市政道路排水工程建設(shè)中的污水管頂管施工技術(shù)分析

方雙鴛 黃剛鋒

（義烏市市政設(shè)施處，浙江 義烏 322000）

引言：

隨著城市人口的不斷增加以及工業(yè)、制造業(yè)等領(lǐng)域的迅速崛起，城市污水排放量也隨之提高。為了保證城市交通穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)提高居民生活質(zhì)量，各地區(qū)紛紛加大市政道路排水工程建設(shè)力度，一方面為地面水及時(shí)排出奠定基礎(chǔ)，另一方面為城市水資源有效保護(hù)和循環(huán)利用提供保障。眾所周知，道路排水工程施工具有速度快、占地小等優(yōu)勢(shì)，并且管道密封性良好、噪音較小，對(duì)促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展而言意義重大。然而，由于污水管頂管施工難度較大、并且投資較高，所以需要做好施工質(zhì)量管控工作，確保施工技術(shù)與施工規(guī)范一致，從而在提高工程施工質(zhì)量的同時(shí)加快施工進(jìn)度。

一、市政道路排水工程中污水管頂管施工概述

（一）污水管頂管施工技術(shù)發(fā)展進(jìn)程

污水管頂管施工技術(shù)最早起源于1896年的美國(guó)，由于當(dāng)時(shí)在鐵路鋪設(shè)工程中取得了顯著成就，所以該技術(shù)在世界各國(guó)受到專家、學(xué)者廣泛關(guān)注。而我國(guó)正式應(yīng)用該技術(shù)是在1953年，由于起步較晚，所以在技術(shù)研究和設(shè)施設(shè)備等方面一直處于落后狀態(tài)，最初只能采用人工式頂管施工技術(shù)。后隨著科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，污水管頂管技術(shù)也得到了相應(yīng)優(yōu)化和完善，在一定程度上拓展了應(yīng)用范圍，并成為市政道路排水工程建設(shè)中一種較為常見的非開挖施工技術(shù)[1]。結(jié)合該技術(shù)應(yīng)用效果來看，不僅節(jié)約施工占地面積，而且安全性高、操作便捷。當(dāng)然，不可否認(rèn)的是污水管頂管施工技術(shù)也存在一些問題，主要體現(xiàn)在施工周期長(zhǎng)、成本較高等方面。但隨著技術(shù)日益完善，各種施工方法和施工設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生，其中存在的問題也會(huì)隨之得到解決。

（二）污水管頂管施工技術(shù)原理

在市政道路排水工程施工中應(yīng)用污水管頂管施工技術(shù)，需要在地下進(jìn)行施工作業(yè)。也正因如此，所以可以直接省略路面開挖這一步驟。該技術(shù)操作便捷，只需施工人員在施工位置向地面垂直開挖施工工作井，并利用千斤頂?shù)裙ぞ邔⒐艿涝O(shè)置在地下即可。在污水管頂管實(shí)際施工中，離不開多方面推動(dòng)作用力。例如：想要確保施工所需設(shè)備順利穿過地質(zhì)層，需要頂管油缸或管道間中繼站提供推動(dòng)力，從而將設(shè)備埋入地下，為后續(xù)施工奠定良好基礎(chǔ)[2]。

將污水管頂管施工技術(shù)進(jìn)行分類，可以分為氣壓施工原理、土壓施工原理以及溺水平衡原理三種。為了充分發(fā)揮該技術(shù)的作用和優(yōu)勢(shì)，需要切實(shí)解決技術(shù)適應(yīng)性問題。這就需要施工人員能夠結(jié)合施工實(shí)際情況進(jìn)行合理分析。通常不同施工環(huán)境選擇的施工方法和設(shè)施設(shè)備不盡相同，只有做到具體情況具體分析，才能夠順利完成施工任務(wù)。

二、市政道路排水工程建設(shè)中污水管頂管系統(tǒng)構(gòu)成

（一）工作井和接收井

在市政道路排水工程建設(shè)中應(yīng)用污水管頂管施工技術(shù)，需要將鐵環(huán)、千斤頂?shù)软斶M(jìn)設(shè)備全部設(shè)置在工作井中，并且掘進(jìn)機(jī)也要在工作井中開始作業(yè)。而接收井既是掘進(jìn)機(jī)接受場(chǎng)地，也是某一端頂進(jìn)的終點(diǎn)。在市政道路排水工程施工中，不可避免遇到多段連續(xù)頂管現(xiàn)象，此時(shí)可以將工作井作為接收井使用，而接收井不能替代工作井，這也是施工人員需要了解和重視的一個(gè)問題[3]。

（二）止水圈

止水圈在污水管頂管施工中的主要作用，是避免流沙、地下水等進(jìn)入工作井，有利于為施工任務(wù)順利進(jìn)行提供安全防護(hù)，可以充分保證洞口的密封效果。

（三）掘進(jìn)機(jī)

掘進(jìn)機(jī)是頂管設(shè)備中的重要組成部分，需要設(shè)置在最前端，其安放效果直接影響施工任務(wù)是否能夠順利進(jìn)行。如果在市政道路排水工程中采用手動(dòng)掘進(jìn)方式，那么可以選擇專業(yè)工具提到掘進(jìn)機(jī)設(shè)備。

（四）基坑導(dǎo)軌

基坑導(dǎo)軌是確保頂管順利頂進(jìn)的重要設(shè)施，能夠?yàn)楣艿捞峁┓€(wěn)定支撐。該設(shè)施主要由兩根平行箱型鋼墊組成。眾所周知，市政道路排水工程中的管道重量較大，所以需要保證基坑導(dǎo)軌具備較強(qiáng)剛度和耐磨性。

（五）管材

管材是市政道路排水工程頂管施工中的必要物質(zhì)條件。新時(shí)期背景下，建設(shè)市場(chǎng)涌現(xiàn)出大量新型管材，包括PVC 管、鋼筋混凝土管等。不同管材適用范圍和應(yīng)用特點(diǎn)不盡相同，需要施工單位結(jié)合工程建設(shè)需求和實(shí)際情況進(jìn)行綜合分析，確保使用的管材滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

（六）起吊設(shè)備

起吊設(shè)備是污水管頂管施工中的必要設(shè)備，具有操作便捷、穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，在市政道路排水工程實(shí)際施工中，最常見的起吊設(shè)備就是門式起重機(jī)，這種起重機(jī)適用面廣、通用性強(qiáng)，并且為結(jié)構(gòu)為金屬材質(zhì)，能夠有效提高吊裝作業(yè)安全性[4]。

三、污水管頂管施工常見問題及防治措施

（一）管道偏移及管道積水

在市政道路排水工程中的污水管頂管施工中，受測(cè)量精度不足，工藝技術(shù)應(yīng)用不當(dāng)或意外避讓構(gòu)筑物等因素影響，容易導(dǎo)致管道出現(xiàn)偏移或者積水問題，不僅降低管道性能，還會(huì)為道路工程交通運(yùn)輸帶來不便。針對(duì)這一問題，需要采用合理措施進(jìn)行防范，具體可以從三個(gè)方面入手：第一，施工人員需要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和規(guī)章制度進(jìn)行測(cè)量作業(yè)，確保測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確無誤。第二，結(jié)合試驗(yàn)樁相關(guān)參數(shù)進(jìn)行施工，同時(shí)做好縱坡、軸線等測(cè)量工作和驗(yàn)收工作。第三，如果在施工中存在以外避讓構(gòu)筑物情況，需要在避讓位置設(shè)置連接井，在此操作中需要確保轉(zhuǎn)角超過135°。

（二）閉水試驗(yàn)不準(zhǔn)確

造成閉水試驗(yàn)不準(zhǔn)確的主要原因在于施工質(zhì)量控制不到位、基礎(chǔ)缺乏均勻性、端頭封堵密封不嚴(yán)等方面。針對(duì)這一問題，需要采取以下措施防范：在滲漏位置做好標(biāo)記，將管道內(nèi)部污水全部排出，采取針對(duì)性措施處理滲漏位置。如果滲漏位置縫隙較小，可以用防水涂料或水泥漿彌補(bǔ)，如果縫隙較大，需要返工重建。

（三）回填土沉陷嚴(yán)重

造成回填土沉陷的主要原因在于壓實(shí)不到位、壓實(shí)工具選擇不當(dāng)、填料與標(biāo)準(zhǔn)需求不符、回填厚度超過30cm 等方面。針對(duì)這一問題有兩個(gè)解決措施：第一，因回填土沉陷導(dǎo)致其他構(gòu)筑物基礎(chǔ)脫空時(shí)，需要通過注漿填充方式處理基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)[5]。第二，因回填土沉陷造成構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)破損時(shí)，需要將不良填料挖除，并回填性能較好的填料。

四、市政道路排水工程建設(shè)中的污水管頂管施工技術(shù)

（一）合理設(shè)置止水圈

泥水平衡頂管機(jī)是市政道路排水工程污水管施工的常見設(shè)備，在實(shí)際施工中需要確保頂管機(jī)能夠順利通過洞口進(jìn)入土體，如果其與道路工程產(chǎn)生的空隙密封性不好，會(huì)導(dǎo)致周圍土地受到不良影響從而失去平衡，同時(shí)還會(huì)使泥水流失，嚴(yán)重甚至?xí)斐啥纯谒?。為了避免以上問題，需要在洞口合理設(shè)置止水圈，確保洞口密封性良好。止水圈主要有橡膠圈、壓環(huán)和壓板組成，在安裝過程中，施工人員應(yīng)提前打好膨脹螺絲，并將橡膠圈固定在膨脹螺絲上，而后將壓環(huán)和壓板以此壓在橡膠圈之上，并擰緊螺絲。通常情況下，止水圈的壓板至少要有36 塊，保證其能夠在50mm 范圍內(nèi)沿徑移動(dòng)，如此才能夠有效提高橡膠圈密封性[6]。

（二）選擇良好的潤(rùn)滑材料

在污水管頂管施工中，常用的潤(rùn)滑材料大多是黏土或膨脹土制成的漿液，并作為潤(rùn)滑材料。其中膨脹土制成的潤(rùn)滑材料較為常見，在實(shí)際應(yīng)用中需要確保其濃度在5-15%范圍內(nèi)，如此才能夠使?jié)櫥牧想S頂管逐漸移動(dòng)，并形成連續(xù)不斷的漿套。另外，在出洞過程中，如果土地相對(duì)穩(wěn)定，可以適當(dāng)降低潤(rùn)滑材料濃度，并在距離洞口6m 左右距離時(shí)，利用清水降低泥漿壓力，避免因泥漿壓力過大對(duì)洞口土體造成不良影響。

（三）減小注漿阻力

減小注漿阻力是污水管頂管施工中較為重要的技術(shù)之一，在實(shí)際操作中，需要利用壓鑄觸變泥漿方式，對(duì)管道空隙進(jìn)行填充，使其形成保護(hù)套。如此不僅能夠達(dá)到支撐地層的作用，還能夠有效較少頂進(jìn)阻力，避免地面不均勻沉降，這種施工技術(shù)適用于距離較長(zhǎng)、跨度較大的污水管頂管施工中。

（四）合理調(diào)整頂進(jìn)偏差

在頂進(jìn)施工過程中，需要將管位偏差控制在10mm 范圍內(nèi)，如果超出該范圍，需要進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。在調(diào)整過程中要循序漸進(jìn)進(jìn)行，使管道慢慢復(fù)位，避免大力度調(diào)節(jié)。另外，如果在實(shí)際施工中存在高程和方向同時(shí)產(chǎn)生偏差情況，需要全面掌握二者偏差數(shù)據(jù)，并首先調(diào)整偏差較大的。在調(diào)整時(shí)要利用小角度緩慢進(jìn)行。如果頂管機(jī)在施工中發(fā)生旋轉(zhuǎn)，需要在管道內(nèi)部反方向增加壓重塊，為調(diào)整旋轉(zhuǎn)提供正力矩[7]。

（五）挖土校正技術(shù)

如果在頂進(jìn)過程中偏差值在10-20mm 范圍內(nèi)，可以采用挖土校正技術(shù)進(jìn)行校正。具體來說，黨管道偏斜至設(shè)計(jì)中心左側(cè)時(shí)，需要將右側(cè)土進(jìn)行適當(dāng)挖出。相反，當(dāng)管道偏斜至設(shè)計(jì)中心右側(cè)，需要對(duì)左側(cè)土進(jìn)行適當(dāng)挖出。如此才能夠確保管道順利頂進(jìn)，并回歸到設(shè)計(jì)位置。

（六）頂木校正技術(shù)

如果頂進(jìn)過程中產(chǎn)生的偏差值較大，超出20mm，需要采用頂木校正技術(shù)。也就是將方木或者圓木的一端，定在管道偏向一側(cè)的內(nèi)壁中，另一端則需要支撐在土層上，保證土層下墊有木板。而后利用千斤頂頂進(jìn)，使設(shè)置的頂木形成分力，此時(shí)管道也會(huì)隨著力的作用不斷移動(dòng)，并逐漸回到設(shè)計(jì)位置。

結(jié)束語：

綜上所述，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，我國(guó)土木工程技術(shù)水平也隨之提升，其中頂管施工技術(shù)以其占地面積小、施工便捷、安全穩(wěn)定等多種優(yōu)勢(shì)，受到施工單位高度關(guān)注，并廣泛應(yīng)用到市政道路排水工程中，結(jié)合其應(yīng)用效果來看，取得了較為顯著的成就，不僅降低了對(duì)附近管網(wǎng)和構(gòu)筑物的影響，還切實(shí)解決了道路破壞、交通阻塞等一系列難題。尤其新時(shí)期背景下，我國(guó)城市化進(jìn)程不斷深入，人口大量增加，應(yīng)用頂管施工技術(shù)不僅安全、環(huán)保、便捷，還能夠提高施工質(zhì)量和效率，有利于促進(jìn)城市健康發(fā)展。