關(guān)于市政給排水頂管施工技術(shù)及發(fā)展趨勢探討

摘要：在市政工程中，不可避免要對(duì)管道及管線進(jìn)行改造。由于地下管線眾多且復(fù)雜，且相關(guān)的竣工資料不齊全，給管道的施工和開挖造成很大的困難，文章結(jié)合 工程 實(shí)踐對(duì)頂管施工技術(shù)做簡要的介紹。

關(guān)鍵詞：市政工程；頂管施工技術(shù)；給排水

1頂管施工的基本原理

頂管施工就是借助于主頂油缸以及中繼間的頂進(jìn)力，把工具管或頂管掘進(jìn)機(jī)從工作坑內(nèi)穿過土層一直頂進(jìn)到接收坑內(nèi)吊起。與此同時(shí)，把緊隨在工具管或掘進(jìn)機(jī)后的管道埋設(shè)在兩個(gè)工作坑之間。在頂管施工中主要有三種工作面平衡理論：氣壓、土壓和泥水平衡理論。本文主要介紹泥水平衡頂管工法。泥水平衡頂管的工作原理：通常把用水力切削泥土，采用機(jī)械切削泥土而采用水力輸送棄土，同時(shí)有的利用泥水壓力來平衡地下水壓力和土壓力的這一類頂管形式都稱為泥水平衡頂管施工。在泥水平衡頂管施工中，要使挖掘面上保持穩(wěn)定，就必須在泥水倉中充滿一定壓力的泥水，泥水在挖掘面上可以形成一層不透水的泥膜，以阻止泥水向挖掘面里滲透。同時(shí)，該泥水本身又有一定的壓力，因此它就可以用來平衡地下水壓力和土壓力，這就是泥水平衡頂管最基本的原理。

2市政給排水管線工程施工要點(diǎn)

2.1開挖施工。市政管道穿越市政各種建筑物，為避免不必要的麻煩，大多沿路鋪設(shè)。在非主干道或路邊不大影響交通的情況下可采用明挖施工。

2.2頂管施工。市政管道在跨路施工開挖存在影響交通等各方面困難時(shí)，頂管施工是一種可行的方案選擇。頂管施工從考慮人員在管道內(nèi)施工作業(yè)考慮，管徑一般在0.8m以上，有鋼管和水泥管兩種管型，市政排污管多用水泥管，自來水和煤氣管道多用鋼管。

3頂管施工工序

3.1穿墻

打開穿墻悶板將工具管頂出井外，并安裝穿墻止水裝置，主要技術(shù)施工措施如下：

3.1.1穿墻管內(nèi)填夯壓密實(shí)的紙筋粘土或低強(qiáng)度水泥粘土拌和土，以起到臨時(shí)性阻水擋土作用；

3.1.2為確保穿墻孔外側(cè)一定范圍內(nèi)土體基本穩(wěn)定并有足夠強(qiáng)度，工作井工具管穿墻前，對(duì)穿墻管外側(cè)采取注漿固結(jié)措施；

3.1.3穿墻前對(duì)可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析并制定相應(yīng)處理措施；

3.1.4悶板開啟后迅速推進(jìn)工具管，同時(shí)做好穿墻止水，本工程采用止水法蘭加壓板，中間安入20mm厚的天然優(yōu)質(zhì)橡膠止水板環(huán)，要求具有較高的拉伸率和耐磨性，借助管道頂進(jìn)帶動(dòng)安裝好的橡膠板形成逆向止水裝置，應(yīng)防止因穿墻管外側(cè)的土體暴露時(shí)間過長而產(chǎn)生擾動(dòng)流變。

3.2頂管出洞

頂管出洞是頂管作業(yè)中一個(gè)很值得注意的問題，頂管出洞，即頂管機(jī)和第一節(jié)管子從工作井中破出洞口封門進(jìn)入土中。開始正常頂管前的過程，是頂管技術(shù)中的關(guān)鍵工序，也是容易發(fā)生事故的工序。為防止管線出現(xiàn)偏斜，應(yīng)采取工具管調(diào)零，在工具管下的井壁上加設(shè)支撐，若發(fā)現(xiàn)下跌立即用主頂油缸進(jìn)行糾偏，工具管出洞前預(yù)先設(shè)定一個(gè)初始角彌補(bǔ)下跌等措施。

3.3注漿減阻

在頂管施工中還有一個(gè)重要的技術(shù)措施就是通過壓注觸變泥漿填充管道周圍的空隙，形成一道泥漿保護(hù)套，起到支撐地層，減少地面沉降，減少頂進(jìn)阻力的作用。在施工中，首先對(duì)頂管機(jī)頭尾部壓漿，并要與頂進(jìn)工作同步，然后在中續(xù)間和混凝土管道的適當(dāng)位置進(jìn)行跟蹤補(bǔ)漿，以補(bǔ)充在頂進(jìn)中的泥漿損失。注漿工序一般多應(yīng)用于長距離頂管施工中。

3.4頂管糾偏

糾偏是指機(jī)頭偏離設(shè)計(jì)軸線后，利用設(shè)置在后部的糾偏千斤頂組，改變機(jī)頭端面的方向，減少偏差，使管道沿設(shè)計(jì)軸線頂進(jìn)。頂進(jìn)糾偏是采用調(diào)整4臺(tái)糾偏千斤頂組的方法，進(jìn)行糾偏操作，若管道偏左則千斤頂采用左伸右縮，反之亦然。如果同時(shí)有高程和方向偏差，則應(yīng)先糾正偏差大的一邊。糾偏應(yīng)做到在頂進(jìn)中采用小角度分級(jí)逐步進(jìn)行，勤調(diào)微糾。當(dāng)頂管機(jī)頭發(fā)生旋轉(zhuǎn)時(shí)，可采取在管內(nèi)的相反方向增加壓重塊或在中間站提供旋轉(zhuǎn)糾正力矩等方法糾正。

4頂管施工技術(shù)方案選擇

4.1經(jīng)調(diào)查分析研究及結(jié)合本公司在設(shè)備和施工及相關(guān)的技術(shù)能力，采用了密封泥水平衡式頂管工藝進(jìn)行施工。

4.2泥水式平衡頂管機(jī)相比于土壓式平衡頂管機(jī)，能有效平衡地下水、對(duì)付流沙和淤泥質(zhì)地層。同時(shí)泥水式平衡頂管施工比土壓式平衡頂管施工具有以下優(yōu)點(diǎn)：

4.2.1可連續(xù)頂進(jìn)作業(yè)，施工速度快：

4.2.2人員不用進(jìn)入管道作業(yè)，安全性高；

4.2.3在淤泥質(zhì)和砂層中頂進(jìn)，對(duì)地質(zhì)環(huán)境影響小，能有效控制施工精度，而且成本低等。

4.3頂管施工工藝流程

施工前期準(zhǔn)備→測量放樣、復(fù)核→工作井施工→攪拌樁施工→工作井上下設(shè)備安裝準(zhǔn)備→工具頭吊裝下井、全套設(shè)備調(diào)試→工具頭穿墻頂進(jìn)→后續(xù)吊放管道一管道頂進(jìn)、測量控制及糾偏→管道排泥和廢泥漿外運(yùn)→下→管節(jié)吊放就位→下段頂管頂進(jìn)一管道貫通、回收工具頭→閉水試驗(yàn)→竣工驗(yàn)收、清場。

5頂管選擇

頂進(jìn)管一般選用鋼筋砼管，如沒有腐蝕要求可選用鋼管。頂進(jìn)管的直徑選擇是首先根據(jù)工程需要、工程性質(zhì)確定內(nèi)徑，根據(jù)頂進(jìn)管所受荷載確定砼管的壁厚及配筋，進(jìn)而確定外徑。頂進(jìn)管的長度對(duì)頂管過程的經(jīng)濟(jì)性和可控性有很大的影響。在直線推頂?shù)那闆r下使用長管可以減少裝管的次數(shù)，達(dá)到良好的效果，但隨著管長度的增長，容易偏離原定頂進(jìn)的路線，比使用短管恢復(fù)正確路線更加困難。同時(shí)建造頂壓坑時(shí)頂壓坑的長度也要增大，挖坑、支護(hù)、回填、修復(fù)的費(fèi)用將相應(yīng)地增加。

6市政排水管應(yīng)用趨勢分析

6.1往柔性接口型式戴在發(fā)展用平口管安裝成管道，用水泥砂漿封縫或用套環(huán)連接防不了污水外溢，隨著社會(huì)的發(fā)展，它必將被淘汰。未來發(fā)展趨勢是使用柔性結(jié)合的承接口式排水管。

6.2低壓力排水管發(fā)展趨勢帶低壓運(yùn)行的排水管不僅是設(shè)計(jì)需要，而且可以減少內(nèi)壁腐蝕的出現(xiàn)。低壓排水管可以用壓力管的生產(chǎn)工藝來生產(chǎn)。綜合成本可以與排水管同比接近。

6.3綠色混凝土管發(fā)展趨勢在排水管的混凝土中可以應(yīng)用很多有利于環(huán)保的 工業(yè) 廢料，從而促進(jìn)綠色混凝土在排水管材中的應(yīng)用。

6.4高耐久性方向發(fā)展趨勢我國使用排水管時(shí)間不長，在其設(shè)計(jì)壽命的驗(yàn)證方面尚缺少數(shù)據(jù)，但污水對(duì)混凝土管的腐蝕是一個(gè)不爭的事實(shí)。不僅僅是排放有腐蝕介質(zhì)的管道，普通生活污水管也存在耐腐蝕問題，而耐腐蝕管的生產(chǎn)技術(shù)關(guān)鍵是突破以往水泥作為混凝土膠凝材料的觀念，通過摻合料來改變混凝土的生成產(chǎn)物從而達(dá)到耐腐蝕的目的。這種排水管的應(yīng)用將進(jìn)一步拓廣排水管的應(yīng)用領(lǐng)域。

結(jié)語

隨著我國城市經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市城下建設(shè)工程將越來越多，頂管施工技術(shù)的優(yōu)越性越來越突出，在市政管網(wǎng)建設(shè)中，采用頂管施工技術(shù)，能夠有效地降低對(duì)附近城市構(gòu)筑物和道路、管網(wǎng)的影響，取得安全、環(huán)保、高效、經(jīng)濟(jì)的效果。

參考文獻(xiàn)

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[2]王濤.市政給排水工程中的頂管施工技術(shù)[J].工程技術(shù)，2015，（21）.

作者簡介：王敬（1983-），女，山東平度，在職研究生，身份證號(hào)，37020519830118752X，工程師，研究方向：給排水。

（作者單位：青島優(yōu)潤一方水務(wù)科技工程有限公司）