市政工程頂管施工技術(shù)及質(zhì)量控制

孔凡龍 弓勝彤

中國(guó)機(jī)械工業(yè)機(jī)械工程有限公司 河南 鄭州 450000

引言

對(duì)于市政給排水而言，其涉及的領(lǐng)域非常廣泛，對(duì)城市帶來的影響也十分深遠(yuǎn)，包括城市給排水及污水處理等功能，一個(gè)科學(xué)﹑優(yōu)質(zhì)的給排水工程項(xiàng)目，能幫助城市解決很多基礎(chǔ)性難題。對(duì)于當(dāng)前階段的市政給排水工程施工而言，在施工方式上與傳統(tǒng)的市政給排水工程之間有著較大的差異。隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，當(dāng)前階段的給排水系統(tǒng)的建設(shè)規(guī)模也在不斷增加，相應(yīng)的建設(shè)難度也在隨之增長(zhǎng)。在過去市政給排水施工作業(yè)開展的過程中，需要對(duì)地面進(jìn)行大規(guī)模開挖，為道路交通帶來較大的干擾，而非開挖頂管施工技術(shù)，能在最大限度上使傳統(tǒng)施工方式下的難題得到較好的解決。

1 頂管施工技術(shù)概述

頂管施工技術(shù)又可以稱之為非開挖施工技術(shù)，主要指的是在進(jìn)行管道的頂進(jìn)中需要運(yùn)用機(jī)械的推力進(jìn)行施工的完成，這種技術(shù)可以在提升施工質(zhì)量的同時(shí)確保施工的進(jìn)度。頂管技術(shù)的運(yùn)用能夠確保在施工的過程中減少對(duì)土層的開挖，甚至是不開挖，在進(jìn)行施工中能夠保持管道和土壤存在的摩擦力，進(jìn)而滿足管道施工的條件。此外，由于在施工中施工的線路較長(zhǎng)，運(yùn)用傳統(tǒng)的管道施工技術(shù)會(huì)導(dǎo)致管道和土壤層的摩擦力一直增加，進(jìn)而對(duì)管道的施工工作開展存在不利的影響。這就需要加強(qiáng)管理的分段施工，提升施工阻力的控制工作。頂管施工技術(shù)的有效運(yùn)用能夠減少施工成本，降低對(duì)周邊環(huán)境的影響，同時(shí)也會(huì)在施工中降低噪音。但是頂管施工也存在一定的缺點(diǎn)，會(huì)由于土層的問題，導(dǎo)致在進(jìn)行施工中產(chǎn)生管道偏差，在進(jìn)行修正的過程中也存在一定的難度[1]。

2 市政工程頂管施工技術(shù)及質(zhì)量控制

2.1 施工準(zhǔn)備

①根據(jù)地勘報(bào)告掌握施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，確定具有可行性的施工工藝。②加強(qiáng)技術(shù)交底和安全交底，組織施工人員深入學(xué)習(xí)施工圖﹑施工規(guī)范等內(nèi)容，對(duì)工程施工狀況形成準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)。③對(duì)沿線的管線做全面的調(diào)查，并查閱相關(guān)建設(shè)資料，明確既有管線的類型﹑數(shù)量以及分布特點(diǎn)，進(jìn)而確定與設(shè)計(jì)管線存在交叉位置關(guān)系的管線，基于所掌握的信息繪制圖紙，提供協(xié)調(diào)方案，確保新舊管線均能穩(wěn)定使用。

2.2 材料準(zhǔn)備

對(duì)于頂管的材質(zhì)而言，需要依據(jù)管道的用途﹑特性及施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況來確定，常見的頂管管材包括鋼筋混凝土管﹑球墨鑄鐵管及鋼管等。而在市政施工中，由于千斤頂會(huì)提供大量的推力，且管道內(nèi)部流淌的大多是生活污水，存在的較強(qiáng)的腐蝕性，因此需要優(yōu)先選擇抗腐蝕性比較好﹑強(qiáng)度比較高的鋼筋混凝土管，同時(shí)鋼筋混凝土管道還具有長(zhǎng)期使用不漏水的優(yōu)點(diǎn)，能使整個(gè)市政給排水工程的質(zhì)量和進(jìn)度都得到可靠的保障。對(duì)于管道長(zhǎng)度的把控而言，則需要綜合考慮管線的彎曲弧度，如果管線的彎曲弧度小且地勢(shì)較為平緩，則頂管的長(zhǎng)度需要適當(dāng)長(zhǎng)一些，對(duì)于管線弧度大且短的部分，則頂管的長(zhǎng)度要相對(duì)短一些。

2.3 頂進(jìn)中進(jìn)出洞施工

出洞頂進(jìn)在頂管施工中是最基礎(chǔ)的作業(yè)環(huán)節(jié)，繼挖掘工作坑之后，就開始實(shí)施。為了保證出洞頂進(jìn)工作順利進(jìn)行，防止在工作井施工中出現(xiàn)塌方問題,在出洞前務(wù)必將鋼板裝訂于磚封門之前。在鋼板樁達(dá)到工作井底板的深度后結(jié)束。在管道出洞的同時(shí)進(jìn)行磚封門的拆除，設(shè)置鋼封門能夠減少土體涌入。在頂管機(jī)與鋼封門到達(dá)一定的距離后，此時(shí)洞口安裝的止水圈開始對(duì)出現(xiàn)的水汽進(jìn)行隔離。為了減少頂管機(jī)在拔除中對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生的影響，減少空隙問題出現(xiàn)，在拔出的同時(shí)頂進(jìn)需要同步進(jìn)行，不可出現(xiàn)短暫的間隙，影響施工質(zhì)量。

2.4 頂力

要利用頂進(jìn)設(shè)備的強(qiáng)大推力將管道頂進(jìn)到指定位置。頂管頂進(jìn)設(shè)備主要包括油缸﹑頂鐵﹑千斤頂?shù)仍O(shè)備。在具體實(shí)踐中，技術(shù)人員要提前對(duì)管道長(zhǎng)度﹑管壁厚度的參數(shù)進(jìn)行充分考慮，結(jié)合工程所在區(qū)域的地質(zhì)情況將頂力準(zhǔn)確地計(jì)算出來，保證施工中可以合理地進(jìn)行控制。如果管道有著較大的直徑，會(huì)增加管道和土壤的摩擦力，阻礙頂進(jìn)過程。為了將摩擦力盡量減小，保證順利地頂進(jìn)管道，在頂進(jìn)施工中施工單位可以使用泥漿護(hù)壁，同時(shí)對(duì)頂力大小進(jìn)行合理地控制。比如要將頂力控制在管道材料可承受范圍內(nèi)，以免在頂進(jìn)過程中由于頂力過大管道發(fā)生變形﹑破裂等問題，對(duì)施工質(zhì)量﹑成本﹑工期都產(chǎn)生不良影響。在頂進(jìn)過程中要將土倉(cāng)土壓力P控制好，按照主動(dòng)土壓力Pa＜P＜被動(dòng)土壓力Pp的方式進(jìn)行管控。對(duì)于黏性土且覆土較深的位置土倉(cāng)有著較大的變化范圍，工作人員要根據(jù)土層變化﹑覆土深度等做好土壓力的實(shí)時(shí)調(diào)整。在管道頂進(jìn)過程中施工單位還要對(duì)管線偏差進(jìn)行嚴(yán)格控制注意動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)管道頂進(jìn)的方向，及時(shí)采取糾偏措施。在實(shí)際頂進(jìn)過程中很容易發(fā)生頂進(jìn)軸線偏離設(shè)計(jì)軸線的情況，此時(shí)可以利用千斤頂在反向位置施加一定的頂力，將偏差值逐漸縮小，直到頂進(jìn)軸線回到設(shè)計(jì)位置為止。

2.5 減少阻力

進(jìn)行頂管沖動(dòng)會(huì)引起地面下沉現(xiàn)象的發(fā)生。此外，還會(huì)導(dǎo)致頂管和大地之間的土層進(jìn)行摩擦，進(jìn)而導(dǎo)致阻力的產(chǎn)生。要想降低頂管和土層之間產(chǎn)生的摩擦，需要運(yùn)用注漿的形式，從管道的外壁進(jìn)行泥漿的注入，進(jìn)而在頂管的外壁進(jìn)行泥漿圈的形成。此外，由于泥漿圈具有一定的支撐力，需要對(duì)于粉質(zhì)黏土坍塌導(dǎo)致的地層流失進(jìn)行減少，進(jìn)而對(duì)地面的下沉進(jìn)行有效的控制。在進(jìn)行注漿的過程中，可以運(yùn)用觸變泥漿，在注漿結(jié)束后，進(jìn)行施工阻力的降低，進(jìn)而不斷地提升堅(jiān)固性能，讓其形成重要的框架，做好對(duì)于地面的支撐工作，進(jìn)而對(duì)地面坍塌現(xiàn)象進(jìn)行有效的緩解，提升土地的平整度。此外，在進(jìn)行施工的過程中需要確保壓漿以及管道頂進(jìn)的實(shí)施，進(jìn)而提升市政工程的安全性能。泥漿圈的好壞對(duì)于阻力的減少是十分重要的。在此過程中，需要對(duì)施工要求進(jìn)行嚴(yán)格的分析，進(jìn)而進(jìn)行壓漿工作的進(jìn)行。對(duì)于泥漿的實(shí)際用量而言，要比理論用量多，在進(jìn)行配置的過程中要按照一定的比例進(jìn)行[2]。

2.6 泥漿的制備與施工

由于施工區(qū)域局部地質(zhì)條件復(fù)雜，對(duì)泥漿的性能提出較高的要求，需合理制備。并且，除了制備優(yōu)質(zhì)的泥漿外，還需以科學(xué)的方法施工，充分發(fā)揮出泥漿的性能優(yōu)勢(shì)。具體作業(yè)要點(diǎn)如下：①水泵輸送至沿淀池，在該裝置中發(fā)生沉淀﹑過濾，此后配漿。②選取適量?jī)?yōu)質(zhì)的原材料，做充分的拌和。以一級(jí)膨潤(rùn)土為宜，加適量的泥漿添加劑，得到性能良好的泥漿。泥漿添加劑的類型較多，較為常見的有降失水劑﹑防塌潤(rùn)滑劑等，具體根據(jù)材料的性能特性和環(huán)保特性靈活選擇。③為使膨潤(rùn)土有效水化，采用快速水化裝置；除此之外，增加泥漿罐的數(shù)量，本次施工中采用1個(gè)配漿罐+4個(gè)泥漿攪拌罐的配置方式。④施工期間產(chǎn)生的回流泥漿需得到有效的處理，主要方法：在鉆機(jī)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)以及管線場(chǎng)地處修筑返漿收集池，作為處理時(shí)的關(guān)鍵裝置；主管線穿越施工擴(kuò)孔過程中形成泥漿，將該部分匯聚至返漿收集池內(nèi)，經(jīng)沉淀處理后，進(jìn)一步由光纜套管輸送，使其轉(zhuǎn)移至位于鉆機(jī)場(chǎng)地的泥漿池內(nèi)，在該處回收沉淀；經(jīng)過前述的處理后，啟用回收系統(tǒng)，將產(chǎn)生的泥漿進(jìn)行回收利用。

2.7 管口連接

對(duì)于市政給排水施工而言，項(xiàng)目建設(shè)效果在很大程度上受管道密封程度的影響，對(duì)于給排水管道作業(yè)中的密封性管控而言，應(yīng)當(dāng)將管道連接口和縫隙間的空間作為管控的主要內(nèi)容。不論是土方還是地下水，對(duì)管道都有一定的腐蝕性，因此對(duì)于管道的連接需要使用經(jīng)過防腐處理的鋼管套，同時(shí)為了使后管在頂進(jìn)過程中產(chǎn)生的作用力更加均勻，還需要利用軟木在鋼管套與管道接口之間進(jìn)行襯墊處理。為防止出現(xiàn)老化問題，可使用橡膠布設(shè)置一個(gè)防水袋，為防止在施工過程中防水袋的位置出現(xiàn)偏移或破裂，還要對(duì)連接處進(jìn)行潤(rùn)滑處理。

2.8 頂進(jìn)施工技術(shù)后期工作

第一，檢查和糾偏。為了保證嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行市政管道的頂進(jìn)施工作業(yè)，工作人員需要密切關(guān)注頂管頂進(jìn)過程，嚴(yán)格測(cè)量頂進(jìn)路線，不得隨意更改路線，同時(shí)要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)頂進(jìn)過程。工作人員需要根據(jù)規(guī)范做好測(cè)量平臺(tái)的合理設(shè)置，做好臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)的選取，然后進(jìn)行精確地測(cè)量，并且核查每次測(cè)量結(jié)果，加強(qiáng)觀測(cè)設(shè)計(jì)管道﹑工作井。通常工作人員需要針對(duì)性地檢查頂管施工進(jìn)度，按照每頂進(jìn)50cm檢測(cè)一次的頻率進(jìn)行頂進(jìn)測(cè)量，如果發(fā)現(xiàn)偏離既定的路線，要及時(shí)采取糾偏處理，將機(jī)頭和設(shè)計(jì)軸線偏差盡可能地減少，確保能夠和設(shè)計(jì)規(guī)范相符合。如果發(fā)現(xiàn)機(jī)頭偏離了既定路線，那么需要通過千斤頂在反方向給予一定的頂力，保證其回歸到正常的路線上。第二，通風(fēng)。在施工中以及施工結(jié)束后需要保證頂管內(nèi)部有著良好的通風(fēng)性能。在頂管施工作業(yè)中，地下可能存在一些有害氣體威脅操作人員的人身安全，尤其是長(zhǎng)距離頂管由于路線較長(zhǎng)﹑施工時(shí)間長(zhǎng)，需要充分做好通風(fēng)換氣處理。目前比較常見的通風(fēng)方法是通過抽風(fēng)﹑鼓風(fēng)設(shè)備，持續(xù)不斷地將施工現(xiàn)場(chǎng)的廢氣排放出去，達(dá)到換氣通風(fēng)的目的。

2.9 強(qiáng)化施工監(jiān)測(cè)

要想提升市政工程頂管施工質(zhì)量，需要做好施工的監(jiān)測(cè)工作，對(duì)產(chǎn)生的問題進(jìn)行有效的解決，進(jìn)而提升監(jiān)測(cè)效果。在此過程中需要對(duì)市政工程施工的要求進(jìn)行詳細(xì)的分析，相關(guān)的部門進(jìn)行施工監(jiān)測(cè)方案的制定，需要從以下方面入手：一是需要提升對(duì)頂管施工的重視程度，根據(jù)頂管施工的要求，提升施工監(jiān)測(cè)的效果。做好頂管施工基準(zhǔn)點(diǎn)布置以及基準(zhǔn)參數(shù)的監(jiān)測(cè)工作，對(duì)其中存在的問題要及時(shí)發(fā)現(xiàn)，并根據(jù)專業(yè)的技術(shù)水平進(jìn)行施工問題的糾正，確保施工質(zhì)量和市政工程的需求相匹配。二是做好施工監(jiān)測(cè)小組的建立。需要依據(jù)頂管施工的要求進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)工作，并做好施工流程或者施工工藝的檢測(cè)工作，并根據(jù)施工要求，提升施工的安全性能。三是提升施工現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)督水平。需要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)督要求，進(jìn)行施工監(jiān)管系統(tǒng)的建立，并根據(jù)施工效果，運(yùn)行科學(xué)的技術(shù)水平，做好頂管施工的監(jiān)督。

2.10 提升施工人員的綜合素質(zhì)

施工人員的綜合素質(zhì)水平也會(huì)對(duì)市政給排水工程的順利開展帶來較大的影響，這就要求施工單位要重視對(duì)人才的培養(yǎng)。針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)人員，要建立繼續(xù)教育體系，保證其能及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工過程中存在的問題，并提出相應(yīng)的解決方案，進(jìn)而達(dá)到提升技術(shù)人員綜合素質(zhì)水平的目的。另外，在新員工的招聘上，必須提高人才招聘的門檻，優(yōu)先引進(jìn)高綜合素質(zhì)的專業(yè)人才。另外，提高施工人員對(duì)于自身專業(yè)技能水平提升的重視度，自主學(xué)習(xí)更多的基礎(chǔ)理論知識(shí)，并應(yīng)用到工程施工中[3]。

2.11 明確工藝參數(shù)

頂管施工工藝對(duì)技術(shù)要求較高，需要根據(jù)設(shè)計(jì)值控制實(shí)際施工工藝參數(shù)，在施工中工作人員不得進(jìn)行參數(shù)的隨意更改，避免對(duì)頂管施工效果產(chǎn)生不良影響。在頂管施工中，最為重要的參數(shù)之一就是頂管的直徑，應(yīng)當(dāng)根據(jù)工程需要確定頂管直徑，通常在0.5m以上。此外，在具體實(shí)踐中還要合理確定頂管的長(zhǎng)度，頂管長(zhǎng)度越長(zhǎng)，接管的數(shù)量越少，越能夠?qū)⒐こ淌┕みM(jìn)度加快，有助于預(yù)防管道接口滲漏水的問題。不過頂管長(zhǎng)度的增加也會(huì)對(duì)施工的靈活性﹑成本產(chǎn)生較大的影響，所以工作人員要綜合考慮各個(gè)方面的因素，合理確定長(zhǎng)度﹑直徑等各項(xiàng)參數(shù)，最大限度地提高市政工程的施工質(zhì)量。

3 結(jié)束語

在進(jìn)行市政工程施工的過程中，需要提升頂管施工質(zhì)量的控制，進(jìn)而提升給排水施工的效果。這就需要在進(jìn)行頂管施工的過程中，做好頂管施工現(xiàn)場(chǎng)勘查與調(diào)查，提升測(cè)量技術(shù)以及頂管穿墻技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)行頂管糾偏以及閉水試驗(yàn)，強(qiáng)化施工監(jiān)測(cè)，做好材料設(shè)備質(zhì)量保障，施工現(xiàn)場(chǎng)管理，加強(qiáng)監(jiān)管施工全過程，提升人員素質(zhì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)頂管施工的有效進(jìn)行。