頂管施工技術(shù)在市政工程中的應(yīng)用

王鳳芹

1.市政工程中頂管施工技術(shù)概述

1.1 優(yōu)點分析

在市政工程中應(yīng)用頂管施工技術(shù)，可以有效避開地面開挖，最大限度保證城市的本來面貌。頂管施工技術(shù)的應(yīng)用具有控聲降噪的特點，地下頂進的方式對施工區(qū)域周邊環(huán)境造成的影響是非常小的。與其他施工技術(shù)相比，頂管施工技術(shù)不會大規(guī)模破壞地面、土層結(jié)構(gòu)，在具體施工過程中對生態(tài)環(huán)境造成的影響相對較小，技術(shù)實施過程中體現(xiàn)出較強的生態(tài)性。頂管施工技術(shù)的應(yīng)用，以其節(jié)能降噪、破壞力小等特點實現(xiàn)了降低工程造價的目標，緩解了地方政府資金壓力，是一種能實現(xiàn)地方政府、施工單位共贏的施工技術(shù)[1]。

1.2 缺點分析

在市政工程中應(yīng)用頂管施工技術(shù)，頂進過程中如果遇到多曲線組合的施工情況，會增加施工難度。同時，當土壤空隙中水分、空氣含量超標，在土質(zhì)偏軟的情況下，頂進的精確度會受到影響，可能會導(dǎo)致后期施工過程中地面發(fā)生沉降問題，影響整體施工質(zhì)量和進度。頂管施工技術(shù)的應(yīng)用，對環(huán)境的要求也比較高，在空氣中水分含量、地方降水量較高的情況下，土壤的穩(wěn)定性會受到影響，不僅影響頂進精確度，甚至?xí)硪欢ò踩[患。所以在具體施工之前，施工單位需要應(yīng)用其他技術(shù)處理好土壤問題，如排水固結(jié)法等。

1.3 應(yīng)用范圍

在市政工程中，頂管施工技術(shù)并非適用于所有施工當中，確定好頂管施工技術(shù)的應(yīng)用范圍是非常重要的。例如在施工區(qū)域周邊建筑較為密集的情況下，為了降低地面開挖對周邊環(huán)境造成的影響，可以使用頂管施工技術(shù)進行管道施工。在施工區(qū)域內(nèi)土壤粘性較大或土壤為粉質(zhì)土壤的時候，應(yīng)用頂管施工技術(shù)較為適宜。值得一提的是，如果施工區(qū)域內(nèi)土壤中含有較大固定物如石塊、混凝土等，是不適合使用頂管施工技術(shù)的。

1.4 施工原理

頂管施工技術(shù)是一種專用于埋設(shè)管道的施工技術(shù)，通常被應(yīng)用到給排水管道工程中。在具體施工過程中，施工單位需要通過頂進設(shè)備將管道頂進到坑中。在頂進的過程中，施工單位應(yīng)考慮工作坑的坡度，以及坑壁與管道的摩擦力，必要的時候可以采用分節(jié)頂進的方式。在管道推進的過程中，推進力主要來源于管道層、中繼層以及主頂油缸層，結(jié)合掘進機開展管道的預(yù)埋工作。

2.市政工程應(yīng)用頂管施工技術(shù)需要注意的問題

2.1 規(guī)劃好管道路線

與傳統(tǒng)管道施工技術(shù)相比，頂管施工技術(shù)的施工工序雖然比較簡單，工作面積也更小，但是在施工之前施工單位還是要考慮到各種影響施工的因素，結(jié)合施工區(qū)域周邊建筑分布的情況，規(guī)劃好管道線路，提高頂管施工技術(shù)的應(yīng)用成效，避免施工過程中頂管施工技術(shù)對周邊建筑造成破壞和影響，提升市政工程管道施工合理性以及科學(xué)性。

2.2 制定科學(xué)的應(yīng)用方案

在應(yīng)用頂管施工技術(shù)之前，施工單位要對每一項施工步驟有良好的把控。首先是確定管線的質(zhì)量，綜合考慮管線的長度、類型以及材質(zhì)等因素后，再開展鋪設(shè)工作。管道的輻射范圍還要受土壤結(jié)構(gòu)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響，所以這也是施工單位需要重點考慮的問題，在具體施工之前施工單位需要安排技術(shù)人員對輻射范圍內(nèi)地質(zhì)結(jié)構(gòu)、土壤結(jié)構(gòu)進行調(diào)查和分析，為頂管施工技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)造良好條件。

2.3 合理使用管道頂進技術(shù)

使用管道頂級技術(shù)的過程中，施工單位需保證頂進工作符合相關(guān)要求，控制好管道頂進的速度。鉆機入坑前，技術(shù)人員要排除鉆頭與地下硬物發(fā)生碰撞的風(fēng)險，避免鉆頭在鉆進過程中下墜、掉落，影響工程進度。管道入坑后，每頂進一段距離，施工單位就需要安排技術(shù)人員進行測量，保證頂進精度。在測量過程中如果出現(xiàn)了偏差，則需要保持好鉆機的方向，通過測量的方式分析和研究導(dǎo)致偏差問題出現(xiàn)的原因，最后制定解決問題的方案。當鉆機出現(xiàn)在接收井封門位置后，即可以結(jié)束頂進施工，并進行下一步的導(dǎo)軌安設(shè)工作。鉆機經(jīng)過導(dǎo)軌鉆進后，施工單位可以對坑內(nèi)動力電纜、排泥管道進行拆卸，保證管節(jié)與鉆機處于分離狀態(tài)，最終將管節(jié)運送到預(yù)埋位置。

3.頂管施工技術(shù)要點

3.1 選擇管道

市政施工中，施工單位需要科學(xué)選擇管道，以提高管道使用壽命為目的，在降低施工成本的同時強化市政工程的惠民效益。當前，我國市政工程中應(yīng)用的管道有三種不同的材質(zhì)，分別是混凝土、塑料、鋼，因為管道需要依靠推力推進到預(yù)定位置，所以這三種材質(zhì)的管道在施工過程中可以承受強大的推進力，不過不同材料管道的承壓能力是不同的。市政工程中管道主要用于生活、工業(yè)污水排放，污水中可能存在大量化學(xué)物質(zhì)，對管道會產(chǎn)生腐蝕作用，所以在選擇管道的過程中，施工單位要考慮污水對管道的腐蝕情況。在選擇管道長度時，施工單位要考慮施工區(qū)域內(nèi)線路長短、彎曲以及地質(zhì)條件。例如線路較長但完全較小的線路，施工單位應(yīng)選擇較長的管道[2]。

3.2 頂力

將頂管頂進到擬定位置，需要依靠強大的推力，在市政工程中應(yīng)用頂管施工技術(shù)主要通過油缸、頂鐵、千斤頂?shù)仍O(shè)備實現(xiàn)頂管頂進。在具體施工過程中，施工人員要考慮管道材質(zhì)問題，如管道長度、管壁厚度等，結(jié)合施工區(qū)地質(zhì)情況合理計算出定理，有效控制施工。在管道直徑較大的情況下，管道與土壤的摩擦力越大，所以所需的頂進頂力就越大，需要通過施加頂力的方式克服摩擦力對管道頂進的影響，確保管道被順利頂進。在頂進過程中，施工單位要有意識地控制頂力大小，例如在頂力超過管道材料承受力的時候，可能會出現(xiàn)破裂、變形等情況，不但加大了施工成本，還會影響工期。因為管道埋設(shè)于土層位置，所以當管道發(fā)生破裂、變形的時候，施工單位是無法第一時間發(fā)現(xiàn)的，所以控制好頂力是非常重要的。如果在管道破裂的情況下完成項目，后期管道投入使用后很容易對土壤、空氣環(huán)境造成污染。所以在頂進管道的過程中，施工單位要控制好管線偏差，施工過程中要嚴格監(jiān)督管道的頂進情況，如果發(fā)現(xiàn)問題立即停止施工，并進行管道糾正處理。

3.3 工作坑

市政工程中應(yīng)用頂管施工技術(shù)，需要使用掘進設(shè)備挖掘工作井和接收井，這兩種不同功能的井即我們常說的工作坑。在挖掘工作坑的過程中，通常以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主，一般是通過裝配式或現(xiàn)場澆筑的方式進行施工。以裝配式施工為例，施工單位需要提前組裝混凝土板，在工作井重要位置進行施工，施工單位還需要投入大型的承載設(shè)備，保證工作坑可以支撐攪拌樁或其他重型設(shè)備。在修建工作坑的過程中，施工方需要嚴格把控工作坑的質(zhì)量，保證工作坑質(zhì)量牢固[3]。

3.4 井頂管

頂管在頂力的作用下出洞，這是頂管施工技術(shù)中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一，同樣也是經(jīng)常出問題的一個環(huán)節(jié)。在首節(jié)管道破開工作井之前，施工單位需反復(fù)對管線進行調(diào)整，避免管道出現(xiàn)傾斜的情況。

3.5 注漿

表示向管道周圍空隙位置噴注漿液，漿液以泥漿為主。之所以開展注漿施工，是為了通過泥漿降低巖土層對管道造成的摩擦力，是一種有效保護管道的技術(shù)手段。施工結(jié)束后施工單位還要對管道周邊泥漿做排水固結(jié)處理，讓泥漿固定在巖土層中，時刻發(fā)揮對管道的加固保護作用。

4.市政工程中保證頂管施工質(zhì)量的策略分析

4.1 嚴格檢查頂管施工

雖然在市政工程管道施工中很多地方會用到頂管施工技術(shù)，但頂管施工技術(shù)并非適用于所有施工環(huán)節(jié)。所以在管道施工之前，施工單位要了解施工區(qū)域周邊交通情況，結(jié)合相關(guān)影響以及政府部門對環(huán)境保護的要求合理規(guī)劃交通路線。施工單位需要在施工區(qū)域周邊路口設(shè)立標識牌，也可以委派專業(yè)人員協(xié)助交警指揮交通，并且還要對施工區(qū)域的排水系統(tǒng)進行深入分析和研究，制定優(yōu)化管道施工的方案。在應(yīng)用頂管施工技術(shù)的過程中，如果出現(xiàn)了意外問題，施工單位則需要設(shè)立臨時管道，避免影響污水的正常排放，對城市環(huán)境造成破壞。施工單位還應(yīng)嚴格檢查施工范圍內(nèi)儲備結(jié)構(gòu)以及污水排放情況，根據(jù)對施工區(qū)域內(nèi)埋設(shè)物情況進行檢查和分析，為頂管施工技術(shù)的應(yīng)用提供有力支持。

4.2 優(yōu)化頂管施工技術(shù)

與其他管道施工技術(shù)相比，頂管施工技術(shù)的應(yīng)用難度較小，但不能否認頂管施工技術(shù)的復(fù)雜性，所以在具體施工過程中要加強對頂管施工技術(shù)的管控力度。施工之前施工單位應(yīng)做好檢查工作，要認真閱讀并審核相關(guān)技術(shù)方案，并采取合理的措施，為后期頂點施工技術(shù)的應(yīng)用打下良好基礎(chǔ)。無論是應(yīng)用頂管施工技術(shù)還是其他管道施工技術(shù)，施工單位都應(yīng)加強對施工人員的技術(shù)培訓(xùn)，以此提高施工人員的應(yīng)用能力，確保施工人員在具體施工過程中有能力將頂管施工技術(shù)的優(yōu)勢發(fā)揮出來。

5.結(jié)語

總的來說，在市政工程管道施工中，施工單位要不斷通過應(yīng)用新技術(shù)的方式，減小施工對環(huán)境、交通等造成的影響，頂管施工技術(shù)是其中之一。將頂管施工技術(shù)應(yīng)用到市政工程中，能有效避免因地面開挖，對城市、生態(tài)環(huán)境等方面造成的影響，即便有些影響，相對來說也是非常小的。在應(yīng)用頂管施工技術(shù)的過程中，施工單位要提前了解施工區(qū)域地上、地下環(huán)境并對其進行勘察，做好施工前的準備工作，以保證市政工程管道施工的順利進行。