市政給排水施工中的長距離頂管施工技術(shù)分析

文/孫健 濟(jì)南市市政工程設(shè)計(jì)研究院（集團(tuán)）有限責(zé)任公司 山東濟(jì)南 250000

1、長距離頂管施工技術(shù)在施工中的工作原理

長距離頂管施工技術(shù)的工作原理：以設(shè)置在工作井的油缸為動力，從而推動頂管機(jī)做向前頂進(jìn)，在頂進(jìn)的施工過程中，土體在土壓平衡頂管機(jī)中刀片的作用下被切削下來，然后進(jìn)入到螺旋輸送機(jī)和密封的土倉內(nèi)，通過擠壓成型，壓縮土體上具有一定的土壓，然后壓縮土體再被螺旋輸送機(jī)送出，從而完成給排水管道施工的基礎(chǔ)工序。由于不同的地層有著不同的特點(diǎn)，在開挖過程中，向土倉和刀盤正面加入適量的粘土漿或者清水等材料，把不容易施工的地層土壤改變成泥狀，以方便施工，這種泥狀土既可以承受地下水的壓力和施工面的土層壓力，同時，還能增強(qiáng)刀盤前面土體的整體穩(wěn)定性。

2、長距離頂管施工技術(shù)在給排水施工中的應(yīng)用

2.1 長距離頂管施工技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

長距離頂管施工技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀市政給排水系統(tǒng)是現(xiàn)代化城市建設(shè)與發(fā)展的基礎(chǔ)工程，該工程的建設(shè)不僅能夠?qū)ψ匀毁Y源起到一定的保護(hù)作用，提高其利用率，還能夠?yàn)槌鞘锌购闇p災(zāi)，具有至關(guān)重要的作用。但是從當(dāng)前我國發(fā)展現(xiàn)狀來看，市政給排水工程在建設(shè)與施工中存在著許多問題，例如排水系統(tǒng)不完善、相關(guān)排水設(shè)施失靈等，這些都嚴(yán)重影響到給排水系統(tǒng)的正常使用。因此我們必須要與時俱進(jìn)，采用現(xiàn)代化設(shè)備進(jìn)行市政給排水工程的施工，已解決其中存在的各種問題。非開挖技術(shù)是在管線施工過程中不對地面進(jìn)行開挖或者未開挖的一種施工手段，這種施工技術(shù)具有環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、影響范圍小等優(yōu)點(diǎn)，是一種值得推廣的技術(shù)。在市政給排水施工過程中，我們將非開挖技術(shù)應(yīng)用在頂管施工過程中，由于其具有施工噪聲小、地表干擾少、振動小等優(yōu)點(diǎn)，因此受到了人們的廣泛關(guān)注。

2.2 對于長距離頂管的關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)

主要的長距離頂管技術(shù)施工程序包含了正面穩(wěn)定、觸變泥漿減阻和長距離壓漿、中繼間設(shè)置、管節(jié)之間的接頭處理、糾偏、頂管接收井進(jìn)洞以及頂管穿墻等幾個環(huán)節(jié)，而其中最為重要的環(huán)節(jié)就是長距離壓漿和觸變泥漿減阻這道程序。在進(jìn)行長距離頂管的施工過程中，要進(jìn)行及時、有效地向管節(jié)外側(cè)壓注觸變泥漿，從而讓其形成良好的和圍護(hù)好泥漿套，保證對管節(jié)頂進(jìn)發(fā)揮出高效的減阻效果，與此同時觸變泥漿也可以很好的降低地面沉降，由此來看注漿通常是頂管成敗與否的重要因素。頂管施工中所使用的膨潤土觸變泥漿，是在地上的壓漿站配置后，通過液壓注漿泵壓入到輸漿總管機(jī)管節(jié)上的環(huán)形分管注入至頂管機(jī)及管節(jié)的各個注漿孔形成管節(jié)外圍泥漿套。觸變泥漿降低摩擦的效果如何，一方面與選用的漿液材料和配比有關(guān)外，另一方面也與布置的注漿、選擇的注漿泵、注漿的壓力及其注入量有關(guān)。頂管掘進(jìn)機(jī)后部環(huán)狀勻稱配置了4個壓漿孔，頂進(jìn)時能夠保證跟蹤注漿，使之在頂進(jìn)機(jī)后面充分形成較為完整的泥漿套。同時跟蹤注漿地面泥漿站配備完畢的觸變泥漿，經(jīng)液壓注漿泵增壓后，注入注漿的總管，通過環(huán)形分管注入頂管機(jī)及管節(jié)的壓漿孔形成泥漿套。管節(jié)在頂進(jìn)過程中，基于少量漿液將外流到土層，所以務(wù)必保證管節(jié)上的注漿孔進(jìn)行補(bǔ)壓漿。通常一節(jié)管內(nèi)部頂進(jìn)完畢就該進(jìn)行補(bǔ)漿。此外，要根據(jù)每段頂進(jìn)阻力進(jìn)行隨時分段補(bǔ)壓漿。壓漿量的一般原則是控制在同步跟蹤壓漿量為管節(jié)外理論空隙體積的大約8倍，補(bǔ)漿量通常為管節(jié)外理論空隙體積。注漿壓力值，運(yùn)用注漿的粘度和管路輸送長度，通過試頂后，壓漿站的壓力控制在0.08MPa至0.1MPa更合適。

2.3 泥漿制備和注漿工藝

（1）配置觸變泥漿要選用優(yōu)質(zhì)膨潤土，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)采用合適的配比，以保證泥漿的減摩效果和支承能力。漿液必須攪拌充分，在膨潤土泥漿壓入以前，對儲漿箱內(nèi)的泥漿再進(jìn)行一次攪拌。

（2）嚴(yán)格控制注漿壓力，使其不能小于管體上部的靜止土壓力和水頭壓力。頂進(jìn)時要根據(jù)地面變形、地下水位等因素適當(dāng)調(diào)整壓力和壓漿量。在泥漿出口處裝單向閥，不使其回漿，以使觸變泥漿套的壓力在臨時停泵后仍基本不變。根據(jù)工程實(shí)際情況設(shè)置中繼壓漿泵，以抵消輸送管的壓力損失，穩(wěn)定注漿壓力。

（3）由于曲線段外側(cè)存在法向分力作用，對土體擾動和摩阻力都會增大，當(dāng)掘進(jìn)機(jī)進(jìn)入曲線段時，要增加對曲線外側(cè)的注漿量，盡可能形成完整泥漿套。

（4）頂管貫通后，要及時利用觸變泥漿壓注孔對頂進(jìn)時處于管道外的觸變泥漿進(jìn)行純水泥漿置換，從而減少管道的后期沉降。

2.4 管節(jié)止轉(zhuǎn)的技術(shù)措施

頂進(jìn)時機(jī)頭在刀盤及螺旋機(jī)的作用下會發(fā)生旋轉(zhuǎn)，而機(jī)頭旋轉(zhuǎn)尤其是轉(zhuǎn)角偏大時會對頂進(jìn)造成不利影響，因此對工具管要采取糾旋轉(zhuǎn)措施。在機(jī)頭前方筒的水平二側(cè)焊翼板，長1.8m，寬30mm，厚25mm，以防止機(jī)頭旋轉(zhuǎn)。對機(jī)頭的旋轉(zhuǎn)主要采用加壓重塊的方法。在機(jī)頭二側(cè)焊壓鐵支架，1號與6號管二側(cè)亦焊壓鐵支架。二側(cè)先平均放壓鐵，共20t。一旦發(fā)現(xiàn)機(jī)頭有微小偏轉(zhuǎn)，立即將壓鐵移到一側(cè)。

2.5 水平螺旋鉆進(jìn)法

水平螺旋鉆進(jìn)法是一種依靠螺旋鉆桿向切削鉆頭傳遞鉆壓和扭矩，利用電機(jī)頂進(jìn)推動鋼管從工作井穿到預(yù)留井，完成管道施工的一種方式。具有地表干擾少、土層擾動少等優(yōu)勢，主要應(yīng)用于小口徑鋼筋混凝土排水管道施工。其缺點(diǎn)就是施工過程中難以控制螺旋鉆桿的方向，不能有效控制管道，導(dǎo)致管道的施工精度受到一定限制。

2.6 頂管施工法

頂管施工方法主要應(yīng)用于穿孔施工時頂進(jìn)鋼套管或無鋼套管情況下頂進(jìn)永久性公共管道，具有施工噪聲小、地表干擾少、振動小等優(yōu)點(diǎn)。其施工方法的過程具體是從地面開挖兩個基坑井，將鋼管從工作井安放，然后通過千斤頂或中繼間的頂推機(jī)械的頂進(jìn)，推動鋼管從工作井預(yù)留口穿出，穿越土層直至接收井的預(yù)留口邊，最后穿出接收井的預(yù)留口，形成管道的施工過程。

結(jié)語：

通過以上的分析，可以明確的知道，在城市給排水施工過程中，想要使整個工程達(dá)到最好的效果，就需要不斷的對其中各項(xiàng)施工技術(shù)進(jìn)行改善，與時俱進(jìn)，跟上時代的步伐，長距離頂管施工技術(shù)的大力推廣就是最好的證明。