市政道路頂管施工技術(shù)及質(zhì)量控制

馬俊+孫彥冰

摘 要 近年來城市化進(jìn)程不斷加快，各項基礎(chǔ)設(shè)施逐漸完善，市政道路作為重要基礎(chǔ)設(shè)施之一，其建設(shè)規(guī)模及數(shù)量不斷增大，對于施工質(zhì)量也提出了更高要求。排水系統(tǒng)是市政道路建設(shè)的重要組成部分，由于施工范圍內(nèi)地質(zhì)條件因素或者是城市規(guī)劃影響，在地下管線敷設(shè)時不宜采用傳統(tǒng)明挖施工方式。非開挖技術(shù)能夠有效解決這一問題，不僅保證了管線施工質(zhì)量，也盡量避免了造成地表破壞，減少對周邊交通及環(huán)境影響。頂管施工作為非開挖技術(shù)的一種，在具體應(yīng)用過程中具有獨特優(yōu)勢，本文主要對頂管施工技術(shù)進(jìn)行了分析，并結(jié)合筆者實踐經(jīng)驗探尋質(zhì)量控制措施。

關(guān)鍵詞 市政道路；頂管施工技術(shù)；質(zhì)量控制

中圖分類號 U4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）14-0055-02

隨著近年來機動車保有量不斷攀升，市政道路在運營過程中承擔(dān)了很大交通壓力，要求不斷提高施工質(zhì)量以滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求。頂管施工技術(shù)不需要開挖整個管頂?shù)缆?，施工噪音小，減少對周邊環(huán)境及交通正常運行的影響，在市政道路施工中得到廣泛應(yīng)用。具體施工過程中，應(yīng)充分了解市政道路地質(zhì)實際情況，并結(jié)合頂管施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定科學(xué)施工方案，提高頂管施工質(zhì)量。

1 工程案例

某市政道路建設(shè)過程中，結(jié)合工程實際情況，綜合考慮多方面因素采用頂管施工技術(shù)進(jìn)行污水管段施工。頂管總長度為2 030m，直徑在0.8m～2m之間，根據(jù)工程施工需求在不同路段進(jìn)行調(diào)整。在具體操作過程中，工作井設(shè)置數(shù)量為12座，檢查井2座，接收井11座。經(jīng)技術(shù)人員對施工現(xiàn)場地質(zhì)條件勘測，粘土層分布厚度相對較大，在2.8m～7.2m，因此應(yīng)用磚砌圓形倒掛井逆作法進(jìn)行接收井及工作井施工，基坑開挖最大深度為12m，平均開挖深度約在10m左右。

2 頂管施工技術(shù)原理

作為非開挖方式施工，頂管施工技術(shù)敷設(shè)管線施工中的應(yīng)用，在最大限度上減少開挖量，有效解決了由于管道施工造成的建筑物破壞，防止影響周邊交通正常運行，實現(xiàn)保護(hù)環(huán)境及穩(wěn)定土層目的。通過頂進(jìn)設(shè)備形成相應(yīng)推力，穿過工作井土層將管道運送至指定位置，并進(jìn)行埋設(shè)工作，應(yīng)根據(jù)實際地質(zhì)情況及工程要求，確定最佳施工方法。頂管技術(shù)在市政工程建設(shè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，降低了工程量，節(jié)約建設(shè)施工成本，具有良好的社會效益及經(jīng)濟(jì)效益。

3 市政道路頂管施工技術(shù)分析

1）施工場地處理。在施工開始之前，應(yīng)將施工范圍內(nèi)碎石、雜物等清理干凈，避免對正常施工操作造成影響。同時按照設(shè)計方案的要求測量施工現(xiàn)場各項參數(shù)，明確工作井的位置及標(biāo)高，標(biāo)記開挖范圍、深度。在施工場地設(shè)置臨時水準(zhǔn)點，通常間隔為200m，確保工程建設(shè)質(zhì)量。若施工路段存在較高地下水位，施工前還應(yīng)進(jìn)行降水處理，將濾水管道埋設(shè)在沉降井周邊，及時排出地下水，避免在工作井開挖過程中出現(xiàn)積水現(xiàn)象。

2）工作坑開挖施工。整平施工場地，及時回填坑洼部分，鋪設(shè)10cm～50cm左右的砂墊層，并組織施工人員適當(dāng)夯實，確保其平整度及密實程度滿足施工要求。根據(jù)施工方案的要求確定工作井具體位置，并以此為依據(jù)進(jìn)行均勻?qū)ΨQ開挖，為了保證工作坑施工質(zhì)量，應(yīng)將每次挖土深度控制在1m以內(nèi)，采取邊開挖邊護(hù)壁的施工方式。在工作坑開挖完成之后，對其位置及尺寸偏差進(jìn)行檢驗，確保在條件允許范圍內(nèi)，井壁誤差保持在1.5cm以內(nèi)。井底部位應(yīng)采取必要的加固措施，打木樁是常用施工方式之一。為了及時排出底部積水，應(yīng)按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)預(yù)留積水坑。

3）頂管設(shè)備安裝。首先是后背墻制作安裝。在頂管施工中，后背墻的主要作用是為千斤頂提供支撐結(jié)構(gòu)，因此應(yīng)當(dāng)按照標(biāo)準(zhǔn)公式驗算后背墻土抗力，確保能夠滿足頂力要求，以此為依據(jù)設(shè)計后背墻體的高度及厚度，在后背墻可鋪設(shè)鋼板使其受力更加均勻。后背墻壁面與頂進(jìn)方向保持垂直，偏差控制在墻體高度0.1%以內(nèi)。其次是安裝工作井導(dǎo)軌，為頂進(jìn)施工時坡度及中心線提供引導(dǎo)作用。導(dǎo)軌安裝應(yīng)以管節(jié)坡度及高程為依據(jù)，與井壁保持距離在50cm～100cm，確保導(dǎo)軌安裝的牢固程度，避免后期施工中出現(xiàn)位移。導(dǎo)軌安裝完成后檢測安裝質(zhì)量，標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。最后進(jìn)行頂鐵安裝，頂鐵屬于臨時傳力構(gòu)件，其位置為管道端部與千斤頂之間，通過頂鐵能夠?qū)⑶Ы镯敽狭鶆蚍植加诠芏?，并合理調(diào)節(jié)二者之間距離。

4）頂進(jìn)施工。鋼筋混凝土成品管質(zhì)量符合《混凝土和鋼筋混凝土排水管》GB/T11836和《頂進(jìn)施工法用鋼筋混凝土排水管》JC/T640的規(guī)定。在下管頂進(jìn)之前，應(yīng)檢查管道外觀及質(zhì)量，是否存在破損或者縱向裂縫，管壁表面保持光潔無坑陷，質(zhì)量驗收合格后方可采用起重設(shè)備將其運送至工作坑導(dǎo)軌。同時檢查起重設(shè)備的參數(shù)性能，在必要情況下可進(jìn)行試吊，以確保設(shè)備運行安全性。下管過程中，施工人員應(yīng)保持在安全距離之內(nèi)。為了保證頂進(jìn)施工順利進(jìn)行，以《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》GB50268-2008中規(guī)定為依據(jù)，結(jié)合工程實際情況計算所需頂進(jìn)力，公式如下：

F=DLf+N

式中：F表示頂進(jìn)阻力（kN）。D表示管道外徑（m）。L表示設(shè)計頂進(jìn)長度（m）。f表示管道外壁與土的單位面積平均摩阻力（kN/m?），通過試驗確定，對于采用觸變泥漿減阻技術(shù)的宜按表2選用。N表示頂管機迎面阻力（kN），不同類型頂管機的迎面阻力宜按表3選擇計算。

由上述公式計算得出施工中所需的頂進(jìn)力，避免影響管線頂進(jìn)質(zhì)量。隨后在導(dǎo)軌上放止第一節(jié)管道，對管道的中心線及管底高程進(jìn)行復(fù)核，確保頂進(jìn)方向的準(zhǔn)確性。堅持“勤測量、勤糾偏、微糾偏”的原則，控制頂管機的前進(jìn)方向和姿態(tài)。在頂進(jìn)施工過程中，第一節(jié)管道作為工具管，對后期管道頂進(jìn)質(zhì)量有著重要影響，必須對此階段施工加以重視，嚴(yán)格按照規(guī)范要求施工；所以頂進(jìn)速度應(yīng)適當(dāng)放慢，定期測量管道安裝的準(zhǔn)確度，每次頂進(jìn)的長度通?？刂圃?0cm～30cm；待正常頂進(jìn)施工時，確定每個接觸部位緊密結(jié)合之后，可按照正常速度頂進(jìn)，通常保持在1m/次。應(yīng)合理控制管道頂進(jìn)速度，避免速度過快而影響頂管質(zhì)量。

4 市政道路頂管施工質(zhì)量控制措施

1）加強施工質(zhì)量檢測。加強施工質(zhì)量檢測工作能夠及時發(fā)現(xiàn)在施工中存在的問題及不足之處，并采取相應(yīng)處理措施。管道頂進(jìn)施工是重點環(huán)節(jié)，必須實時檢測管道頂進(jìn)質(zhì)量，其具體標(biāo)準(zhǔn)如表4所示，一旦出現(xiàn)偏差過大的情況，必須進(jìn)行調(diào)整，以免影響管道施工質(zhì)量。為了盡量減少施工中產(chǎn)生的人為操作失誤，需針對工程實際情況組織技術(shù)培訓(xùn)，使施工人員充分掌握相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格規(guī)范施工操作行為。同時建立起崗位責(zé)任制度，合理劃分不同崗位具體職責(zé)，將責(zé)任落實到位，確保頂管施工能夠順利進(jìn)行。

2）注重測量與糾偏。在管道校正的過程中，應(yīng)根據(jù)頂進(jìn)實際情況，及時測量各項數(shù)據(jù)。首先是對于中線的測量，以地面中線樁為依據(jù)，采用全站儀在工作坑中確定管道中線，并將鉛錘由工作樁放至坑底部，管道中心線的方向即為鉛錘連線方向。隨后可采用鋼尺測量管道中線，若鋼尺中心線與方向線保持一致，則證明管道中心線滿足施工要求，反之則證明管道中心線存在偏差，需及時采取糾偏措施。其次是高程測量，在此過程中所需設(shè)備為管道激光指向儀，按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)安裝至工作坑內(nèi)，并調(diào)整坡度及方向，同時將指示牌安裝在管道內(nèi)部，當(dāng)激光點位置在標(biāo)牌中心時，證明頂進(jìn)高程符合施工要求。若在頂進(jìn)施工過程中，出現(xiàn)偏差較大應(yīng)當(dāng)及時采取糾偏措施，常見方式有以下幾種：其一，千斤頂糾偏，工具管前方配備有糾偏節(jié)，當(dāng)頂進(jìn)偏差超過5cm后，就應(yīng)當(dāng)糾偏，通過千斤頂?shù)恼{(diào)整糾偏，對頂進(jìn)方向進(jìn)行控制。通常情況下，在每節(jié)管道頂進(jìn)初期階段，即30～40cm左右，是產(chǎn)生偏差的關(guān)鍵階段。其二，超挖糾偏法，此種方法適用于管道偏差值在10～20cm左右，在管道出現(xiàn)偏差的另一側(cè)，可適當(dāng)超挖，同時在出現(xiàn)偏差一側(cè)設(shè)置相應(yīng)阻力，逐漸改變管道頂進(jìn)方向，最終實現(xiàn)糾偏目的，保證管道沿設(shè)計方向頂進(jìn)。

5 結(jié)論

在城市建設(shè)發(fā)展過程中，頂管施工技術(shù)發(fā)揮著重要作用，必須不斷提高施工質(zhì)量以滿足城市發(fā)展需求。頂管施工技術(shù)在排水系統(tǒng)中的應(yīng)用，最大限度降低了對地表以及周邊交通的影響，減少了工程量，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益及社會效益。在頂管施工過程中，嚴(yán)格按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，加強施工質(zhì)量控制工作，及時發(fā)現(xiàn)潛在質(zhì)量問題，并根據(jù)實際情況采取處理措施，保證頂管施工質(zhì)量，為城市發(fā)展做貢獻(xiàn)。

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