給排水長(zhǎng)距離管道的頂管施工技術(shù)研究

趙明輝

中交一公局集團(tuán)第七工程有限公司 河南鄭州 450000

1 長(zhǎng)距離頂管施工的主要影響因素

分析長(zhǎng)距離頂管施工的主要影響因素，就要了解頂管施工的基本施工過程。頂管施工的優(yōu)點(diǎn)是能夠有效的避免給排水管道的鋪設(shè)造成公路的挖掘和破壞，穿越河流、渠道。長(zhǎng)距離頂管施工工藝，只需要在一個(gè)方便施工的特定范圍內(nèi)制作沉井，然后通過土壓平衡、泥水平衡、氣壓平衡等方式，按照指定的路線進(jìn)行管道頂進(jìn)鋪設(shè)。利用這種施工工藝進(jìn)行管道鋪設(shè)，不僅能夠保留公路的原貌，避免影響人們的正常交通，還能夠?yàn)槲覈墓?jié)能減排方面做出貢獻(xiàn)。通過對(duì)基本施工過程的分析，可以知道長(zhǎng)距離頂管施工的主要影響因素為以下幾個(gè)方面。

首先，頂管工具頭的選擇，頂管機(jī)機(jī)頭直徑必須符合設(shè)計(jì)的尺寸和滿足功能性需求，直徑略大于管道直徑20 mm，與工具管連接緊密不滲水，外殼圓順無變形，各管路的連接處應(yīng)不漏水、不漏油，刀頭安裝牢固，滿足長(zhǎng)距離頂進(jìn)磨損要求。其次，因?yàn)榫嚯x比較長(zhǎng)，所以需要液壓推動(dòng)裝置給予的推動(dòng)力就比較大，如果推動(dòng)力過大會(huì)對(duì)沉井及后靠背產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性破壞，同時(shí)會(huì)影響管材的使用壽命，如果推動(dòng)力過小，又不會(huì)達(dá)到預(yù)期的頂進(jìn)距離，所以必須設(shè)置中繼間，逐級(jí)增加推進(jìn)力。另外，管材的選擇也會(huì)影響長(zhǎng)距離頂管?，F(xiàn)階段我國進(jìn)行頂管施工工藝中所采用的管道材質(zhì)主要為鋼管和混凝土管，與混凝土管相比，鋼管因?yàn)楹屯寥乐g有更小的摩擦力，并且所能承受的推力也比較強(qiáng)。同時(shí)，長(zhǎng)距離頂管施工工藝還要考慮頂管施工過程中管道的檢查和通風(fēng)等問題，這個(gè)影響因素的重要性主要體現(xiàn)在它與施工工人的生命安全直接關(guān)聯(lián)。如果在頂管工藝施工過程中，通風(fēng)管道或者通風(fēng)系統(tǒng)沒有良好的性能，就會(huì)導(dǎo)致管道中的施工人員出現(xiàn)安全事故。最后是頂管沿線的地質(zhì)情況也會(huì)影響長(zhǎng)距離頂管施工。長(zhǎng)距離頂進(jìn)過程中可能會(huì)遇到流砂層、地下暗河、拋填片石、頂管所在土層不均勻等問題，會(huì)造成頂管出現(xiàn)移位、沉降、透水、頂進(jìn)受阻等現(xiàn)象，導(dǎo)致頂管無法正常施工。所以針對(duì)長(zhǎng)距離頂管施工的主要影響因素，需要進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)措施和設(shè)備選擇才能保證給排水管道長(zhǎng)距離頂管施工的順利進(jìn)行。

2 給排水施工中長(zhǎng)距離管道的頂管施工技術(shù)

2.1 非開挖頂管施工技術(shù)

當(dāng)前非開挖施工技術(shù)尚未形成較為獨(dú)立的系統(tǒng)性研究體系，但隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化進(jìn)程的加快等，給排水施工也在不斷地發(fā)展，這推動(dòng)了非開挖頂管施工技術(shù)的應(yīng)用。對(duì)于非開挖施工技術(shù)需要注意的是，其在施工中需要進(jìn)行工作溝的開挖，而不是不挖溝的。在當(dāng)前時(shí)期，給排水施工中非開挖技術(shù)已經(jīng)超過了地質(zhì)工程技術(shù)，在工程中運(yùn)用地質(zhì)工程技術(shù)手段來限制非開挖技術(shù)，可能會(huì)導(dǎo)致一定的偏差問題，進(jìn)而對(duì)整個(gè)工程施工產(chǎn)生影響，這同樣不利于非開挖施工技術(shù)的發(fā)展以及創(chuàng)新。所以，唯有在給排水施工中科學(xué)合理地運(yùn)用非開挖頂管施工技術(shù)，才可以將非開挖技術(shù)的作用給充分發(fā)揮出來。

2.2 頂管施工技術(shù)

在給排水工程施工過程中頂管施工技術(shù)能夠在無鋼套或頂進(jìn)鋼套管的情況下開展，從而有效確保頂進(jìn)公共管道得以有效應(yīng)用。在工程施工中可在地表設(shè)置上2 個(gè)基坑井，并在其中設(shè)置鋼管，從而可以在千斤頂?shù)挠绊懴掳褭C(jī)械推至頂部。除此之外，還應(yīng)該在工作井之中設(shè)置出口，這樣可以確保土層和接收井進(jìn)行聯(lián)系，并且可以穿過接收井之上所預(yù)留的口，這就構(gòu)成了管道工程施工的整體過程。

2.3 水平螺旋鉆進(jìn)法

在給排水工程中水平螺旋鉆進(jìn)法的應(yīng)用較為普遍，其主要是應(yīng)用螺旋鉆桿于工作井之中進(jìn)行鋼管的推進(jìn)操作，將鋼管推至預(yù)留的井之中，從而構(gòu)成管道施工管理的有效方式，可以切實(shí)降低對(duì)地表產(chǎn)生的干擾，避免土層破壞產(chǎn)生的環(huán)境破壞問題。水平螺旋鉆進(jìn)法一般是于小口徑剛進(jìn)混凝土排水管道之中開展。

2.4 通風(fēng)系統(tǒng)

在長(zhǎng)距離管道頂管施工之中，應(yīng)該將通風(fēng)問題給明確化，保證工作人員在開展長(zhǎng)距離頂管施工中不至于存在氧氣不足的問題。有害氣體不但會(huì)影響工作人員的生命安全，同時(shí)也會(huì)對(duì)工程測(cè)量操作產(chǎn)生影響，因此需要有效開展通風(fēng)散氣操作?，F(xiàn)在常用的通風(fēng)形式主要包括：抽風(fēng)、鼓風(fēng)以及抽風(fēng)鼓風(fēng)相結(jié)合。其中，鼓風(fēng)模式的通風(fēng)出口氣流范圍較廣，可以將工作面中的有害氣體給排出來，也具有較強(qiáng)的煙塵能力，較高的安全性能，但是這一通風(fēng)模式的通風(fēng)距離較短，所驅(qū)散的空氣可能會(huì)在工作坑之中停留，因此應(yīng)該引起注意。

3 排水施工工程中頂管施工技術(shù)的應(yīng)用

3.1 準(zhǔn)備環(huán)節(jié)

對(duì)于開展此技術(shù)，應(yīng)對(duì)實(shí)際情況勘察，并畫圖紙規(guī)范施工環(huán)節(jié)，對(duì)于畫圖環(huán)節(jié)應(yīng)做好調(diào)查、記錄等工作，此圖應(yīng)準(zhǔn)確反應(yīng)施工點(diǎn)的情況，不能隨意添加點(diǎn)、遺漏點(diǎn)等，待其圖紙完成后再綜合此技術(shù)匯總操作圖，所開展各項(xiàng)工作應(yīng)當(dāng)遵循圖紙，其畫圖、匯總工作不能出現(xiàn)誤差，若數(shù)據(jù)有誤差的情況下，會(huì)影響其他環(huán)節(jié)工作。待其工作完成，應(yīng)綜合圖紙準(zhǔn)備工具、軌道、水、灰等工作，完成此工作后應(yīng)開展架建、測(cè)高等，待其架好導(dǎo)軌，應(yīng)及時(shí)裝置油箱、起重機(jī)等，此工作完成應(yīng)關(guān)注底板強(qiáng)度，若達(dá)不到的情況下則不能開展工作，若未嚴(yán)控其強(qiáng)度則會(huì)造成施工較差的情況。應(yīng)做好止水工作，避免其應(yīng)用中出現(xiàn)泥水灑漏情況，施工者應(yīng)掌控好高度、長(zhǎng)度等，對(duì)于此工作具有認(rèn)真度，耐心度。

3.2 穿墻技術(shù)

在穿墻管中需要填充一些黏土水泥拌合土，選擇的是一些強(qiáng)度較低的拌合土，能夠有效防止水土的侵入，通過注漿對(duì)穿墻管的外部進(jìn)行加固，防止土體發(fā)生松動(dòng)，在進(jìn)行穿墻施工時(shí)，需要對(duì)周圍的施工環(huán)境進(jìn)行分析，根據(jù)實(shí)際的施工情況制定出施工方案，在開啟悶管之后，需要及時(shí)推進(jìn)工具管，做好止水工作，選擇的止水板要是20mm 左右，要能夠耐磨和拉伸，及時(shí)做好安裝工作。

3.3 糾偏技術(shù)

在排水管網(wǎng)的施工過程中，隨著管道的逐漸頂進(jìn)，管道所遭受的阻力也逐漸增加，由此出現(xiàn)了偏心力，這也是導(dǎo)致管道偏離管網(wǎng)規(guī)劃路線的主要原因之一。鑒于此，在頂管施工中一定要對(duì)管道進(jìn)行糾偏。例如在某大型城市的排水管網(wǎng)施工過程中，技術(shù)人員要隨時(shí)對(duì)管道的方向進(jìn)行測(cè)量，要對(duì)頂管上下左右的偏移量進(jìn)行測(cè)量，對(duì)照偏移量數(shù)據(jù)表來檢驗(yàn)頂管是否在頂入過程中產(chǎn)生偏移。比如可以在頂入的管道口進(jìn)行人力施壓工作，以確保管道方向和預(yù)先的設(shè)計(jì)方向一致。同時(shí)，為了避免壓力過大損壞管道口，施工人員可以采用逐步增加壓力的方式少量多次的進(jìn)行管道糾偏工作。此外，施工人員在糾偏時(shí)，要靈活使用千斤頂和超提刀，在這兩個(gè)工具的幫助下讓管道逐步回歸到原來的設(shè)計(jì)路線上。同時(shí)，為了確保管道方向沒有發(fā)生偏移，在進(jìn)行糾偏工作時(shí)還要采用“頂入一次、測(cè)量一次”的工作方針。

3.4 注漿減阻

在使用頂管技術(shù)時(shí)，利用相應(yīng)設(shè)備所產(chǎn)生的泥漿來對(duì)管道附近的縫隙進(jìn)行填充，這樣就能夠很好的保護(hù)管道，并且還能夠起到支撐地面的作用，減少地面沉降的問題。在給排水工程施工中對(duì)頂管技術(shù)應(yīng)用時(shí)，要對(duì)其頂管的尾部和頂部進(jìn)行施工，隨后的注漿施工必須要在混凝土管道中完成，彌補(bǔ)在這過程中泥漿施工的不足。

3.5 頂管出洞技術(shù)

在排水管道的架設(shè)過程中，頂管出洞是整個(gè)頂管施工技術(shù)的核心環(huán)節(jié)。頂管出洞技術(shù)即頂管機(jī)的機(jī)頭和頂管管道出洞口的過程。在頂管出洞過程中，由于管道頂入的黏土密度很小，不易成型，因此容易導(dǎo)致管線偏離預(yù)設(shè)的方向。如果管道口遭受的壓力過大，還會(huì)導(dǎo)致管道變形。鑒于此，施工人員在進(jìn)行施工時(shí)一定要結(jié)合實(shí)際的施工情況采用正確的糾偏措施。例如在重慶某區(qū)域的排水管道鋪設(shè)過程中，重慶地勢(shì)情況較為復(fù)雜，且土質(zhì)非常松軟，這些地理要素對(duì)排水管道的頂管出洞過程產(chǎn)生了嚴(yán)重影響，稍有不慎就會(huì)出現(xiàn)管道偏移的情況。鑒于此，當(dāng)?shù)厥┕と藛T采用對(duì)主頂管施加恒定壓力的方式讓管道緩慢回歸到原來的設(shè)計(jì)方向上。除此之外，為了保障頂管出洞過程中施工人員的安全，一定要對(duì)頂進(jìn)管道的土壤采用相應(yīng)的加壓加固的方式，避免在頂管出洞時(shí)發(fā)生塌方事故。

4 結(jié)語

綜上所述，當(dāng)前很多大中型城市的排水管道都采用了頂管施工技術(shù)，該技術(shù)不僅可以減少對(duì)城市交通道路的破壞，而且可以有效降低對(duì)城市環(huán)境的二次污染。正因如此，越來越多的地區(qū)政府開始采用頂管施工技術(shù)來鋪設(shè)城市的排水管道，但是該項(xiàng)技術(shù)對(duì)政府施工單位的技術(shù)要求很高，相關(guān)施工單位一定要結(jié)合實(shí)際的施工情況進(jìn)行頂管施工，在保障施工進(jìn)度的同時(shí)提高施工效率。