城市給排水項(xiàng)目施工階段頂管技術(shù)的具體應(yīng)用分析

李洪武

(長(zhǎng)沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 湖南長(zhǎng)沙 410124)

在城市基礎(chǔ)建設(shè)過程中，作為重要的組成部分，給排水管網(wǎng)建設(shè)具有重要意義。在對(duì)給排水管網(wǎng)實(shí)施建設(shè)的過程中，為了保障交通能夠順暢運(yùn)行，施工單位應(yīng)以工程實(shí)踐為依據(jù)，合理運(yùn)用頂管技術(shù)，有效控制開挖量，在保障施工質(zhì)量和效率的前提下，減少對(duì)周邊環(huán)境的影響。

1 頂管施工技術(shù)的相關(guān)概念

1.1 頂管技術(shù)的概念

在給排水系統(tǒng)建設(shè)時(shí)，頂管技術(shù)是較為常見的技術(shù)手段，在該技術(shù)使用過程中，主要采取非開挖管道鋪設(shè)技術(shù)實(shí)施施工，具有良好的施工效果。

1.2 適用范圍

在對(duì)城市給排水項(xiàng)目實(shí)施施工過程中，頂管技術(shù)應(yīng)用范圍相對(duì)較為廣泛，受到的限制也相對(duì)較少。當(dāng)項(xiàng)目所處位置在較為繁華的城市中心或建筑物密度較大，頂管技術(shù)可以降低對(duì)周圍交通與建筑的影響。與此同時(shí)，當(dāng)項(xiàng)目所在位置無(wú)法實(shí)施地面挖掘施工時(shí)，也可以使用頂管技術(shù)進(jìn)行施工。

2 給排水項(xiàng)目中頂管技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

2.1 無(wú)須開挖地面

通常情況下，頂管技術(shù)也叫作溝槽非開挖技術(shù)，該種技術(shù)不但可以大大縮短施工時(shí)間，使施工效率進(jìn)一步提高，還可以減少對(duì)路面的破壞，保障正常的通行秩序。與此同時(shí)，在該技術(shù)應(yīng)用過程中，地面建筑無(wú)須拆遷，可直接從土層中穿越，還可以達(dá)到控制成本的目的。

2.2 對(duì)環(huán)境影響相對(duì)較小

在對(duì)給排水項(xiàng)目實(shí)施施工過程中，頂管技術(shù)不會(huì)對(duì)原有土層結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的影響，與此同時(shí)，在實(shí)施作業(yè)時(shí)，相較于其他施工方式，其所產(chǎn)生的噪聲與灰塵也相對(duì)較少，對(duì)地下管線與周邊環(huán)境的影響相對(duì)較小[1]。

2.3 施工面呈現(xiàn)出點(diǎn)型分布的特點(diǎn)

使用傳統(tǒng)挖槽埋管技術(shù)進(jìn)行施工時(shí)，主要為線性施工，具有施工面積相對(duì)較大的缺點(diǎn)，極易對(duì)周邊的環(huán)境產(chǎn)生影響。而頂管技術(shù)則為點(diǎn)型施工方式，可以有效避免傳統(tǒng)技術(shù)的問題，在保障施工效果的前提下，有效控制施工面積。

3 頂管技術(shù)所需的施工材料

在對(duì)頂管技術(shù)應(yīng)用過程中的施工材料進(jìn)行選擇過程中，應(yīng)確保頂管過程中鋼材的接頭、厚度等符合承載力要求。在對(duì)鋼筋混凝土管材進(jìn)行選擇過程中，應(yīng)對(duì)以下內(nèi)容進(jìn)行控制：（1）施工單位應(yīng)以吊裝能力與工程的實(shí)際情況為依據(jù)，對(duì)鋼筋混凝土頂管接頭的長(zhǎng)度進(jìn)行確定；（2）施工單位應(yīng)對(duì)鋼筋與混凝土的力學(xué)指標(biāo)進(jìn)行控制，確保其滿足規(guī)范；（3）使用的混凝土添加劑應(yīng)符合規(guī)范要求；（4）所處施工環(huán)境為堿性時(shí)，施工單位應(yīng)對(duì)非活性骨料的含堿量進(jìn)行控制。

4 頂管技術(shù)施工的重點(diǎn)與操作要點(diǎn)

4.1 頂管技術(shù)施工重點(diǎn)

通常情況下，當(dāng)施工方案不同時(shí)，其管線、管制以及線路等的側(cè)重點(diǎn)也存在差異。因此，施工單位應(yīng)以實(shí)際情況為基礎(chǔ)，對(duì)施工方案進(jìn)行合理制訂。其施工重點(diǎn)主要包含以下幾個(gè)方面。

4.1.1 鉆進(jìn)導(dǎo)向孔軌跡施工

在對(duì)給排水管道實(shí)施施工時(shí)，導(dǎo)向孔軌跡的施工質(zhì)量將會(huì)對(duì)工程整體精度產(chǎn)生重要影響。因此，施工單位應(yīng)對(duì)導(dǎo)向孔軌跡進(jìn)行控制，在此過程中，施工單位應(yīng)嚴(yán)格按照要求實(shí)施測(cè)量放線工作，并對(duì)導(dǎo)向儀的精準(zhǔn)度進(jìn)行控制。在施工時(shí)，施工單位還應(yīng)對(duì)鉆頭的方向與深度進(jìn)行控制，避免出現(xiàn)較大誤差。當(dāng)出現(xiàn)泥漿漏失、鉆壓突變等問題時(shí)，施工人員應(yīng)及時(shí)對(duì)其進(jìn)行處理，保障導(dǎo)向孔施工的精度。除此之外，在對(duì)導(dǎo)向孔軌跡進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)以障礙物布置情況、地下管網(wǎng)以及現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)為依據(jù)，使軌跡設(shè)計(jì)科學(xué)性和合理性進(jìn)一步提高。

4.1.2 頂進(jìn)過程

在使用頂管技術(shù)對(duì)給排水項(xiàng)目實(shí)施施工時(shí)，管道的頂進(jìn)過程是施工中的重點(diǎn)，因此，施工單位應(yīng)嚴(yán)格按照工序?qū)ζ溥M(jìn)行施工，確保施工質(zhì)量[2]。

4.2 頂管技術(shù)操作要點(diǎn)

4.2.1 施工前操作要點(diǎn)

為了使施工方案更加合理，在實(shí)際施工之前，施工人員應(yīng)深入現(xiàn)場(chǎng)對(duì)其進(jìn)行調(diào)查和勘察，了解現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，勘察內(nèi)容主要如下：第一，施工人員應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)及周邊的電力、通信、煤氣以及給水等管道進(jìn)行定位與記錄，并以此為基礎(chǔ)，形成相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)管道分布圖；第二，施工人員應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)路面的人流、車流等情況進(jìn)行分析，在施工時(shí)，應(yīng)以實(shí)際情況為依據(jù)，設(shè)置相應(yīng)的導(dǎo)向牌，必要時(shí)需派專人指揮，為了保障交通正常運(yùn)行，還應(yīng)對(duì)施工線路進(jìn)行規(guī)劃；第三，施工人員應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)及周邊排水管道等進(jìn)行分析，并對(duì)排污路線進(jìn)行規(guī)劃，為了保障排水順利進(jìn)行，可建設(shè)臨時(shí)排污管道；第四，當(dāng)施工現(xiàn)場(chǎng)存在橋梁等建筑物時(shí)，應(yīng)對(duì)建筑物基礎(chǔ)、橋臺(tái)以及橋墩等情況進(jìn)行記錄，防止因施工導(dǎo)致其被破壞。

4.2.2 工作井施工操作要點(diǎn)

在對(duì)工作井實(shí)施施工過程中，施工單位應(yīng)采取兩次澆筑成型技術(shù)對(duì)其進(jìn)行施工，在對(duì)井壁上部混凝土實(shí)施澆筑之前，施工單位應(yīng)對(duì)刃腳混凝土的強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，確保其滿足70%的設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，才能對(duì)上部混凝土實(shí)施施工，與此同時(shí)，為了防止井壁產(chǎn)生施工縫，施工單位還應(yīng)保障澆筑連續(xù)性。在下沉作業(yè)時(shí)，施工單位應(yīng)對(duì)沉井垂直度進(jìn)行控制，確保其滿足要求，在此過程中，施工人員應(yīng)對(duì)施工流程實(shí)施觀測(cè)，當(dāng)出現(xiàn)下沉困難等問題時(shí)，應(yīng)及時(shí)查找原因，并進(jìn)行解決，保障沉井的順利性[3]。

4.2.3 后靠墻施工環(huán)節(jié)

在實(shí)際作業(yè)過程中，為了保障后靠墻施工質(zhì)量，通常所使用的混凝土材料強(qiáng)度應(yīng)為C30，當(dāng)其強(qiáng)度滿足75%的設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，才能實(shí)施頂進(jìn)作業(yè)。

4.2.4 選擇與安裝頂管設(shè)備

在實(shí)施頂管施工時(shí)，由于頂管機(jī)頭數(shù)量、型號(hào)、設(shè)備規(guī)格以及選型等都會(huì)對(duì)給排水項(xiàng)目整體質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響。因此，施工單位應(yīng)以施工要求和標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，對(duì)頂管設(shè)備進(jìn)行合理選擇，并對(duì)設(shè)備安裝過程進(jìn)行控制。通常情況下，工作井井內(nèi)主要包括主頂油缸、導(dǎo)軌以及后靠背等，井外主要有泥漿排出管道、循環(huán)系統(tǒng)等。在安裝布局過程中，應(yīng)保障其合理性，避免對(duì)混凝土管道吊裝過程產(chǎn)生影響。

4.2.5 機(jī)頭穿墻出洞

在實(shí)施機(jī)頭穿墻出洞施工時(shí)，施工單位應(yīng)對(duì)以下環(huán)節(jié)進(jìn)行控制：在頂進(jìn)方向設(shè)定之前，施工單位應(yīng)對(duì)止水墻進(jìn)行澆筑，在此過程中，應(yīng)對(duì)混凝土配合比進(jìn)行控制，隨后，將橡膠材質(zhì)的止水圈安裝在墻上預(yù)留孔洞上，圖1為洞門止水墻構(gòu)造圖。與此同時(shí)，施工單位還應(yīng)對(duì)封門拔除作業(yè)過程進(jìn)行控制，避免出現(xiàn)塌方等問題。

圖1 洞門止水墻構(gòu)造圖

4.2.6 預(yù)制管質(zhì)量控制

在頂管施工時(shí)，其所使用的管道通常為工廠所生產(chǎn)的預(yù)制管道。因此，在管道進(jìn)場(chǎng)時(shí)，施工單位應(yīng)對(duì)管道質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，確保其符合要求。與此同時(shí)，還應(yīng)保障管道堆放的穩(wěn)定性，防止管道被破壞[4]。

4.2.7 頂進(jìn)作業(yè)操作要點(diǎn)

在頂進(jìn)過程中，施工單位應(yīng)以實(shí)際施工情況為依據(jù)，對(duì)頂進(jìn)方法進(jìn)行合理選擇，在實(shí)際頂進(jìn)過程中，施工單位應(yīng)做好以下幾點(diǎn)：第一，嚴(yán)格進(jìn)行測(cè)量放樣工作，保障施工效果；第二，對(duì)注漿材料配制、注漿以及起重設(shè)備安裝等內(nèi)容進(jìn)行控制；第三，掘進(jìn)機(jī)就位之后，施工人員應(yīng)對(duì)其性能實(shí)施調(diào)試，確保其符合要求；第四，在掘進(jìn)機(jī)進(jìn)洞時(shí)，施工人員應(yīng)做好主頂油缸推進(jìn)、破洞口磚封門、出泥準(zhǔn)備以及拔除井門鋼封口等相關(guān)工作；第五，在對(duì)管道實(shí)施頂進(jìn)作業(yè)過程中，施工單位應(yīng)及時(shí)進(jìn)行糾偏工作，確保頂進(jìn)施工的精確性和合理性；第六，管道焊接完成后，施工人員應(yīng)對(duì)焊縫質(zhì)量進(jìn)行檢查，確保其質(zhì)量符合要求。

5 頂管施工中存在的風(fēng)險(xiǎn)

在使用頂管技術(shù)對(duì)給排水項(xiàng)目進(jìn)行施工時(shí)，由于諸多因素的影響，會(huì)使其出現(xiàn)較大的施工風(fēng)險(xiǎn)，主要風(fēng)險(xiǎn)如下：（1）在實(shí)施頂管施工時(shí)，若為長(zhǎng)距離頂管，可能會(huì)對(duì)施工工期產(chǎn)生較大的影響，一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題，則會(huì)出現(xiàn)工期延長(zhǎng)的問題，不但會(huì)影響施工進(jìn)度，還會(huì)使施工成本增加；（2）當(dāng)遇到突發(fā)情況時(shí)，可能需要采取應(yīng)急挖掘，此時(shí)會(huì)導(dǎo)致成本增加；（3）在實(shí)施頂管作業(yè)時(shí)，由于設(shè)備損壞會(huì)給項(xiàng)目造成較大風(fēng)險(xiǎn)，其不但會(huì)產(chǎn)生額外的成本，還會(huì)因設(shè)備問題導(dǎo)致施工效果受到影響；（4）在作業(yè)過程中，由于施工人員的操作問題，可能會(huì)使管線的高程與軸線產(chǎn)生較大的偏差，不但會(huì)使施工質(zhì)量受到影響，還會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的施工事故，影響其后期使用[5]。

6 頂管施工質(zhì)量的主要控制措施

6.1 頂管施工質(zhì)量的相關(guān)控制標(biāo)準(zhǔn)

在對(duì)給排水項(xiàng)目實(shí)施施工時(shí)，頂管技術(shù)作為一項(xiàng)非開挖施工技術(shù)，其具有對(duì)周邊環(huán)境破壞小、施工效率較高等優(yōu)勢(shì)，可以產(chǎn)生較高的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，因此，在城市建設(shè)中應(yīng)用較為廣泛，為了切實(shí)保障其施工質(zhì)量，施工單位應(yīng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行控制，當(dāng)前質(zhì)量控制要點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)主要如下：第一，施工單位應(yīng)以混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范、給排水管道驗(yàn)收以及施工標(biāo)準(zhǔn)、混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)規(guī)范為依據(jù)，對(duì)頂管的質(zhì)量進(jìn)行控制，確保其符合規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)；第二，施工單位應(yīng)對(duì)頂管作業(yè)過程中的偏差進(jìn)行控制。表1為其允許偏差要求。

表1 頂管允許偏差

6.2 質(zhì)量控制的主要手段

6.2.1 控制頂管機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)

在對(duì)頂管機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)過程進(jìn)行控制時(shí)，施工單位可以將廢鋼等配重放置在機(jī)頭位置處，且方向應(yīng)與頂管轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。與此同時(shí)，施工單位還可以根據(jù)機(jī)身轉(zhuǎn)動(dòng)方向，對(duì)頂管頭刀片轉(zhuǎn)動(dòng)方向進(jìn)行控制，兩者方向應(yīng)相反。

6.2.2 頂進(jìn)壓力控制

在實(shí)施頂進(jìn)作業(yè)過程中，施工單位應(yīng)實(shí)時(shí)進(jìn)行測(cè)量，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行糾偏處理。在不同地質(zhì)情況條件下，所選擇的鉆井液也存在差異，且應(yīng)滿足足量、及時(shí)的要求。在施工開始之前，施工單位應(yīng)對(duì)各施工設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，確保其滿足頂進(jìn)要求。在頂進(jìn)施工時(shí)，施工單位還應(yīng)對(duì)頂進(jìn)壓力進(jìn)行控制，當(dāng)出現(xiàn)壓力較大的情況時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理。

6.2.3 崩鐵問題控制

在頂入過程中，施工單位應(yīng)對(duì)壓力計(jì)的指示器變化情況進(jìn)行觀察，到頂入后期時(shí)，施工單位還應(yīng)對(duì)頂貼的安裝情況進(jìn)行檢查，確保其表面沒有剝落等問題，且垂直頂鐵不存在外拱現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)上述問題，應(yīng)馬上暫停頂進(jìn)，并對(duì)頂鐵縱向長(zhǎng)度進(jìn)行控制，防止出現(xiàn)塌陷等事故。

6.2.4 防治地表塌陷

（1）灌漿補(bǔ)強(qiáng)。當(dāng)沉陷區(qū)相對(duì)較大時(shí)，施工單位可以采取局部注漿加固的方式對(duì)其進(jìn)行處理，通常情況下，所選擇的注漿材料應(yīng)為水玻璃-水泥漿料，在注漿時(shí)，注漿的速度應(yīng)控制在30 L/min左右，壓力應(yīng)控制在0.25～0.6 MPa的范圍內(nèi)。與此同時(shí)，在注漿作業(yè)時(shí)，施工單位還應(yīng)以規(guī)定深度為依據(jù)，對(duì)其實(shí)施鉆孔處理，鉆孔符合要求后，才能將密封泥漿注入其中，隨后應(yīng)插入塑料單向閥管，若封口的泥漿滿足固化要求后，施工單位應(yīng)在塑料閥門中插入芯管（雙向密封），再實(shí)施注漿作業(yè)，在注漿時(shí)，施工單位應(yīng)對(duì)注漿連續(xù)性進(jìn)行控制，避免出現(xiàn)中斷等問題。

（2）砂土充填。施工單位可以采取回填的方式，使用砂土對(duì)土壤中的空隙進(jìn)行填充，與此同時(shí)，在回填過程中，應(yīng)加入適量的水，避免出現(xiàn)黃沙擴(kuò)散的問題[6-7]。

6.2.5 控制背板斷裂

在對(duì)背板實(shí)施施工時(shí)，施工單位應(yīng)以要求為依據(jù)，對(duì)其實(shí)施反方向固定，固定后應(yīng)對(duì)其垂直度進(jìn)行檢查。在頂入時(shí)，若存在頂板轉(zhuǎn)速增加較為急促的現(xiàn)象應(yīng)暫停施工，并對(duì)其進(jìn)行處理。

7 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在對(duì)給排水項(xiàng)目進(jìn)行施工時(shí)，由于頂管技術(shù)具有諸多優(yōu)勢(shì)，可以提高施工效率、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，其應(yīng)用較為廣泛。在頂管技術(shù)實(shí)施過程中，施工單位應(yīng)明確施工重點(diǎn)，并對(duì)各施工操作要點(diǎn)進(jìn)行控制，確保其符合施工質(zhì)量要求，為給排水項(xiàng)目發(fā)展奠定基礎(chǔ)。