上也不均勻，力較分散，造成管道局部損壞、出現(xiàn)裂縫。

3.頂管施工技術(shù)優(yōu)化措施

3.1頂管施工準(zhǔn)備工作

在給排水項(xiàng)目施工準(zhǔn)備工作中，最為重要的就是對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘測(cè)，完成平面布局等相關(guān)工作?？傮w平面布置工作比較煩瑣，既包括施工中可能用到的起重裝置以及自動(dòng)控制裝置等設(shè)備，還需要對(duì)注水系統(tǒng)、拌漿棚和拌漿材料、千斤頂、反力架等進(jìn)行嚴(yán)格檢查。在施工前期準(zhǔn)備過程當(dāng)中，還需要制定一個(gè)詳細(xì)的施工規(guī)劃，并預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的情況，制定出相應(yīng)的應(yīng)急方案。在施工之前，需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的工作做一定的計(jì)劃和梳理，包括要用到的工具、器械以及場(chǎng)地的設(shè)置、各種現(xiàn)代化的裝置，提前做好準(zhǔn)備工作。然后根據(jù)具體的施工情況，做好人員的調(diào)配和工作的調(diào)度，主要進(jìn)行一些設(shè)備的安裝，例如頂管機(jī)、發(fā)射架等，以保證施工順利開展。

3.2減少阻力

頂管上的孔會(huì)導(dǎo)致地面下沉，同時(shí)頂管會(huì)與地面的地層摩擦產(chǎn)生阻力。通過注漿將泥漿注入管道外壁，可在頂管外壁形成泥漿護(hù)壁，有效減少頂管與土層的摩擦。同時(shí)由于泥環(huán)的支撐力，還可以有效減少塌陷造成的地層損失，可以控制土體的下沉。在注漿過程中，主要使用觸變泥漿。灌漿后可真正降低施工阻力，同時(shí)增加相應(yīng)部位的強(qiáng)度，起到框架和支撐地面的作用。 ，緩解土方塌陷問題，促進(jìn)土層平整。同時(shí)，要確保施工過程中注漿與管道吊裝聯(lián)合實(shí)施，確保工程安全和質(zhì)量。值得一提的是，降低阻力的效果主要取決于泥漿護(hù)壁的質(zhì)量。因此，聯(lián)合工作尤為重要，必須嚴(yán)格按照要求進(jìn)行。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，實(shí)際泥漿量是理論用量的4～5倍，配置標(biāo)準(zhǔn)通常配置堿性水、膨潤(rùn)土和水的比例為0.02：0.4：1。

3.3頂管糾偏

具體方法是通過矯正千斤頂組矯正千斤頂?shù)钠?，根?jù)管子的不同傾斜度進(jìn)行不同的處理。管道對(duì)策。施工時(shí)根據(jù)實(shí)際需要，通過放大扭矩來修正頂管口，必須注意所用的力，如果力過大，偏差會(huì)增加。因此，在施工時(shí)要注意區(qū)域結(jié)構(gòu)，在出現(xiàn)偏差時(shí)要及時(shí)進(jìn)行細(xì)微的修正，這樣才能快速有效地糾正偏差。當(dāng)千斤頂向左拉出，再向右拉回時(shí)，千斤頂可以向左矯正。同理，當(dāng)千斤頂向右伸出，向左縮回時(shí)，千斤頂管偏向右側(cè)進(jìn)行校正。千斤頂?shù)某C正，要求施工人員沉著穩(wěn)重，采取多調(diào)、緩調(diào)的策略?？偠灾?，這個(gè)程序考驗(yàn)的是施工經(jīng)驗(yàn)和控制。

3.4逆作法處理措施

在某次頂進(jìn)過程中，碰到兩根報(bào)廢的Φ160電力管線，機(jī)頭刀盤與管線纏繞一起既無法頂進(jìn)又無法取出。根據(jù)周邊環(huán)境，由于地面附近無其他障礙物，經(jīng)研究考慮采用逆作法從地面向下開挖倒掛井。首先確定機(jī)頭與管線的具體位置，與機(jī)頭為中心點(diǎn)，孔徑為 2 m，然后在地面放樣做倒掛井，挖到機(jī)頭與管線交界面，并采用角磨機(jī)切除管線。最后將倒掛井回填后，再進(jìn)行后續(xù)管道頂進(jìn)工作。

4.結(jié)語

綜上所述，在市政工程建設(shè)中，隨著機(jī)械化的施工模式推廣，以及施工技術(shù)條件越來越成熟完善，頂管施工傳統(tǒng)問題的處理解決方式將越來越科學(xué)合理。隨著新技術(shù)應(yīng)用、新材料的使用、新工藝的實(shí)施，也將勢(shì)必出現(xiàn)新的問題，頂管施工技術(shù)的更新替代，也將在施工摸索中逐步發(fā)展、不斷進(jìn)步。保證頂管施工不破壞道路、減少交通干擾、方便居民生活、降低安全隱患，同時(shí)加快施工進(jìn)度，縮短工期。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋春梅. 市政工程施工中頂管施工技術(shù)分析[J]. 科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2019（30）：133-134.

[2]王小平. 市政工程頂管施工技術(shù)及質(zhì)量控制措施分析[J]. 科技視界，2020（15）：207-208.

[3]熊勛華. 探討頂管施工技術(shù)在市政工程中的應(yīng)用[J]. 四川水泥，2020（09）：208+210.