市政工程項(xiàng)目中的大口徑頂管施工技術(shù)研究

龍大發(fā)

（中鐵十六局集團(tuán)第三工程有限公司， 浙江 湖州 313000）

頂管施工技術(shù)有易于操作的特性，能夠促進(jìn)市政工程施工質(zhì)量的提升，并擴(kuò)大工程的經(jīng)濟(jì)效益。市政工程中采用頂管技術(shù)施工時(shí)需要對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)施嚴(yán)格的質(zhì)量控制，防止出現(xiàn)各種缺陷等不安全隱患，按照施工操作的標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行作業(yè)，并對(duì)技術(shù)中的各項(xiàng)施工要點(diǎn)提前規(guī)劃，全面確保市政工程的質(zhì)量。

1 市政工程頂管施工應(yīng)用

一般情況下頂管技術(shù)所用到的頂進(jìn)管為鋼筋混凝土管，當(dāng)工程受腐蝕影響較小時(shí)還可選用鋼管。首先應(yīng)當(dāng)結(jié)合施工的實(shí)際情況來(lái)選擇合適的頂進(jìn)管直徑，對(duì)于頂進(jìn)管配筋以及壁厚則應(yīng)當(dāng)按照頂管所承受的實(shí)際荷載進(jìn)行選擇，同時(shí)頂進(jìn)管的外徑則要滿足挖土人員的施工需求，通常要保障頂進(jìn)管的內(nèi)徑＞50cm[1]。另外，由于使用的頂進(jìn)管長(zhǎng)度與市政工程的經(jīng)濟(jì)成本有關(guān)，在直線推頂施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡量采用長(zhǎng)管進(jìn)行施工。如此一來(lái)，不僅減少了裝管的頻率還降低了施工成本。但是隨著施工的不斷進(jìn)行，頂管長(zhǎng)度也會(huì)隨之?dāng)U大，一旦頂管的使用偏離了設(shè)計(jì)方案中的線路時(shí)，工程施工的難度就會(huì)隨之提高。為保證市政工程的質(zhì)量，需要相應(yīng)的支護(hù)結(jié)構(gòu)，并及時(shí)回填，這也會(huì)造成施工成本的提升。假設(shè)在直線上使用短管進(jìn)行推頂，同樣也會(huì)提高施工的難度，因?yàn)樵谑褂枚坦艿倪^(guò)程中很容易將周圍的土層擠入管連接處，使整體管道出現(xiàn)一定程度的變形。一般來(lái)說(shuō)，根據(jù)外直徑的大小選擇合適的頂管長(zhǎng)度，當(dāng)外直徑≤1.1m 時(shí)采用短管進(jìn)行施工；如果外直徑為1.15m 時(shí)則用標(biāo)準(zhǔn)管施工；當(dāng)外直徑＞2.1m 的情況下則采用長(zhǎng)管進(jìn)行施工。

2 頂管施工技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

頂管施工技術(shù)可以大大減少工程的施工時(shí)間，并且采用該技術(shù)施工時(shí)產(chǎn)生的噪音、粉塵都較小，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，基本不影響城區(qū)的正常交通。另外，還不會(huì)對(duì)既有的地下管線和周圍構(gòu)筑物造成破壞，是一種高效、便捷、環(huán)保的施工技術(shù)。

3 當(dāng)前大口徑頂管施工的技術(shù)難點(diǎn)及相應(yīng)的解決措施

3.1 控制頂管頂力問(wèn)題

在選取大口徑頂管進(jìn)行施工時(shí)，合理掌握頂管的頂力一直是該技術(shù)的一個(gè)難點(diǎn)，尤其是在頂管機(jī)出洞的過(guò)程中（如圖1），對(duì)頂管頂力的控制要求更高。當(dāng)頂管頂力設(shè)置的不合理時(shí)，就很容易造成頂管機(jī)出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)與上飄的問(wèn)題，嚴(yán)重影響了工程的質(zhì)量，還會(huì)埋下較大的隱患。

就這一問(wèn)題，在實(shí)際的頂管施工時(shí)，通常會(huì)充分利用刀盤的正反轉(zhuǎn)功能對(duì)頂管機(jī)的轉(zhuǎn)角進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，經(jīng)過(guò)調(diào)整，可以快速降低頂管機(jī)的頂進(jìn)速度。該方法的使用要點(diǎn)在于，當(dāng)頂管機(jī)馬上脫離洞口時(shí)，調(diào)整轉(zhuǎn)角使之迅速減速頂進(jìn)，而且通過(guò)調(diào)整轉(zhuǎn)角還可以在很大程度上降低頂管機(jī)的壓力，防止出洞時(shí)發(fā)生各種失誤操作[2]。

3.2 頂管糾偏問(wèn)題

一般來(lái)說(shuō)，頂進(jìn)施工時(shí)應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制頂管的偏差，確保偏差不超過(guò)設(shè)計(jì)管道中心線的50mm，如果出現(xiàn)頂管的偏差大于這一數(shù)值時(shí)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)作出適當(dāng)?shù)捻敼芗m偏，這也是市政工程施工中所必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。特別是在長(zhǎng)距離大口徑類型的施工中，更應(yīng)當(dāng)將頂管糾偏作為施工過(guò)程的重中之重。結(jié)合多年工作經(jīng)驗(yàn)，并對(duì)管道偏移的事故進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并作出合理的分析得出，造成管道偏移的原因主要有：（1）頂管的后背墻發(fā)生了一定程度的位移，或者后背墻本身就不平整；（2）頂進(jìn)上體的質(zhì)地發(fā)生改變，使得頂進(jìn)機(jī)運(yùn)行時(shí)所受的阻力不均勻；（3）千斤頂不能與頂進(jìn)機(jī)同步運(yùn)行，或者二者的頂力相差過(guò)大，使的受力不均衡出現(xiàn)偏移。

為了切實(shí)解決偏移問(wèn)題，可以采取以下幾個(gè)措施，防止管道出現(xiàn)該情況：

（1）進(jìn)行頂管的正式施工前，要制定預(yù)防管道偏差的相關(guān)措施。①在設(shè)計(jì)階段或者施工前，施工單位應(yīng)當(dāng)派專業(yè)技術(shù)人員對(duì)施工環(huán)境進(jìn)行全面的勘察，獲取施工位置的地質(zhì)條件等信息，結(jié)合勘察的結(jié)果制定科學(xué)合理的頂進(jìn)施工方案，禁止不經(jīng)實(shí)地勘察就盲目施工，隨意進(jìn)行管道糾偏。②在施工過(guò)程中要保持管道行程、頂進(jìn)機(jī)的運(yùn)行速度以及頂力的相協(xié)調(diào)一致，選取相同規(guī)格型號(hào)的千斤頂，確保管道與設(shè)計(jì)的中心線位置相重合，并且受力均勻。

（2）對(duì)管道受力要進(jìn)行嚴(yán)格的科學(xué)計(jì)算，確保頂進(jìn)的后背墻穩(wěn)定不變形。在施工前，還要確認(rèn)施工材料的質(zhì)量是否滿足市政工程的需求，確保鋼筋混凝土的強(qiáng)度等性能滿足質(zhì)量要求，避免出現(xiàn)在頂進(jìn)時(shí)后背墻發(fā)生位移的情況。除此之外，還要檢查后背墻是否平整，在頂進(jìn)過(guò)程中為了避免由于后背墻不平整造成管道偏離的情況，需要嚴(yán)格落實(shí)相關(guān)數(shù)據(jù)的記錄工作，及時(shí)準(zhǔn)確記錄頂進(jìn)施工中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理獲取相應(yīng)的曲線，并以此作為管道是否出現(xiàn)偏移的依據(jù)，從而制定可行的糾偏措施。

（3）在頂進(jìn)施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)管道出現(xiàn)的偏離問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行糾偏，并采取合理可行的措施。比如當(dāng)管道偏離是由于千斤頂?shù)氖芰鸬?，則應(yīng)當(dāng)立即停止作業(yè)，對(duì)偏離值進(jìn)行測(cè)量評(píng)估后再重新調(diào)整千斤頂?shù)奈恢眉跋鄳?yīng)頂力；如果管道偏離是由于后背墻發(fā)生位移而造成的，則需要立即對(duì)后背墻采取相應(yīng)的加固措施，確保后背墻穩(wěn)定、平整。不僅如此，還要全面收集施工中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，對(duì)管道的行進(jìn)方向進(jìn)行科學(xué)的預(yù)測(cè)，盡可能地減少管道出現(xiàn)偏離的情況，按時(shí)完工。

3.3 出渣與通風(fēng)問(wèn)題

當(dāng)頂管向上層頂進(jìn)時(shí)，頂管的行進(jìn)方向一般是從下往上，綜合分析多起頂管施工的案例發(fā)現(xiàn)，在頂進(jìn)過(guò)程中常常會(huì)發(fā)生的施工事故很大一部分原因是出渣后周圍受力不均造成的。另外，在長(zhǎng)距離大口徑類型的施工中，受到較大的頂進(jìn)距離的影響，頂進(jìn)工作井的深度也往往較大，這種情況下頂進(jìn)洞內(nèi)部就會(huì)發(fā)生空氣不能良好循環(huán)的現(xiàn)象。當(dāng)空氣循環(huán)較慢時(shí)，洞內(nèi)的生產(chǎn)性粉塵以及有害氣體就會(huì)產(chǎn)生一定的集聚，嚴(yán)重影響了作業(yè)人員的生命健康。為了避免頂進(jìn)施工中發(fā)生出 渣及通風(fēng)不佳的問(wèn)題，施工單位可以在以下幾個(gè)方面做出改進(jìn)[3]：

（1）在出渣設(shè)備上安裝相應(yīng)的制動(dòng)設(shè)備，以便出渣過(guò)程中發(fā)生事故時(shí)能及時(shí)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

（2）當(dāng)頂進(jìn)深度達(dá)到一定程度時(shí)，安裝鼓風(fēng)機(jī)，尤其是離心式鼓風(fēng)機(jī)加強(qiáng)空氣流通（見圖2），防止洞內(nèi)氣體集聚，快速排出污染氣體，確保施工人員的健康。

（3）相關(guān)人員在作業(yè)時(shí)應(yīng)當(dāng)佩戴相應(yīng)的安全防護(hù)，并攜帶氣體檢測(cè)儀器，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)撤離，做到安全第一。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，大口徑頂管的施工技術(shù)在市政工程尤其是地下工程中應(yīng)用廣泛，為了保證施工的質(zhì)量，提高施工的效率應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)程進(jìn)行相關(guān)的操作，對(duì)頂管技術(shù)中的難點(diǎn)積極研究應(yīng)對(duì)措施，不僅可以確保市政工程的質(zhì)量，還能夠推動(dòng)頂管技術(shù)的進(jìn)一步完善。