市政道路非開挖頂管施工技術(shù)研究

王 麗 王 怡

（新鄉(xiāng)市市政工程處有限公司，河南 新鄉(xiāng) 453000）

在城市經(jīng)濟高速發(fā)展的今天，我國市政管網(wǎng)建設(shè)也取得了令人矚目的成績，進一步完善了城市交通道路網(wǎng)絡(luò)。然而，城市建設(shè)存在反復(fù)施工等現(xiàn)象，將會對城市道路、城市生活等方面造成極大影響，也不得不面臨嚴峻的城市管道施工問題。頂管法是一項非開挖管道施工技術(shù)，不僅可以減少路面開挖面積，還能減少環(huán)境干擾，是實現(xiàn)城市文明、安全施工的關(guān)鍵手段。為此，在市政給排水施工當中，應(yīng)積極運用頂管施工技術(shù)，做好施工準備工作，規(guī)范施工工藝，從而有效提升頂管施工的整體質(zhì)量水平。

1 頂管施工技術(shù)原理

美國于1896年在某次鐵路鋪設(shè)當中首次采用頂管技術(shù)，其發(fā)揮出的應(yīng)用價值得到了人們的認可，全面推進了頂管技術(shù)的進一步發(fā)展。隨著時代的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進步，頂管技術(shù)應(yīng)用越來越多，促使頂管技術(shù)愈加成熟。目前，頂管技術(shù)在我國市政管網(wǎng)鋪設(shè)當中得到了廣泛應(yīng)用，是一項非開挖掘進式管道鋪設(shè)工藝。其技術(shù)原理為利用主頂油缸和管道之間的中繼間等推力，便能在工作井下放工具管、掘進機等設(shè)備，并從土層穿過，直至進入接收井。通過這種施工方法，無需開挖路面，便可穿越構(gòu)造物，實現(xiàn)開挖敷設(shè)目的。相比開挖埋管工藝，頂管施工具有明顯優(yōu)勢，第一，對周圍環(huán)境干擾小，幾乎無影響；第二，施工占用土地少，減少資源浪費；第三，不會產(chǎn)生較大噪音，污染小等。

2 工程概況

某市政污水管遷改工程經(jīng)現(xiàn)場勘查可見，W7～W9段距離某小學(xué)較近，無法采用明挖埋管法進行施工。此外，污水管線5～6m為埋設(shè)深度，一旦選擇明挖敷設(shè)方案，將會嚴重影響相鄰建筑物的質(zhì)量。為此，在綜合考慮多種因素的前提下，決定采用頂管法進行W7～W9段施工，始發(fā)井以矩形為主，平面尺寸為3500×7000mm，井深為6970mm，C30混凝土強度，支護加固采用高壓旋噴樁。接收井則以圓形為主，Φ5000mm，井深為6150mm，C30混凝土強度，支護加固可采用高壓旋噴樁。根據(jù)地質(zhì)勘查表明，本路段存在大量淤泥質(zhì)土，土質(zhì)強度偏低，易被壓縮。一旦前期無法有效加固軟土地基，或降水超過標準要求，均會引發(fā)沉降問題。因此，在施工中，必須重視管節(jié)材料、施工機械等合理選擇，避免開挖路段周圍出現(xiàn)嚴重沉降問題，此外，還要做好降水控制工作。

3 市政道路非開挖頂管施工技術(shù)要點

本工程頂管施工的始發(fā)均為工作井，為W7～W9段。在工作井內(nèi)安裝主頂千斤頂，從而構(gòu)成頂管動力系統(tǒng)，為頂管施工提供水平推力。在頂管施工前，可將出洞口預(yù)留到前墻上，并在導(dǎo)軌上安裝頂管機頭，由出洞口向土內(nèi)推進，通過頂管機頭進行導(dǎo)向，隨后通過頂進系統(tǒng)頂進鋼筋混凝土管。在整個頂進環(huán)節(jié)，經(jīng)泥水系統(tǒng)將切削下的泥土泵送到沉淀池內(nèi)，待沉淀完以后，向棄土場內(nèi)運送沉渣。根據(jù)地質(zhì)勘查結(jié)果可見，本路段存在大量淤泥質(zhì)土，地質(zhì)情況較差，在整個施工時需保持施工的連續(xù)性，可組織2班施工人員進行24小時施工，直到完成頂管段施工。

1）設(shè)備調(diào)試及土體取樣。在安裝設(shè)備前，操作人員需清理干凈油管，并做好除塵干燥工作，避免污染物進入油管。同時，還要做好液壓系統(tǒng)檢查工作，保證無漏液問題。由于本工程屬于污水管網(wǎng)工程，施工作業(yè)環(huán)境具有較高濕度，為保證線路安全，需提前做好安全防護工作。在機頭組裝前，應(yīng)先完成設(shè)備調(diào)試工作，確保設(shè)備正常運行。一般在始發(fā)井的后靠墻處安裝頂管特制鋼后座，保證兩者緊緊貼合，主頂油缸和后座之間按90°安裝，通過混凝土及時將管間縫隙填滿。機頭采用起重機向工作井內(nèi)吊入，機頭在井內(nèi)安裝時，刀盤和洞門之間需保持一定距離，約1m左右。待完成安裝工作后，需對導(dǎo)軌高程精度進行復(fù)測，保證誤差在規(guī)定要求以內(nèi)，且同時完成土體取樣。根據(jù)工程實際情況，可在封口上下兩端進行取樣。

2）頂管出洞。頂管機頭放置在井內(nèi)管床處，待完成調(diào)試工作后，便可做好一切頂管出洞準備。先通過風鎬將洞口磚墻鑿除，向橡膠密封圈內(nèi)放入機頭，頂入土內(nèi)，并將鵬潤土泥漿填滿機頭和洞口縫隙，起到管道潤滑及土體支護作用。應(yīng)迅速頂管出洞，避免洞口外土體坍塌。此次頂管施工位于城市中心城區(qū)，人口密度大，車流量多。因此，只能采取水平鉆抽芯法進行施工，不宜采用爆破施工。為避免管線偏斜，需做到以下幾點：第一，做好工具試調(diào)工作，保證歸“零”，將工具管調(diào)成一條直線，隨后鎖住糾偏油缸。第二，工具管出洞之后，因支撐面面積有限，極易發(fā)生工具管下跌情況，為避免此類問題出現(xiàn)，需將支撐加設(shè)在工具管下的井壁上。

3）頂管進洞。在施工準備階段，需做好測量放樣工作，保證測量準確，為后期施工提供可靠的依據(jù)。頂管進洞是指頂完一段管道后，頂管機破進洞口封門向接收井內(nèi)進入，同時，還應(yīng)緊密連接頂管機后一節(jié)管和進洞口部位。頂管進洞前，必須做好工具管位置檢查工作，并將工具管的位置在接收井磚墻門內(nèi)側(cè)準確畫出。隨后將磚墻門拆除，及時向接收井內(nèi)頂入工具管與首節(jié)管，在接收井內(nèi)外露長度需滿足規(guī)范需求。最后進行首管和接收井之間空隙密封處理。為保證頂進施工質(zhì)量，需做好糾偏處理，保證測量準確。

4）管節(jié)注漿減阻。管節(jié)頂進時，將有大量摩阻產(chǎn)生于管材外壁和土體之間，為達到減阻效果，頂進時，需及時將觸變泥漿注入。根據(jù)工程實際情況，可設(shè)四個壓漿孔，且全部安設(shè)到頂管機機尾，并將四個注漿孔設(shè)于管節(jié)。通過壓漿孔向管節(jié)外壁進行減阻泥漿注入，管節(jié)外側(cè)將有泥漿套形成，以此達到減阻效果，大幅減小頂管所需頂力。為保證減阻效果，頂管機尾部的壓漿工作需持續(xù)進行，保證壓漿施工質(zhì)量。

5）糾偏。在頂管施工中，糾偏問題極為常見，是指工具管與設(shè)計軸線偏離，通過工具管內(nèi)的糾偏裝置實現(xiàn)管端方向變化，從而達到管線偏差降低的目的。為有效避免此類問題發(fā)生，可采取有效措施加以處理。在頂進過程中，靜態(tài)糾偏不利于管線施工。一般來講，鋼筋混凝土糾偏靈敏度較高，但需合理控制糾偏角度，不宜太大，防止出現(xiàn)過大彎曲現(xiàn)象。機頭通常分為兩節(jié)，可將糾偏油缸安設(shè)于兩節(jié)之間，一般為2～3根。通過擴張、縮短向設(shè)計的頂進軸向來控制掘進頭的方向，以此達到糾偏目的。常用方法如下：（1）某根糾偏油缸伸縮處治。一般將激光裝置安設(shè)到油缸上，頂進過程中，可將激光點射到光靶，按照光靶顯示點位置情況調(diào)整對應(yīng)油缸位置。（2）頂進速度合理控制。在軟弱土質(zhì)頂進時，掘進頭需向上一點，并加速掘進，避免向下偏差太大?；蛲临|(zhì)稀松性過于嚴重，則可采用悶頂糾偏。

4 結(jié)束語

綜上所述，伴隨城市化進程的不斷加快，我國城市建設(shè)突飛猛進。在市政管網(wǎng)建設(shè)當中，涉及的管道很多，比如熱力管道、排水管道、電力管道等等，地下管網(wǎng)錯綜復(fù)雜。污水管道是城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重點，保障施工質(zhì)量，對城市建設(shè)發(fā)展意義重大。作為一種常用的施工形式，頂管法憑借自身優(yōu)異的性能在市政管網(wǎng)建設(shè)當中取得了良好的應(yīng)用效果。