市政給排水施工中頂管技術(shù)的應(yīng)用分析

杜伯夏

安徽省城建設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司 安徽 合肥 230000

引言

最近幾年，城市里的建筑越來(lái)越發(fā)達(dá)，為了解決人們的日常生活問(wèn)題，人們往往會(huì)在地下鋪設(shè)管道，將天然氣和水輸送到指定的地方，不過(guò)隨著施工的進(jìn)行，需不斷地挖掘、填埋。我們發(fā)現(xiàn)，由于管道的施工，需要在周圍修建一些圍欄，并且設(shè)置路障，讓車輛通過(guò)。

1 市政給排水施工過(guò)程中頂管施工技術(shù)的重要意義

在給排水工程中，鋪設(shè)管線是一個(gè)非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，只有使管線暢通，排水系統(tǒng)才能正常工作。在頂管技術(shù)問(wèn)世和應(yīng)用以前，國(guó)內(nèi)的管線鋪設(shè)都是采用控制管線鋪設(shè)區(qū)域，設(shè)置隔離柵欄，管線鋪設(shè)線全部開挖；將管線埋入，然后進(jìn)行填埋，耗時(shí)較長(zhǎng)，作業(yè)效率較低；并要求多名工人在工地上進(jìn)行作業(yè)。施工工地的控制常常會(huì)妨礙交通的正常運(yùn)行，同時(shí)施工時(shí)產(chǎn)生的噪聲和粉塵也會(huì)給周邊的居民帶來(lái)極大的影響。

而頂管技術(shù)，是先對(duì)管線進(jìn)行測(cè)量，選擇管線，然后在管線上進(jìn)行管道的鋪設(shè)。頂管技術(shù)并不是直接開挖，而是通過(guò)頂管技術(shù)來(lái)鋪設(shè)管道，不需要在地面上挖掘。在采用頂管技術(shù)的情況下，可以在很小的一塊區(qū)域內(nèi)進(jìn)行施工。這種技術(shù)可以降低投資，同時(shí)也可以減少環(huán)境污染和噪聲的污染，減少對(duì)居民的生活的影響，同時(shí)，還可以避免地面和綠化，提高施工的效率，降低人力資源浪費(fèi)，比管理人員建造自身更有價(jià)值[1]。

2 市政工程給排水施工中頂管技術(shù)的概述

2.1 頂管技術(shù)內(nèi)涵

在采用頂管技術(shù)作業(yè)時(shí)，采用頂鉆裝置將管線埋入地面，并對(duì)其進(jìn)行細(xì)致的土質(zhì)加工，以保證管線的深入和周圍的致密程度；將這條管子的功能完全地利用起來(lái)。在使用頂管技術(shù)的情況下，需要有專門的頂進(jìn)裝置來(lái)進(jìn)行輔助作業(yè)，在工作坑口中，利用主頂部的液壓缸和管子之間的壓力來(lái)推動(dòng)周圍的泥土，使得管子能夠更好地滲透到泥土中。

在進(jìn)行頂管技術(shù)的全過(guò)程中，一定要嚴(yán)格按照預(yù)先制定的程序和程序來(lái)進(jìn)行，以保證工程的整體質(zhì)量和效益，并在使用頂管技術(shù)前做好充分的前期工作，對(duì)某一特定部位進(jìn)行技術(shù)的綜合調(diào)查，以保證各工序均符合建設(shè)規(guī)范。

2.2 頂管技術(shù)施工特點(diǎn)

由于城市給排水工程中的施工工藝比較復(fù)雜，所以必須在給排水施工中應(yīng)用頂管技術(shù)，通過(guò)頂管裝置的頂力來(lái)減小給排水施工中管道與土壤的摩擦；并將經(jīng)過(guò)精確計(jì)算的斜管用頂板裝置進(jìn)行頂板施工。在城市給排水工程中，由于其對(duì)土壤的破壞程度不大，因此，在使用頂管技術(shù)進(jìn)行施工時(shí)，將具有以下四個(gè)特征：第一，頂管技術(shù)是一種不用挖土就能完成的技術(shù)，它對(duì)土壤的破壞程度很低，不需要在地表上進(jìn)行操作；這樣可以降低對(duì)管道的破壞。第二，采用頂管技術(shù)可以提高市政工程的施工效率。在實(shí)際工程中，頂管技術(shù)對(duì)周邊居民的影響很小，既不會(huì)造成噪聲污染，也不會(huì)對(duì)城市的環(huán)境造成污染，也可以從一定意義上保護(hù)生態(tài)。第三，采用頂管技術(shù)在市政工程給排水施工中會(huì)減少施工區(qū)域。由于頂管技術(shù)施工時(shí)不需要大量的土方，所以施工范圍相對(duì)較小，可以根據(jù)土質(zhì)的不同進(jìn)行相應(yīng)的施工；在此基礎(chǔ)上，既能有效地提高工程建設(shè)的效率，又能減少工程造價(jià)的負(fù)擔(dān)。第四，降低了對(duì)城市交通的沖擊。頂管施工最大的特點(diǎn)是無(wú)須大量的挖掘，可以減少對(duì)城市交通的影響，同時(shí)也能減輕對(duì)城市的交通壓力，不會(huì)對(duì)市民的日常生活產(chǎn)生任何影響。

2.3 頂管技術(shù)施工的基本要求

為保證頂管技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的保質(zhì)保量，必須嚴(yán)格按照施工程序和工藝規(guī)范，確保各工序的施工質(zhì)量，達(dá)到頂管技術(shù)的總體質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

一是技術(shù)上要嚴(yán)，嚴(yán)格按照國(guó)家有關(guān)技術(shù)規(guī)范，把每個(gè)工序都做好，比如測(cè)量、止水、開槽溝槽等；管道的處理、合槽等工序，為下一階段的施工打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，保證了整體的施工質(zhì)量。二是在鋪設(shè)管線時(shí)，必須嚴(yán)格遵守頂管技術(shù)的技術(shù)規(guī)范，并根據(jù)不同的地基條件，對(duì)其進(jìn)行細(xì)致的密實(shí)處理，以保證其在使用中的良好效果；由于管線處于較差的環(huán)境中，往往會(huì)受到外部載荷，導(dǎo)致路面無(wú)法承受較大的壓力而發(fā)生基礎(chǔ)塌陷。為保證工程的整體質(zhì)量，必須做好開挖前的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，對(duì)地下水進(jìn)行有效的治理，防止?jié)B漏；在頂管施工中，做好防水、排水是頂管技術(shù)的關(guān)鍵。三是在進(jìn)行頂管技術(shù)施工時(shí)，要掌握好技術(shù)要點(diǎn)，嚴(yán)格遵守國(guó)家有關(guān)技術(shù)規(guī)范，確保技術(shù)達(dá)到國(guó)家有關(guān)規(guī)定，最關(guān)鍵的是要做好溝槽的充填；溝槽回填施工應(yīng)充分利用人力與機(jī)械共同進(jìn)行，既要有專門的機(jī)械，也要針對(duì)管道、檢查井、頂管工作井；在接收井等工程中，采取適當(dāng)?shù)姆忾]方法，即手工操作，以實(shí)現(xiàn)某種密閉效果。同時(shí)，驗(yàn)收工作也是保證工程質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，將設(shè)計(jì)規(guī)范與有關(guān)資料相結(jié)合，以保證工程質(zhì)量。此外，對(duì)鋼套管、混凝土的強(qiáng)度進(jìn)行檢驗(yàn)、測(cè)試，對(duì)預(yù)留孔洞的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)，保證洞口的準(zhǔn)確定位，并對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、檢驗(yàn)；預(yù)防沉降和凸起。

2.4 頂管技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

綜上所述，頂管技術(shù)雖然有著諸多優(yōu)點(diǎn)，但在國(guó)內(nèi)尚未得到普遍的認(rèn)同與運(yùn)用，主要原因在于，在城市給水系統(tǒng)中采用頂管技術(shù)，其造價(jià)較高。所以，在實(shí)際工程中，頂管技術(shù)還沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用和應(yīng)用。另外，目前的頂管技術(shù)還不能保證工程的整體質(zhì)量，這主要是由于工人們?cè)诓僮魃系膶I(yè)知識(shí)和技術(shù)，以及缺少相應(yīng)的技術(shù)人才。目前國(guó)內(nèi)采用的最先進(jìn)的頂管技術(shù)大部分都是從國(guó)外進(jìn)口的，可見(jiàn)國(guó)內(nèi)的頂管技術(shù)發(fā)展水平與世界上其他國(guó)家還有很大的差距[2]。

3 市政工程給排水施工中頂管技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值

在城市給排水工程中，尤其是在許多地區(qū)無(wú)法大規(guī)模開挖，并且存在河流地段、鐵路地段、水位高低不一的地段時(shí)，頂管技術(shù)得到了普遍的使用和認(rèn)可；在大深度的地層中，采用的是頂管技術(shù)。因此，采用頂管技術(shù)對(duì)城市排水工程的順利進(jìn)行具有十分重要的意義。與常規(guī)的開挖施工相比，頂管在具體應(yīng)用上具有許多優(yōu)點(diǎn)，其優(yōu)點(diǎn)如下：

一是在具體的工程中，頂管技術(shù)對(duì)地表開挖的影響相對(duì)較小，不會(huì)影響到正常的交通，極大地降低了施工對(duì)城市的生活和運(yùn)輸?shù)挠绊?；二是在施工過(guò)程中，頂管技術(shù)的施工流程較為規(guī)范，并且不會(huì)受到雨季的影響，可以隨時(shí)開工，其施工效率高，可確保工程在預(yù)定時(shí)間內(nèi)完工，同時(shí)也能確保工程的質(zhì)量；三是頂管技術(shù)可以用于許多常規(guī)開挖方法受到制約的區(qū)域，例如鐵河等地區(qū)，傳統(tǒng)的開挖方法無(wú)法進(jìn)行，而頂管技術(shù)不受場(chǎng)地條件的制約，相對(duì)于其他地區(qū)，有著巨大的優(yōu)越性。四是不會(huì)影響到居民的日常生活。在施工中，頂管技術(shù)的噪聲相對(duì)較低，占用的空間也較小，不會(huì)對(duì)周邊居民的生活造成太大影響，在特定用途上有一些優(yōu)點(diǎn)。城市工程中的給排水工程大都是在地下進(jìn)行，會(huì)對(duì)建筑物造成很大的影響，但將頂管技術(shù)應(yīng)用到給排水工程中，可以根據(jù)工程的具體情況將建筑物、原管道等全部繞開，既不會(huì)影響到周邊建筑物的穩(wěn)定性，又能降低對(duì)附近居民的損害。五是采用頂管技術(shù)進(jìn)行城市給排水，在具體的施工中，對(duì)土壤造成的危害較小，可極大地降低周邊綠化植被的損害。另外，頂管施工最大的優(yōu)點(diǎn)就是占地面積較少，尤其適用于市區(qū)，相對(duì)于傳統(tǒng)的長(zhǎng)距離大面積施工，具有很大的優(yōu)越性。頂管技術(shù)在施工中也不會(huì)產(chǎn)生大量的廢棄物，這說(shuō)明頂管技術(shù)是一種環(huán)保技術(shù)，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成什么負(fù)面影響[3]。

4 市政工程給排水施工中頂管技術(shù)應(yīng)用存在的問(wèn)題

4.1 施工前準(zhǔn)備工作不充足

在城市建設(shè)中，使用頂管技術(shù)進(jìn)行施工之前，施工單位必須做好充分的前期準(zhǔn)備。首先要做的就是要熟練地掌握工程圖紙，并且要對(duì)工程的規(guī)劃和工程范圍進(jìn)行細(xì)致的調(diào)查。在頂管技術(shù)施工中，每個(gè)頂段都要仔細(xì)檢查和計(jì)算，并根據(jù)頂長(zhǎng)的不同，確定要不要增設(shè)中繼室，以確保管線的安全。其次，在頂管技術(shù)的施工中，應(yīng)嚴(yán)格選用管材，并經(jīng)過(guò)檢測(cè)，選用高質(zhì)量的管材；防止在頂管技術(shù)施工中由于管道的質(zhì)量而影響頂管工藝的正常進(jìn)行，造成后續(xù)工程難以進(jìn)行，若不能及時(shí)進(jìn)行頂管，則該頂管將被破壞，必須重新選擇。不僅會(huì)影響工程進(jìn)度，還會(huì)增加經(jīng)濟(jì)上的損失。此外，在使用頂管技術(shù)時(shí)，應(yīng)提供足夠的電力。頂管技術(shù)是24h不間斷地施工，如果出現(xiàn)斷電的情況，頂管就會(huì)“抱死”半個(gè)頂管，這樣頂管就不能再往前推進(jìn)了，而且頂管技術(shù)對(duì)電力的要求也很高，一個(gè)大直徑的頂管頂進(jìn)坑里要消耗幾千瓦的電力，因此，要有足夠的電力和電池，并做好應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的準(zhǔn)備。

4.2 施工現(xiàn)場(chǎng)勘探工作不重視

頂管技術(shù)并非掘進(jìn)式地下工程，在進(jìn)行頂管技術(shù)之前，應(yīng)對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)地下管線及建筑物的位置及間距進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查與記載，而不能單純依賴管線設(shè)計(jì)人員提供的設(shè)計(jì)圖來(lái)進(jìn)行。此外，應(yīng)對(duì)工作坑、接受坑周圍的建筑及上方的障礙進(jìn)行調(diào)查。工作坑洞和接受坑洞附近有障礙要對(duì)其進(jìn)行定位和更改，而且要根據(jù)管線的中心軸的定位和變化來(lái)進(jìn)行，不得隨意地更改和更改。

4.3 現(xiàn)場(chǎng)障礙物處理不及時(shí)

在城市的建筑工程中，給排水工程是最基礎(chǔ)的工程，特別是在舊城地區(qū)，盡管對(duì)管道周邊的環(huán)境有一定的認(rèn)識(shí)，但是在進(jìn)行工程時(shí)，不可避免地會(huì)遇到一些障礙。在這些障礙中，有一些原本的管道，也有可能是礦藏、文物等，所以在進(jìn)行頂管技術(shù)之前，必須要做好應(yīng)對(duì)措施[4]。

5 市政工程給排水施工中頂管技術(shù)的應(yīng)用

5.1 施工前期準(zhǔn)備工作

在城市給排水工程中，頂管技術(shù)在實(shí)施前，要充分做好工作，包括三個(gè)方面：①施工單位應(yīng)對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行全面調(diào)查，充分了解和掌握施工區(qū)域的具體情況，保證施工方案的科學(xué)性和科學(xué)性；②根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，施工人員應(yīng)選用合適的頂進(jìn)方式、頂進(jìn)工具和頂井設(shè)備；③根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，選用適當(dāng)?shù)墓軓胶烷L(zhǎng)度，以確保市政項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益。

5.2 管道頂進(jìn)環(huán)節(jié)

在頂管技術(shù)施工中，確定工作坑的位置及進(jìn)行開挖是頂管技術(shù)施工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。所以，施工人員在進(jìn)行施工時(shí)，應(yīng)考慮到施工現(xiàn)場(chǎng)的具體坡度，并根據(jù)施工計(jì)劃中的管線布置，采用合理的頂進(jìn)方向和管徑。

首先，在采用頂管技術(shù)之前，必須保證開挖深度在30～50cm；其次，在后續(xù)的施工中，施工人員必須嚴(yán)格遵循“先挖后頂、隨挖隨頂”的原則。若在工程中發(fā)現(xiàn)有任何不正常的問(wèn)題，就必須立即中止，以免發(fā)生安全事故。只有在問(wèn)題得到解決之后，才能進(jìn)行工程；最后，對(duì)地基進(jìn)行全面的處理，并設(shè)置防滲裝置。采用頂板頂入裝置，將該頂板與該頂板一起頂入路基，為頂管機(jī)提供一條立體通道，使其在安全的條件下工作。

5.3 設(shè)置通風(fēng)系統(tǒng)

在城市給排水工程中，經(jīng)常出現(xiàn)通風(fēng)不良問(wèn)題，而造成這種問(wèn)題的主要原因是缺乏氧。在頂管施工過(guò)程中，由于存在著大量的有毒有害氣體，必須確保管道內(nèi)部的通風(fēng)暢通，保障工人的生命安全。在建筑工程中，常用的通風(fēng)形式有組合式、鼓風(fēng)式和通風(fēng)式。

從鼓風(fēng)式通風(fēng)的角度來(lái)看，盡管能夠在較短的時(shí)間內(nèi)將有毒有害氣體排出，但有關(guān)部門還應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，設(shè)置合理的通風(fēng)設(shè)備，確保工人的生命。

6 結(jié)束語(yǔ)

總之，在城市給排水工程中，頂管技術(shù)是至關(guān)重要的。采用頂管技術(shù)，不僅確保了工程的總體質(zhì)量與效率，而且也保證了城市建設(shè)的有序發(fā)展。因此，今后在城市給排水工程建設(shè)中，必須對(duì)給排水工程的施工方法進(jìn)行改造，采用更先進(jìn)的技術(shù)；在實(shí)際工程中，要嚴(yán)格按照工程進(jìn)度，充分利用頂管技術(shù)，使其完全發(fā)揮自身的作用，從而推動(dòng)城市建設(shè)的迅速發(fā)展。