市政給排水施工中的長距離頂管施工技術(shù)

邱慧君

摘要：本文先介紹了長距離頂管的結(jié)構(gòu)設(shè)計，然后探討了市政給排水施工中長距離頂管技術(shù)的應(yīng)用，最后分析了長距離頂管施工技術(shù)施工過程中的影響因素。

關(guān)鍵詞：市政工程；給排水；長距離頂管；技術(shù)

市政給排水系統(tǒng)作為城市建設(shè)的基礎(chǔ)性工程，其質(zhì)量的好壞對于資源的利用率和城市抗洪減災(zāi)方面來說具有非常重要的現(xiàn)實意義。隨著城市化規(guī)模的不斷擴(kuò)大，在市政給排水工程中傳統(tǒng)的管道施工技術(shù)已難以符合施工要求。在此情況下，長距離頂管施工技術(shù)應(yīng)用而生，本文就結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工方面，對長距離頂管施工技術(shù)進(jìn)行了探討。

1長距離頂管的結(jié)構(gòu)

在市政工程給排水施工中應(yīng)用長距離頂管施工技術(shù)時，通常是將鋼筋籠焊接在帶有鋼制承插口的鋼管內(nèi)部和外部，用混凝土澆筑法形成管體，兩個管道之間用承插式柔性接口連接，并用雙橡膠圈密封，以防漏水。其中，管體、鋼筒以及鋼筋骨架網(wǎng)是長距離頂管的主要結(jié)構(gòu)，以下是其各自的結(jié)構(gòu)設(shè)計：

1.1鋼筒設(shè)計

市政工程的長距離頂管施工用到的鋼筒是用冷軋鋼板制成的，其厚度大約為1.5mm。需要在鋼筒兩端設(shè)計相應(yīng)的插口環(huán)和鋼制承口環(huán)，用來連接鋼筒，插口環(huán)和鋼制承口環(huán)之間通過把雙膠圈作為墊層連接在一起，確保符合鋼筒的密封性要求。使用雙膠圈的另一個好處就是可以預(yù)防水體滲漏，提高鋼筒的防滲性能。

1.2鋼筋骨架網(wǎng)設(shè)計

鋼筋骨架網(wǎng)是鋼筒內(nèi)外側(cè)均要焊接的結(jié)構(gòu)，在鋼筒內(nèi)部焊接鋼筋骨架網(wǎng)目的是加固鋼筒和混凝土之間的連接，預(yù)防其在使用過程中發(fā)生混凝土掉落的問題，通常只需設(shè)置單層鋼筋骨架網(wǎng)即可。在鋼筒內(nèi)部焊接鋼筋骨架網(wǎng)目的是增加鋼筒和混凝土結(jié)合之后的承載力，確保兩者結(jié)合的承載力可以承載外界和水壓所引起的荷載，防止管體受損，通常需要設(shè)置雙層鋼筋骨架網(wǎng)。

1.3管體設(shè)計

當(dāng)鋼童的內(nèi)部和外部均完成混凝土澆筑后，混凝土頂管的管體就形成了，通過這種施工工藝制成的管體可以有效預(yù)防鋼筋籠和鋼筒被腐蝕，從而大大增加了管道的使用時間。

2市政給排水施工中長距離頂管技術(shù)的施工工藝分析

2.1適用范圍

一般情況下，長距離頂管施工技術(shù)適用于城市中繁華街道、中心商業(yè)區(qū)以及中心地帶等，一些因某些原因而不能大規(guī)模開挖以及不能遷移的特殊地帶，如歷史遺跡、文物古址等，也會應(yīng)用到該施工技術(shù)。有些地方由于地理因素而無法進(jìn)行開槽埋管或空中架線等方式來施工，通常應(yīng)用長距離頂管施工技術(shù)進(jìn)行作業(yè)。對于污水管道，當(dāng)城市所鋪設(shè)的污水管道直徑超過800mm，現(xiàn)場無相應(yīng)的基礎(chǔ)建筑物，不適合采用明溝開挖方法進(jìn)行埋管的工程施工，也需要用到長距離頂管施工技術(shù)完成工程建設(shè)。

2.2頂進(jìn)管的選擇

從材料來說，通常將鋼筋硅管認(rèn)為是預(yù)進(jìn)管的最佳材料，也有一些工程項目使用鋼管作為預(yù)進(jìn)管，這就需要考慮到某些腐蝕特別嚴(yán)重的部位不能使用鋼管作為預(yù)進(jìn)管。鋼筋混凝土管的尺寸、規(guī)格、配筋的設(shè)計以及預(yù)應(yīng)力的驗算等均要嚴(yán)格根據(jù)有關(guān)的鋼筋混凝土技術(shù)施工標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行。在頂進(jìn)管的尺寸選擇方面，往往要綜合考慮工程的規(guī)模、性質(zhì)以及功能等因素來確定，混凝土管的厚度和配筋要結(jié)合頂進(jìn)管實際所受的承載力確定好，在進(jìn)行頂進(jìn)管外直徑的確定。一般來說，頂進(jìn)管的內(nèi)直徑應(yīng)該超過800mm，便于施工人員站在頂管面上進(jìn)行施工。

2.3前期準(zhǔn)備

施工現(xiàn)場的布置需要做很多準(zhǔn)備工作，包括料具間、管材堆場、起重設(shè)備、自動控制室、以及注漿系統(tǒng)等。同時要在始發(fā)工作井內(nèi)設(shè)置好主推千斤頂、發(fā)射架、反力架以及頂管機(jī)等設(shè)備，并在工作井兩側(cè)設(shè)置相應(yīng)的井扶梯，在方便員工上下工作井的同時也提高了施工的安全性。

2.4主要設(shè)備

由于長距離頂管的管道所頂進(jìn)的部位通常為淤泥砂或者粘土層，沒有在管道沿線設(shè)置相應(yīng)的基礎(chǔ)性建筑，管道直徑往往超過800mm。因此，其主要設(shè)備有起重設(shè)備、千斤頂以及反力墻等設(shè)備，同時還需激光準(zhǔn)儀、水準(zhǔn)儀、泥水處理系統(tǒng)、電焊機(jī)、整體式頂進(jìn)構(gòu)架、經(jīng)緯儀、水泵以及后座泵架等通用設(shè)備。

2.5施工工藝

對于頂管井的設(shè)計，一般可將其劃分成工作井和接收井這兩種；此外，預(yù)井管的結(jié)構(gòu)類型也有很多種，使用最廣泛的是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。按照結(jié)構(gòu)形式可將工作井分成單孔井以及單排孔井兩種不同類型，其中單孔井的形狀有很多，可以是矩形、圓形或者正方形，而單排孔井則往往是矩形的。在結(jié)構(gòu)布置上，可以在工作井內(nèi)設(shè)置內(nèi)支撐，有助于改善其結(jié)構(gòu)承受力；在工作井的建設(shè)過程中，當(dāng)采用雙向頂進(jìn)方式來進(jìn)行的話，需要在設(shè)置的時候?qū)⒔邮站g隔，當(dāng)前面幾項工藝完成之后，應(yīng)及時在工作井以及接收井所處的位置設(shè)置相應(yīng)的檢查井。

2.6頂管出洞

頂管施工過程中還需要注意的是頂管出洞，其是指頂管機(jī)與第一節(jié)管子由工作井內(nèi)部突破工口封門進(jìn)入到土層中，可通過調(diào)零工具進(jìn)行調(diào)零，接著在工具管的井壁上設(shè)置支撐，在這個過程中要注意在將管具抽出洞口之前要做好相應(yīng)的防護(hù)措施，如事先設(shè)置好初始角度，以便彌補(bǔ)其下跌等。如果施工地點(diǎn)與接收井之間的距離超過15m，應(yīng)對頂管的頂進(jìn)軸線進(jìn)行重點(diǎn)觀測，當(dāng)發(fā)現(xiàn)頂進(jìn)軸線發(fā)生偏差時，應(yīng)及時采取相關(guān)措施對其進(jìn)行糾正，糾正方法通常采用主頂油缸法。

2.7注漿減阻

在長距離頂管的施工過程中，減少頂進(jìn)阻力以及地面沉降阻力非常重要，減少阻力的有效方法是將壓注觸變泥漿注入到頂管道周圍的間隙中，從而形成一層水泥漿保護(hù)層，有助于其對地層起到良好的支撐作用。而最經(jīng)常使用的減阻方法為注漿減阻，在施工時先對頂管機(jī)的頭尾兩端進(jìn)行壓漿處理，同時還要與頂進(jìn)施工工序同時進(jìn)行，接著在混凝土管道縫隙處和中續(xù)間位置作相應(yīng)的補(bǔ)漿處理，以補(bǔ)充在頂進(jìn)過程中所損失的漿液。

2.8偏差校正

當(dāng)長距離頂管在頂進(jìn)過程中出現(xiàn)頂進(jìn)管位置的偏差不符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值時，應(yīng)該對其實施相應(yīng)的偏差校正處理。一般情況下，允許的偏差距離為10cm，要注意的是，校正工作要緩慢進(jìn)行，切勿用力過猛，以免破壞頂進(jìn)管結(jié)構(gòu)。

3市政給排水施工中的長距離頂管施工技術(shù)的影響因素

由于長距離頂管施工技術(shù)通常為連續(xù)推進(jìn)百米以上的頂管施工，推進(jìn)距離較長，也會受到很多因素的影響，主要有：推力，推力是影響長距離頂管施工技術(shù)的重要因素，如果頂管的推進(jìn)距離太長，其后座和管道的承載力難以符合設(shè)計要求，實現(xiàn)不了應(yīng)有的功能，容易導(dǎo)致很多不同問題的出現(xiàn)。摩擦力，與混凝土管相比，鋼管的重力和斷面與土層之間的摩擦力沒那么大，所以通常采用鋼管材料，此外，玻璃的實用性也比較好，能有效保障施工質(zhì)量。承載推力，為減小承載推力對長距離頂管施工的影響，通常在施工現(xiàn)場澆筑一堵混凝土墻，以免油缸推力會對工作井產(chǎn)生反作用力。排土方式，在具體的市政給排水工程中，當(dāng)頂管的施工距離大于100m時，若使用人工進(jìn)行排土，施工進(jìn)度慢，會嚴(yán)重影響施工工期。因此，可通過水利輸送方式進(jìn)行排土，如有必要，還可以引入中間泵輔助施工；當(dāng)管道口徑過大時，還可以通過電瓶車進(jìn)行排土。

4結(jié)束語

綜上所述，長距離頂管施工技術(shù)具有振動小、地面干擾小、噪音小等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于市政工程的給排水施工中。其主要結(jié)構(gòu)有管體、鋼筒以及鋼筋骨架網(wǎng)，施工工藝和技術(shù)也相對復(fù)雜，需要施工單位先制定科學(xué)合理的施工方案再進(jìn)行施工。同時，在施工盡量降低推力、摩擦力等其他因素對其的影響，確保施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]于革. 淺談頂管施工技術(shù)在市政給排水工程中的應(yīng)用[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，21：144.

[2]陳琳. 市政給排水工程施工中長距離頂管施工技術(shù)研究[J]. 科技與創(chuàng)新，2014，15：81-82.