長(zhǎng)距離頂管施工技術(shù)在市政給排水施工中的應(yīng)用研究

陳軍民

（廊坊市市政設(shè)施管理處，河北 廊坊 065000）

頂管技術(shù)是一種不需要進(jìn)行管道開(kāi)挖作業(yè)的施工方式。長(zhǎng)距離頂管技術(shù)是指進(jìn)行分段給排水管道施工時(shí)，每一段給排水管道的長(zhǎng)度都在200m 以上，有的長(zhǎng)度甚至?xí)^(guò)2000m。相對(duì)于傳統(tǒng)上的市政給排水管道開(kāi)挖技術(shù)，長(zhǎng)距離頂管技術(shù)不需要對(duì)市政道路進(jìn)行開(kāi)挖作業(yè)，減少對(duì)原有道路的損害，占地面積較小，施工噪音低，能夠提高工程質(zhì)量，節(jié)約工程施工工期，節(jié)約工程項(xiàng)目成本，對(duì)其研究十分必要。

1 市政給排水施工中長(zhǎng)距離頂管施工技術(shù)

非開(kāi)挖是頂管施工中采用的主要方法，在基本不動(dòng)工的情況下，為以后的管道鋪設(shè)提供了非常大的便利條件，在節(jié)約施工成本的同時(shí)，對(duì)人力、物力等進(jìn)行有效整合，保障了當(dāng)?shù)鼐用竦臋?quán)益。

1.1 頂管施工法

頂管施工法的優(yōu)點(diǎn)是在較小的噪音下完成施工，振動(dòng)幅度小，減少對(duì)地面的破壞，在穿孔施工或者或者無(wú)鋼套管情況下頂進(jìn)永久性公共管道中的應(yīng)用比較普遍。主要的施工方法是在地面上開(kāi)挖兩個(gè)基坑井，將鋼管與工作井進(jìn)行合理安放，利用千斤頂或其他頂進(jìn)裝置，在有效的推進(jìn)作用下，從工作井預(yù)留口將鋼管穿出，從土層一直到接收井的預(yù)留口邊，最后達(dá)到接收井的預(yù)留口，管道的施工工作最終完成。

1.2 水平螺旋鉆進(jìn)技術(shù)

水平螺旋鉆進(jìn)技術(shù)在長(zhǎng)距離頂管施工中應(yīng)用的非常廣泛，在市政給排水施工中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。這種技術(shù)能夠使長(zhǎng)距離管道作業(yè)中地面的波動(dòng)有效減少，對(duì)土層起到一定的保護(hù)作用。在長(zhǎng)距離管道市政排水管道頂管施工中，小直徑的排水管能夠啟到良好的適用效果，能夠使管道的偏差得到有效控制，將管道的干擾程度降低，頂管相互之間的距離能夠更加準(zhǔn)確。

2 工程實(shí)例

2.1 工程概況

某城市的市政給水引水改造工程，需在引水渠的位置施工2 根直徑2600mm 的鋼管，中心的間距6m～14m。頂進(jìn)的長(zhǎng)度約為780m，總長(zhǎng)度超過(guò)2500m。頂管需要穿越淤泥混砂、粘土、中砂、殘積礫質(zhì)粘性土等土層。

2.2 長(zhǎng)距離頂管施工準(zhǔn)備

首先應(yīng)考慮施工總平面圖的布置，主要包括很多方面的內(nèi)容，比如起重設(shè)備、料具間、注漿系統(tǒng)、管材堆場(chǎng)、自動(dòng)控制室等。要將發(fā)射架、頂管機(jī)、主推千斤頂和反力架等設(shè)備布置在始發(fā)工作井內(nèi)，還需要將下井扶梯設(shè)置在工作井邊側(cè)，這是為了讓施工人員上下更加的方便。

2.3 長(zhǎng)距離頂管的主要施工設(shè)備

頂管管道頂進(jìn)沿線(xiàn)沒(méi)有其他建筑物基礎(chǔ)，管道的直徑也不小于800mm。那么就可以確定有千斤頂、反力墻、起重設(shè)備等主要設(shè)備。在進(jìn)行的政給排水管道的長(zhǎng)距離頂管施工前，應(yīng)首先進(jìn)行頂力計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果選用適當(dāng)?shù)捻斶M(jìn)設(shè)備。頂力計(jì)算依據(jù)下列公式進(jìn)行：

式中P-計(jì)算的總頂力，k N；f-頂進(jìn)時(shí)管道表面與周?chē)翆又g的摩擦系數(shù)；ω-管道單位長(zhǎng)度的自重，k N/m；L-管道的計(jì)算頂進(jìn)長(zhǎng)度，m；PF-頂進(jìn)時(shí)首節(jié)管道的迎面阻力，k N；θ-弧形基礎(chǔ)支承角，一般取135°～180°；Dav-首節(jié)管道切土刃腳的平均直徑，m；t-用于切土的刃腳厚度，m 對(duì)于“F”型管是指承口鋼板厚度，對(duì)于企口管是指承口管沿厚度；R-擠壓阻力，一般取300 ～500k N/m2。

2.4 管道頂進(jìn)技術(shù)

在進(jìn)行市政給排水管道的頂進(jìn)作業(yè)時(shí)，應(yīng)每完成一根管道的施工進(jìn)行一次測(cè)量。在最開(kāi)始的10m 范圍內(nèi)，應(yīng)該增加檢測(cè)的數(shù)量。允許偏差的范圍為：軸線(xiàn)位置小于3mm，高程小于3mm?？⒐ね瓿珊螅瑧?yīng)對(duì)市政給排水管道的中心線(xiàn)和高程進(jìn)行最終校驗(yàn)。市政給排水管道的頂進(jìn)作業(yè)應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，中途一般不應(yīng)該有停頓。在施工過(guò)程中使用橡膠或其他材質(zhì)的緩沖材料進(jìn)行緩沖使受力保持均勻的狀態(tài)。在使用橡膠圈時(shí)可使用潤(rùn)滑劑等材料保證施工過(guò)程的流暢，避免發(fā)生梗阻的情況。

2.5 管節(jié)止轉(zhuǎn)技術(shù)

在進(jìn)行市政給排水管道的施工作業(yè)時(shí)，機(jī)頭會(huì)在外力的作用下不停的旋轉(zhuǎn)，這樣對(duì)于施工來(lái)說(shuō)是十分不利的，所以必須采取相應(yīng)的止轉(zhuǎn)措施，保證工程的正常進(jìn)行。一般的處理手段是在機(jī)頭的前方水平兩側(cè)設(shè)置規(guī)格為30mm×25mm×1800mm 的焊翼板。

2.6 制作與澆筑泥漿

在進(jìn)行市政給排水管道長(zhǎng)距離頂管施工時(shí)，必須使用泥漿作為必要的潤(rùn)滑材料，其中泥漿的配合比是施工中的控制要點(diǎn)。為了保證工程質(zhì)量，在進(jìn)行泥漿配備時(shí)應(yīng)進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算，選擇良好的原材料進(jìn)行充分的攪拌，注漿的時(shí)候要控制好注漿機(jī)壓力，注漿壓力不能高于頂管管體上靜止土壓力，同時(shí)還要根據(jù)地下結(jié)構(gòu)層的改變，對(duì)注漿方案進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整；完成施工后，還要制定有效措施，避免管道發(fā)生沉降。

2.7 降水措施

對(duì)于地下水位較高的頂管作業(yè)，需要采用適當(dāng)?shù)慕邓胧?，保證施工的順利進(jìn)行。一般在施工現(xiàn)場(chǎng)采用井點(diǎn)降水的方式進(jìn)行降水施工。井點(diǎn)的布置應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件和地下水位等確定。其離坑壁的距離應(yīng)保證大于1m，間距也應(yīng)保持在1m 左右，其必須埋入含水層以下。井點(diǎn)的鉆孔孔徑應(yīng)大于300mm，深度應(yīng)大于500cm。井點(diǎn)在進(jìn)行降水時(shí)應(yīng)不間斷的進(jìn)行，在3～5 天水位穩(wěn)定后方可停止。

總之，長(zhǎng)距離頂管施工技術(shù)在市政給排水施工中具有非常關(guān)鍵的應(yīng)用，需要對(duì)施工中的影響因素進(jìn)行有效把握，利用頂管施工法和水平螺旋鉆進(jìn)技術(shù)安全合理的施工，同時(shí)對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)密的檢查，保證給排水施工質(zhì)量能夠達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，使城市建設(shè)的步伐不斷加快，為城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出積極有益的貢獻(xiàn)。