頂管技術(shù)在市政給排水施工中的應(yīng)用

薛梅

摘要：頂管技術(shù)是為了適應(yīng)市政給排水施工的需要發(fā)展起來的一項(xiàng)新的施工技術(shù)，在不影響城市交通的情況下對市政給排水管道進(jìn)行施工。本文就頂管技術(shù)在市政給排水施工中的應(yīng)用進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：頂管技術(shù);市政給排水;施工;應(yīng)用

前 ?言

在市政建設(shè)的過程中，給排水的施工質(zhì)量對人們的生活有著重要的影響，一旦城市的給排水設(shè)施出現(xiàn)問題，人們的用水和排污必然會受到影響，而且在施工的過程中需要對有問題的管道進(jìn)行挖掘，對人們的出行造成一定的影響。市政給排水施工對人們的生活有著重要的影響，在當(dāng)前市政給排水施工過程中主要使用頂管技術(shù)，施工頂管技術(shù)在不影響城市交通運(yùn)行的情況下，完成市政給排水的施工，降低施工的成本。

一、頂管技術(shù)概述

1.頂管技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

所謂頂管技術(shù)，也可以稱之為非開挖管道敷設(shè)技術(shù)，我們將這種技術(shù)與開挖敷設(shè)技術(shù)進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，頂管技術(shù)具有非常明顯的優(yōu)勢，例如在實(shí)際操作過程中，施工人員對于面層不需要進(jìn)行開挖也就能夠?qū)⒐芫€穿越各種建筑物或者公共設(shè)施，從而提高了工程的施工效率，降低了工程成本。另外，頂管技術(shù)還可以進(jìn)行長距離施工，并且不會對周邊環(huán)境造成影響，不會產(chǎn)生噪音污染而影響到人們的正常生活?？偠灾?，頂管技術(shù)是一種無污染、高效率、值得推廣的技術(shù)、正因?yàn)轫敼芗夹g(shù)具有多方面的優(yōu)勢，因此在實(shí)際施工過程中，設(shè)計(jì)者必須要對工程的實(shí)際情況進(jìn)行分析，了解管線的布置方式、管型的選擇等，然后從多個設(shè)計(jì)方案中選擇最佳的施工方案。

2.頂管管道整體受力性狀

土壓力是管道設(shè)計(jì)荷載的主要組成部分，合理地確定地下管道上的土壓力及其分布是進(jìn)行管道設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，是管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全、經(jīng)濟(jì)的基本要求。作用于管道上的土壓力實(shí)際上是周圍土層與管道共同作用面上的接觸應(yīng)力，其大小及分布形式不僅與地層的物理力學(xué)性質(zhì)、管道的剛度有關(guān)，且與施工方法、管道的埋深、直徑、形狀等幾何參數(shù)有關(guān)。從調(diào)研可見，垂直土壓力、側(cè)向土壓力、地基反力等都有很多計(jì)算方法，采用哪種方法需要經(jīng)過縝密的分析。美國規(guī)范與德國規(guī)范有些類似，側(cè)向水平土壓力都引入了一個經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，但該系數(shù)的取值有差別。

3.頂進(jìn)管的選擇

通常在選用頂進(jìn)管時，應(yīng)運(yùn)用鋼筋混凝土管。若沒有腐蝕要求即可對鋼管進(jìn)行選用。應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)鋼筋混凝土的標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)規(guī)程對鋼筋混凝土管的規(guī)格設(shè)計(jì)、配筋以及應(yīng)力驗(yàn)算進(jìn)行確定，特別是對于鋼筋混凝土管的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)程。

3.1 頂進(jìn)管直徑的選擇在選擇頂進(jìn)管直徑時，應(yīng)按照工程性質(zhì)及工程需要對內(nèi)徑進(jìn)行確定，結(jié)合頂進(jìn)管所受荷載對混凝土管的配筋和壁厚進(jìn)行確定，從而確定內(nèi)徑。由于在工作面上，頂管工程是需要對挖土工人進(jìn)行配備的，因此通常情況下，內(nèi)徑應(yīng)超過500mm。

3.2 頂進(jìn)管長度的選擇。在頂管過程中的可控性及經(jīng)濟(jì)性受到頂進(jìn)管長度的影響較大。在直線推頂?shù)臓顩r下運(yùn)用長管能夠?qū)豆艿拇螖?shù)得到減少，從而得到良好的效果，但當(dāng)頂進(jìn)管長度增加時，若與原定路線出現(xiàn)偏離，則要將正確路線得以恢復(fù)，則會有較大難度出現(xiàn)。對頂壓坑進(jìn)行建造時，也應(yīng)對定壓坑的長度進(jìn)行增大，相應(yīng)提升了挖坑、回填、支護(hù)以及修復(fù)的整體費(fèi)用。反之，若在直線上對較短的管進(jìn)行推頂也會有較大難度出現(xiàn)。由于短管會容易擠入周圍土層，造成整個管列形成蛇形彎曲，進(jìn)一步將管路頂進(jìn)的可控性造成降低。

二、頂管施工技術(shù)在市政給排水中的應(yīng)用

頂管施工也被稱之為頂進(jìn)法施工是通過采用頂進(jìn)設(shè)備，逐漸對預(yù)制的箱形或圓形構(gòu)造物向路基中進(jìn)行頂入，從而形成立體交叉通道或涵洞的施工工藝。頂管施工應(yīng)先在確定的管段之間對工作井就接收井進(jìn)行設(shè)置，然后在工作井內(nèi)對推力設(shè)備進(jìn)行安裝，從而使導(dǎo)軌上的頂管機(jī)頭向土體內(nèi)推入。通過機(jī)頭導(dǎo)向，對預(yù)制的鋼筋混凝土管向前實(shí)施項(xiàng)進(jìn)，通過工作井對前端土體實(shí)施運(yùn)出，最后結(jié)束管道鋪設(shè)。

1.頂管施工的前期準(zhǔn)備

1.1 現(xiàn)場平面布置平面總體布置包括起垂設(shè)備、自動控制室、料具間、管片堆場、拌漿棚及拌漿材料堆場、注水系統(tǒng)、棄土坑的布置等。在工作井內(nèi)安裝發(fā)射架、頂管機(jī)、前頂鐵、主推千斤頂、反力架等頂進(jìn)設(shè)備，工作井邊側(cè)設(shè)置下井扶梯供施工人員上下。

1.2 頂管機(jī)進(jìn)、出洞處以及后靠上體加固為確保項(xiàng)管機(jī)出洞的絕對安全，需對后靠土體及進(jìn)、出洞區(qū)域土體進(jìn)行高壓旋噴樁加固。為防止頂管機(jī)進(jìn)、出預(yù)留洞導(dǎo)致泥水流失，并確保在頂進(jìn)過程中壓注的泥漿出現(xiàn)不流失，必須在工作井安裝洞口止水裝置。

2.頂管井的設(shè)計(jì)

頂管井主要包括接收井及工作井兩種。從建造結(jié)構(gòu)來看，頂管井的種類相對較多，通常對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行使用。一般工作井的結(jié)構(gòu)形式包括單孔井和單排孔井兩種。單孔井的形狀主要有正方形、圓形及矩形等。而單排孔的形狀大多為矩形。從結(jié)構(gòu)受力性能來看，從高到低的結(jié)構(gòu)形狀以此為圓形、正方形和矩形. 在布置結(jié)構(gòu)時，可在井內(nèi)對內(nèi)支撐進(jìn)行設(shè)置，從而將結(jié)構(gòu)受力得到改善。在施工過程中，工作井根據(jù)雙向頂進(jìn)實(shí)施設(shè)計(jì)，和接收井進(jìn)行間隔布置。間距與設(shè)計(jì)檢查井處于一致，施工完成之后，根據(jù)設(shè)計(jì)要求在工作井和接收井的位置上對檢查井進(jìn)行確定。

3.工作坑

用全站儀測放工作井位置及沉井壁的位置。用反鏟挖機(jī)開挖基坑，人工挖探管線配合。在刃腳處鋪設(shè)砂墊層，砂墊層應(yīng)分層鋪填、夯實(shí)，用水準(zhǔn)儀找平。沉井制作采用一次制作一次下沉，井壁模板采用鋼組合式定型模板或大模板組裝而成，內(nèi)外腳手架與模板系統(tǒng)要分離，各自成系統(tǒng)，以免由于下沉造成破壞。

4.管口防水

為了管子能夠順利流出作業(yè)井，施工人員要在預(yù)留的時候把洞口留出比管口稍微大一些的洞，在進(jìn)行完頂進(jìn)作業(yè)之后，對洞口和管子之間的空隙進(jìn)行封堵，保證良好的密封性。在沉井制作的時候也可以使用洞口止水的方法。這種方法也就是現(xiàn)在洞口埋藏一個鋼法蘭，在鋼法蘭的表面進(jìn)行焊接螺栓后，再安裝一個橡膠法蘭，最后用鋼壓板進(jìn)行壓緊工作。工作井內(nèi)如果沒有發(fā)現(xiàn)地下水和泥沙等，就可以用橡膠法蘭和壓板進(jìn)行回收。進(jìn)出洞的作業(yè)是整個頂管作業(yè)中關(guān)鍵的步驟，由于穿墻后掘進(jìn)機(jī)的方向是否準(zhǔn)確對以后控制管道的方向以及對井內(nèi)管節(jié)的拼裝等工作等帶來十分重要的影響。

5.管道頂進(jìn)

采用人挖機(jī)頂?shù)姆椒ㄟM(jìn)行，安放第一節(jié)頂管時應(yīng)認(rèn)真復(fù)核管道軸線、高程，準(zhǔn)確無誤后方可開始進(jìn)行管道頂進(jìn)?？刂泣c(diǎn)應(yīng)設(shè)在不易擾動，視線清楚，方便核對的地方，并加以保護(hù)。工程開工前先進(jìn)行現(xiàn)況管線調(diào)查，復(fù)核管線的位置與高程，現(xiàn)場使用的水準(zhǔn)點(diǎn)閉合后方能使用。

三、頂進(jìn)時應(yīng)注意事項(xiàng)

頂管施工是一種先進(jìn)的技術(shù)，頂管井的建造結(jié)構(gòu)有很多種類，一般使用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。工作井的結(jié)構(gòu)形式通常有單孔井和單排孔井。前者形狀有圓形、正方形、矩形等，后者則大多為矩形，它們的結(jié)構(gòu)受力性能由高至低依次為圓形、正方形、矩形。

四、結(jié)束語

隨著當(dāng)前社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，頂管技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢得到了快速的發(fā)展，通過頂管技術(shù)在市政給排水施工的應(yīng)用，降低了施工過程中對城市交通的影響，降低了施工成本。

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