長(zhǎng)距離頂管施工技術(shù)在市政排水工程施工中的應(yīng)用

房敏

1.長(zhǎng)距離頂管施工的主要相關(guān)內(nèi)容

1.1 基本施工原理

在施工中，技術(shù)人員會(huì)利用相關(guān)設(shè)備將其施工管道鋪至作業(yè)結(jié)束通道中。這種鋪設(shè)模式的精度要求較高，且工作距離較長(zhǎng)，大多數(shù)長(zhǎng)距離頂管施工的施工長(zhǎng)度都在1500m 上。而在管道選用上，其管道直徑多為350mm～400mm 之間，種類選擇要求也相對(duì)較高[1]。

1.2 工程開展優(yōu)勢(shì)

比起傳統(tǒng)的施工技術(shù)，長(zhǎng)距離頂管施工有較多的開展優(yōu)勢(shì)。（1）對(duì)土質(zhì)的要求較低。與其他技術(shù)不同，長(zhǎng)距離頂管施工可以適用于任何土質(zhì)，所以也能夠有效提高其工程應(yīng)用率。而對(duì)于其他地下工程來講，就需要大量的支撐結(jié)構(gòu)對(duì)地面結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)，以免出現(xiàn)安全問題。（2）對(duì)地面影響較小。大部分的地下工程需要進(jìn)行地面支護(hù)，難免直接影響工程地面部分的狀態(tài)。但對(duì)于長(zhǎng)距離頂管施工作業(yè)來講，由于其直接通過液壓機(jī)進(jìn)行管道處理，主要機(jī)器都在地下，會(huì)減少對(duì)地面建筑及交通產(chǎn)生的影響。所以在現(xiàn)代地下工程建設(shè)中，長(zhǎng)距離頂管施工已經(jīng)成為其首選方案之一。（3）施工成本較低。長(zhǎng)距離頂管施工的設(shè)計(jì)設(shè)備與技術(shù)相對(duì)較為簡(jiǎn)單，如果技術(shù)操作得當(dāng)，可以在低成本下完成施工作業(yè)。

2.長(zhǎng)距離頂管施工技術(shù)在市政給排水施工中的應(yīng)用難點(diǎn)

2.1 管體材質(zhì)的選擇比較困難

雖然長(zhǎng)距離頂管施工適用于各種土質(zhì)，但各種土質(zhì)對(duì)管材的影響各有不同。首先，長(zhǎng)距離頂管施工中的管體并非是一次性作業(yè)，其施工周期普遍較長(zhǎng)，所以要對(duì)其使用壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)。雖然施工作業(yè)前工程人員會(huì)提前對(duì)土質(zhì)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，但隨著地面結(jié)構(gòu)的改變，其地層環(huán)境也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)變化，這種變化往往也會(huì)嚴(yán)重影響管體的整體使用壽命。雖然可以使用材質(zhì)較好的管道進(jìn)行施工作業(yè)，但同時(shí)會(huì)增加管道鋪設(shè)成本。

2.2 存在技術(shù)問題

在施工過程中，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)工程實(shí)際情況確定管道的管徑與實(shí)際距離，從而計(jì)算區(qū)域內(nèi)管道所受到的推力與壓力，以便選擇最終的施工方式。但在實(shí)際施工中，管道的相關(guān)壓力計(jì)算十分困難，所以現(xiàn)階段很多管道都出現(xiàn)了跑漏問題，這也使工程面臨著較大的經(jīng)濟(jì)損失。除了跑漏問題以外，施工管道還面臨著位移風(fēng)險(xiǎn)。因?yàn)樵谑┕み^程中，整體施工距離較長(zhǎng)，所以很難保證施工的整體精度。

2.3 人員素質(zhì)問題

在工程施工前期，設(shè)計(jì)人員需要針對(duì)工程的具體情況設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)方案，但長(zhǎng)距離頂管作業(yè)的工程較為特殊，其上下限都十分依賴設(shè)計(jì)人員的自身素質(zhì)，如果處理不當(dāng)，不但會(huì)浪費(fèi)大量的建設(shè)資源，還會(huì)使工程面臨塌方的風(fēng)險(xiǎn)。而在技術(shù)操作中，長(zhǎng)距離頂管施工需要施工人員高度集中，并對(duì)施工區(qū)域的管道進(jìn)行精密處理，以免施工過程中出現(xiàn)偏斜、破裂等情況。如果管道出現(xiàn)了破裂，則會(huì)直接影響排水密閉性。在后期作業(yè)中，管道安裝時(shí)力的大小會(huì)改變管道位置，并使其出現(xiàn)小幅度偏移。

3.長(zhǎng)距離頂管施工技術(shù)在市政給排水施工中的應(yīng)用方案

3.1 優(yōu)化方案流程

（1）頂管處理。頂管處理直接影響長(zhǎng)距離頂管施工的工程質(zhì)量，只有對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格控制，才能夠保證施工的有序開展。首先，施工團(tuán)隊(duì)要在工作井中預(yù)留推進(jìn)位置。在位置確認(rèn)無誤后，需要穿越前墻體，進(jìn)至井外土層中。在作業(yè)過程中，頂管附近的摩擦力會(huì)相對(duì)較大，所以出現(xiàn)反彈的概率也會(huì)增大。如果不及時(shí)處理，洞體塌方的可能性就會(huì)增加。因此，當(dāng)出現(xiàn)反彈情況時(shí)，施工團(tuán)隊(duì)可以嘗試將工字鋼設(shè)置在洞口兩側(cè)附近，并使架設(shè)位置與地面保持平行，降低反彈出現(xiàn)的概率[2]。

（2）頂進(jìn)作業(yè)。在上個(gè)階段工作完成以后，工程人員就可以著手準(zhǔn)備頂進(jìn)作業(yè)。頂進(jìn)作業(yè)的主要?jiǎng)恿碓从谥黜斢捅靡约扒Ы镯?，所以需要工程人員事先對(duì)電油泵及千斤頂?shù)木唧w數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以便能夠適應(yīng)工程的壓力。如果頂進(jìn)作業(yè)中出現(xiàn)了土體下落，則可以嘗試用水槍進(jìn)行沖洗，并將泥漿輸送到排泥管道中，以降低其對(duì)工程的影響。在頂進(jìn)速度的處理上，大部分施工團(tuán)隊(duì)的速度都控制在30mm/min～50mm/min。在工程后期，這個(gè)速度可以相應(yīng)提升，部分施工團(tuán)隊(duì)能夠達(dá)到75mm～125mm。不過各土質(zhì)結(jié)構(gòu)的頂進(jìn)速度不同，所以還需要工程人員自行進(jìn)行調(diào)整。

（3）漿體注入。注漿在頂進(jìn)作業(yè)中十分重要，尤其是在前進(jìn)阻力較大的土質(zhì)當(dāng)中，更能發(fā)揮作用。在注漿前，工程人員需要設(shè)置注漿孔。一般情況下，注漿孔的間距為10m 每個(gè)，8 個(gè)即可有效降低前期阻力。注漿孔的直徑控制在25mm，角度的控制則需要在40°～45°之間。在選定度數(shù)之后，就不可以進(jìn)行更改。如果注漿口出現(xiàn)堵塞情況，則可以嘗試在工程開始前將3mm 鋼板設(shè)置到注漿孔外側(cè)，即可有效緩解注漿口堵塞情況。在漿體選擇上，應(yīng)保證其粘稠度，以免造成注漿口堵塞。在注漿前，最好將漿體靜置2h～3h。在注漿時(shí)的壓力控制上，則需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。

（4）鋼體結(jié)構(gòu)處理。由于施工主要在地下進(jìn)行，所以需要事先對(duì)鋼體進(jìn)行特殊處理，以免土質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)其造成影響。比如，事前要對(duì)其進(jìn)行干燥，以降低其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。在焊接設(shè)備的選擇上，則選擇交流電焊機(jī)為主要設(shè)備。工程中環(huán)縫長(zhǎng)度應(yīng)控制在11mm 左右，其誤差精度要小于0.5mm。焊接中工程人員要計(jì)算內(nèi)接縫與外接縫的焊接作業(yè)量，并做好相應(yīng)的設(shè)備安排，以便在6h內(nèi)完成。焊接完成后，則需要及時(shí)對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，以便其能夠達(dá)到施工要求。檢驗(yàn)完成后，需要在結(jié)構(gòu)外層涂抹防腐材料，以免其被腐蝕。在鋼管長(zhǎng)度的控制上，5m～6m 即可，不宜過長(zhǎng)。焊接中要盡量保證軸線的統(tǒng)一，以免出現(xiàn)傾斜，導(dǎo)致事故發(fā)生。

（5）進(jìn)洞作業(yè)。進(jìn)洞作業(yè)一般需要接收井進(jìn)行支持，但在大部分情況下，多數(shù)工程都不具備有進(jìn)洞井的設(shè)計(jì)條件。因此，實(shí)際操作時(shí)在距離目標(biāo)位置1200mm～1400mm 時(shí)，就需要暫停頂進(jìn)，并嘗試控制機(jī)頭前位置的土層壓力。在處理完成之后，就需要引水至目標(biāo)位置，并對(duì)工程設(shè)備進(jìn)行去除處理。處理中要注意及時(shí)封閉泥漿管，以免泥漿流出。確認(rèn)無誤后，則可開展下階段的施工作業(yè)。

（6）沉降處理。限于技術(shù)影響，現(xiàn)階段的長(zhǎng)距離頂進(jìn)施工都會(huì)造成不同程度的地層下降。施工距離越長(zhǎng)，其下降距離也會(huì)更加明顯。因此在施工中，施工人員要定期進(jìn)行土層觀測(cè)，以確定沉降距離。如果土體沉降數(shù)據(jù)較大，則需要立即停止作業(yè)，并做好新的頂進(jìn)計(jì)劃。如果沉降距離過于大，則要及時(shí)做好支護(hù)并放棄作業(yè)計(jì)劃。作業(yè)中路面也需要控制壓力，以免壓力過大導(dǎo)致路面塌陷，影響工程進(jìn)度。

3.2 優(yōu)化施工技術(shù)

（1）保持工程現(xiàn)場(chǎng)通風(fēng)。由于施工技術(shù)主要集中在地下，所以大部分施工現(xiàn)場(chǎng)都存在著封閉、空氣流通較差的情況。若施工人員長(zhǎng)期停留在此環(huán)境中，就會(huì)出現(xiàn)不同程度的缺氧問題，會(huì)增加施工人員誤操作的概率。因此，在施工過程中，工程負(fù)責(zé)人可以使用簡(jiǎn)單的透風(fēng)技術(shù)保證地下施工現(xiàn)場(chǎng)的空氣流通，恢復(fù)地下工程現(xiàn)場(chǎng)的氧氣濃度。如果氧氣濃度過低，還需要?jiǎng)趧?dòng)保障裝置保證氧氣的正常供給。如果難以依靠自然條件進(jìn)行通風(fēng)，則需要在地下施工現(xiàn)場(chǎng)安裝抽氣機(jī)與換氣設(shè)備，并定期加速空氣流通。

（2）及時(shí)進(jìn)行偏移修正。上文中也談到，多數(shù)原因都會(huì)導(dǎo)致管道出現(xiàn)偏移，從而影響工程進(jìn)度與工程質(zhì)量，因此在工程當(dāng)中，施工人員需要對(duì)工程結(jié)構(gòu)的中心線進(jìn)行記錄，并保證其他支撐結(jié)構(gòu)的軸心與此線平行。一般情況下，為了便于糾偏，工程施工人員需要定期對(duì)軸心進(jìn)行測(cè)量。如果遇到較為復(fù)雜的施工環(huán)境，則需要及時(shí)縮短檢測(cè)間隔，以保證偏移量能夠在修復(fù)范圍內(nèi)。如果出現(xiàn)較大的工程偏移，只需要通過慢慢恢復(fù)的方式進(jìn)行修整，不可大范圍糾偏，以免影響管體，造成嚴(yán)重的施工事故。

（3）管材問題的處理。管材的問題需要根據(jù)實(shí)際的施工情況進(jìn)行確定，比如，若地面結(jié)構(gòu)存在結(jié)構(gòu)變化的可能，盡可能使用質(zhì)量?jī)?yōu)秀且抗腐蝕能力較強(qiáng)的管道；如果工程中有彎道或者其他特殊情況，需要使用有一定弧度變化的管道。在管道安裝中，除了要保證軸心的一致外，還要盡可能的保證連接處的緊密性，比如，可以嘗試用防水膠保證管道不會(huì)出現(xiàn)滲漏情況。如果施工中出現(xiàn)了管道質(zhì)量問題，則需要及時(shí)停止進(jìn)行施工，并對(duì)管道進(jìn)行處理，以免施工后管道的壓力達(dá)不到預(yù)定要求。

（4）做好技術(shù)支持。從整體上看，長(zhǎng)距離頂管施工作業(yè)的上下限差距較大，因此在方案制定時(shí)需要對(duì)方案進(jìn)行二次科學(xué)性與可行性審查，盡量避免施工方案出現(xiàn)問題。而在施工中，施工設(shè)備的距離需要進(jìn)行記錄，以保證不會(huì)出現(xiàn)較為明顯的偏移，從而影響工程質(zhì)量。在其他大型設(shè)備的維護(hù)上，要做到兩日一次，以免出現(xiàn)銹蝕問題。如果是銹蝕概率較高的設(shè)備，可以嘗試縮短維護(hù)周期，以保證其能夠正常使用。對(duì)施工人員，則需要及時(shí)進(jìn)行技術(shù)支持，并對(duì)工程中的易發(fā)問題進(jìn)行提醒。比如在軸心的處理上，要提醒工人保證其平行；在管道的安裝中，要注意密封性。

4.結(jié)束語

總而言之，隨著地下作業(yè)的不斷擴(kuò)展，長(zhǎng)距離頂管施工技術(shù)出現(xiàn)問題的概率也會(huì)逐漸增加。隨著施工次數(shù)的增加，地區(qū)土層的穩(wěn)固度也會(huì)逐漸下降，其地面沉降也會(huì)越加明顯。因此在施工中，技術(shù)人員還是要針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行技術(shù)調(diào)整，并努力將負(fù)面影響控制在最低水平。