淺析市政道路雨污水管頂管施工技術(shù)的研究

宋震

上海市政工程設(shè)計研究總院（集團(tuán)）有限公司青島分公司 山東 青島 266011

在市政道路工程施工過程中，排水工程施工是其中非常重要的施工環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到市政道路工程的使用穩(wěn)定性以及城市內(nèi)部的水體排放質(zhì)量。在市政道路雨污水管道施工過程中，頂管施工技術(shù)是其中比較常用的施工技術(shù)之一，相比于傳統(tǒng)的施工技術(shù)而言，通過頂管施工技術(shù)的應(yīng)用，對地面以上的正常活動產(chǎn)生的影響相對較小，屬于一種非開挖型的工程施工工藝，在工程施工過程中對整個施工流程控制比較嚴(yán)格，可以保證地面以上交通的正常通行，防止對人們的日常出行造成嚴(yán)重的影響。通過雨污水管頂管施工技術(shù)的合理應(yīng)用，在一些城市內(nèi)部穿越公路設(shè)施過程中，可以明顯降低開挖施工作業(yè)量，進(jìn)而可以節(jié)省施工時間和成本投入量，在整個施工造價方面可以得到全面控制。因此，市政雨污水管頂管施工技術(shù)在我國各大市政道路，排水工程施工當(dāng)中應(yīng)用非常普遍。

1.工程概況

針對我國某城市一處市政道路雨污水排水工程建設(shè)施工展開分析和研究，為了充分滿足該城市的建設(shè)發(fā)展要求，城市內(nèi)部正在大力建設(shè)市政道路雨污水排水管道工程，同時在工程施工過程中需要穿越既有道路等。由于受到地面以上基礎(chǔ)設(shè)施所產(chǎn)生的影響，需要通過使用頂管施工技術(shù)來加以處理。除此之外，在本段市政道路雨污水管道施工過程中，施工區(qū)域位于地質(zhì)條件相對不是非常穩(wěn)定的軟土層結(jié)構(gòu)之上，土質(zhì)條件主要是以淤泥、粘土條件為主，同時地下水的埋深相對較淺，污水管道埋深較大。在工程施工當(dāng)中需要盡可能避免對地面上的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)造成不良影響，同時縮短管道線路施工長度。在設(shè)計工作當(dāng)中通過提出頂管施工技術(shù)來保證整個雨污水管道工程施工的順利開展,其中頂管直徑DN400—4500、埋深3m，周圍不存在障礙物。

2.頂管施工技術(shù)前期準(zhǔn)備工作

頂管材料在選用過程中需要選擇耐腐蝕性更強、穩(wěn)定性更高以及強度更大的材料，并且在頂管施工之前需要有效做好前期的調(diào)查工作，需要對施工區(qū)域范圍內(nèi)的地質(zhì)條件以及地下其他管線的部分情況加以了解，保證后續(xù)管道工程施工的順利進(jìn)行。

2.1 平面設(shè)置

在平面設(shè)計工作當(dāng)中主要包含了自動控制室設(shè)置、起重裝置、棄土坑以及注漿系統(tǒng)布置等。在使用頂管施工技術(shù)之前需要在前井內(nèi)部設(shè)置反立架千斤頂、頂板設(shè)備以及發(fā)射架等相關(guān)頂進(jìn)施工基礎(chǔ)設(shè)施，工作井邊緣位置需要安裝下井扶梯方便施工人員的后續(xù)操作。

2.2 頂管入洞位置和土體加固處理

為了有效保證頂管機械設(shè)備在出洞過程中的安全性，需要在入洞的位置對土體結(jié)構(gòu)進(jìn)行充分加固，在加固處理工作中分為以下幾種類型，第一，施工高壓旋噴樁對混凝土的后背墻體進(jìn)行加固；第二，為了有效防止頂管機械設(shè)備，在出入預(yù)留洞口過程中產(chǎn)生泥水流失現(xiàn)象，同時頂進(jìn)工作過程中泥漿不存在流失現(xiàn)象，需要在工作井的洞口位置設(shè)置出必要的止水設(shè)施，以此來保證后續(xù)工程施工的順利開展[1]。

2.3 頂管施工設(shè)施

在本段市政道路雨污水管道工程施工過程中，由于受到施工區(qū)域地質(zhì)條件因素的影響，頂管頂進(jìn)施工需要在淤泥和粘土層當(dāng)中來加以開展。在工程施工現(xiàn)場不能使用明溝開挖的方法來進(jìn)行埋管施工，同時管道沿線位置沒有其余的障礙物，則頂管管道施工是最理想的施工方法，施工管道直徑大小在800mm。在此基礎(chǔ)之上需要根據(jù)管道材料的規(guī)格尺寸大小，以及頂替施工過程中土體壓力，對千斤頂尺寸和規(guī)格進(jìn)行準(zhǔn)確設(shè)計。

3.頂管施工的具體工序以及施工方法

在頂管施工過程中，主要的施工流程為包含測量定位、安裝管節(jié)、設(shè)置頂鐵、工作面開挖、管內(nèi)運土、土方提升、棄土。其中布設(shè)頂鐵工作中還包含了頂、停頂退程、加頂鐵和頂進(jìn)完成等工序。

3.1 止水圈的使用頂管施工順序

在本段市政道路雨水管道工程施工過程中，施工人員通過使用泥水平衡型頂管機進(jìn)行詳細(xì)觀察和分析，頂管機在經(jīng)過洞口位置達(dá)到土體內(nèi)部條件下，如果頂管機之間的空隙如果沒有進(jìn)行密封處理，很有可能會出現(xiàn)滲水和漏水現(xiàn)象，會直接造成開挖工作面土壤的平衡性下降，很容易造成泥水流失狀況，造成頂管機械設(shè)備四周的土壤出現(xiàn)流失，最終會出現(xiàn)洞口的土體大面積塌方。因此，為了有效防止這一問題的產(chǎn)生需要在洞口位置安裝密封性能更強的止水圈，防止出現(xiàn)泥水大量流失現(xiàn)象。止水圈主要是通過橡膠圈壓板以及壓環(huán)等結(jié)構(gòu)所組成，在安裝止水圈過程中，首先需要將膨脹螺絲進(jìn)行充分固定，然后需要將橡膠圈直接套在膨脹螺絲表面然后進(jìn)行加固處理，需要將壓環(huán)直接壓入到橡膠圈的最上端；最后需要將壓板壓環(huán)使用螺絲進(jìn)行充分固定。正常情況下壓板需要保證超過36塊，可以有效保證沿著直徑方向可以進(jìn)行小于50mm的移動范圍，進(jìn)而可以對橡膠圈的壓緊程度進(jìn)行有效控制[2]。

3.2 潤滑材料的使用

在頂管施工過程中潤滑材料的使用非常關(guān)鍵，通常情況下會選擇粘土和膨潤土材料將其制作成泥漿液體。如果是膨潤土加工所形成的潤滑材料，泥漿的濃度大小需要控制在5%～15%之間，膨潤土的泥漿需要隨著頂管機械設(shè)備緩慢移動，進(jìn)而可以形成一種環(huán)狀連續(xù)性漿套結(jié)構(gòu)。在出動過程中如果洞口的主體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較強，可以保證潤滑材料的濃度得到進(jìn)一步控制和降低，在距離洞口6m左右位置時，通過使用清水保證泥水的壓力降到最低，有效防止正面土體壓力所產(chǎn)生的影響。

3.3 注漿減阻技術(shù)

在頂管施工技術(shù)的應(yīng)用過程中，注漿減阻技術(shù)是其中一項非常關(guān)鍵的施工技術(shù)方法，該項技術(shù)主要是基于泥漿壓注施工來觸變泥漿，將頂管四周的空隙得到充分提升，然后有效建立起一種泥漿式保護(hù)套結(jié)構(gòu)，可以起到良好的底層支撐效果，有效降低地面沉降量同時還可以進(jìn)一步控制頂徑過程中的阻力大小。通過注漿減阻施工技術(shù)的應(yīng)用，在長距離頂管施工過程中作用效果非常明顯，可以進(jìn)一步降低頂管施工難度，提高市政道路雨污水管道的施工效率和質(zhì)量。

3.4 頂進(jìn)偏差校正處理

在管道頂進(jìn)施工過程中，通常情況下會存在大約10mm的管位偏差，在此條件下需要對管道位置進(jìn)行有效調(diào)整。校正偏差需要緩慢進(jìn)行緩慢使用管道復(fù)位，不能強制性進(jìn)行調(diào)節(jié)，如果在施工過程中管道存在高程和方向上的偏差，都需要對大的偏差進(jìn)行進(jìn)一步修正。在偏差校正工作中需要盡可能保證小角度緩慢進(jìn)行頂進(jìn)，如果頂管機的端頭出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象，則可以使用管道內(nèi)部相反方向添加重塊的處理方法來進(jìn)行處理。

3.5 挖土校正

在管道頂進(jìn)施工過程中如果頂進(jìn)偏差值范圍在10～25mm之間，則通過挖土校正是最好的處理和選擇方法。在管道的設(shè)計中心左側(cè)區(qū)域，可以通過使用管道中心右側(cè)超挖施工方法來進(jìn)行校正，偏向管道中心一端的位置就可以不用進(jìn)行土壤挖掘，通過這一方法可以在后續(xù)的管道頂進(jìn)工作中，逐步校正到管道設(shè)計的中心點位置。

3.6 頂部校正

如果在頂進(jìn)工作過程中出現(xiàn)頂徑偏差量過大，無法使用挖土的方法進(jìn)行解決時，則可以使用方木或者圓木，將一端直接頂?shù)焦艿榔虻焦鼙谖恢?，另一端可以直接通過支撐的方法使用木板進(jìn)行支撐。在此工作當(dāng)中可以使用千斤頂利用所產(chǎn)生的推動作用，保證管道的頂進(jìn)位置得到有效調(diào)整。

4.開挖頂管井工作中的相關(guān)注意事項

4.1 開挖施工注意事項

第一，頂管需要使用一臺抓斗挖土設(shè)備來進(jìn)行工作；第二，在開挖工作過程中需要預(yù)留出合理的土方，方便后續(xù)人工開挖施工，避免基礎(chǔ)底部的土壤受到明顯的擾動。第三，在開挖工作中，如果出現(xiàn)地址異常問題或者實際施工和圖紙設(shè)計之間存在較大的差異性，則需要和監(jiān)理人員人員以及相關(guān)設(shè)計工作人員之間取得及時溝通，經(jīng)過協(xié)商之后進(jìn)行有效處理。第四，在開挖工作當(dāng)中必須要時刻保持警惕狀態(tài)，需要及時對土體質(zhì)量以及開挖尺寸大小進(jìn)行檢查，要嚴(yán)格依照工程施工圖紙，對邊坡位置進(jìn)行壓實和整修，基坑底部位置需要順著周圍地形條件將坡度大小設(shè)置為2%角度，需要具有積水坑同時積水坑的深度比周圍高比深度深500mm，需要保證積水坑當(dāng)中的水可以及時排放到排水溝當(dāng)中。由于該地區(qū)夏季和秋季的降雨量相對較大，因此必須要有效做好防雨水沖刷問題，避免雨水過大對邊坡形成嚴(yán)重沖刷，同時對基礎(chǔ)部分的土壤造成嚴(yán)重的侵蝕。

4.2 頂管井施工注意事項

在完成土方開挖工作之后可以對頂管井進(jìn)行施工頂管井，施工過程中主要包含鋼筋施工模板施工以及混凝土施工等關(guān)節(jié)。在本次工程施工過程中針對頂管井施工注意事項進(jìn)行重點研究，對于鋼筋工程施工而言，在遇到洞口和相鄰墩墻時必須要根據(jù)工程施工要求進(jìn)行加強處理鋼筋材料，受拉區(qū)域相同的截面位置、鋼筋材料、接頭數(shù)量需要低于鋼筋材料總數(shù)量的50%，并且需要在接頭位置保證相互錯開施工間距，需要超過40倍的鋼筋直徑，同時對于接頭和相鄰鋼筋之間的徑間距大小，需要比混凝土骨料的最大顆粒直徑。模板施工過程中需要使用鋼管構(gòu)件來作為支撐，在對模板進(jìn)行制作和安裝過程中，必須要根據(jù)混凝土振搗和混凝土澆筑施工標(biāo)準(zhǔn)來加以開展模板，接縫位置需要保證充分嚴(yán)密和平整，確?；炷翝仓┕み^程中不會產(chǎn)生明顯的漏漿問題。在混凝土強度和設(shè)計要求相符合的條件下，可以直接將模板拆除，在模板施工過程中需要先將后支模板進(jìn)行拆除，然后再將先支模板進(jìn)行拆除，需要先拆除非承重的，在針對混凝土井壁澆筑施工當(dāng)中，需要從兩側(cè)區(qū)域逐漸向中間位置進(jìn)行澆筑，防止模板出現(xiàn)吸水膨脹問題，引發(fā)混凝土板產(chǎn)生變形和彎曲現(xiàn)象。

5.結(jié)語

綜上所述，在市政道路雨污水管道工程施工過程中，頂管施工技術(shù)在其中發(fā)揮出的作用非常明顯。通過頂管施工技術(shù)的合理使用，降低了雨污水排水管道的施工難度，并且對既有道路所產(chǎn)生的影響相對較小，整個工程施工效益非常明顯，實現(xiàn)了工程建設(shè)更高的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，推動我國城市化建設(shè)不斷朝著更高目標(biāo)上發(fā)展。