頂管施工技術(shù)在市政給排水工程中的運(yùn)用

陳光輝

河北拓樸建筑設(shè)計(jì)有限公司，河北 石家莊 050001

1 頂管施工技術(shù)概述

頂管施工技術(shù)指借助施工機(jī)械的推力，將管道頂進(jìn)土層，實(shí)現(xiàn)區(qū)段土層的穿越。這種施工技術(shù)開(kāi)挖量較少，甚至無(wú)需開(kāi)挖，在具體施工中不容易受到周?chē)h(huán)境的影響，有助于提升施工質(zhì)量水平，保證施工進(jìn)度。頂管施工技術(shù)又稱(chēng)為非開(kāi)挖施工技術(shù)，在具體安裝設(shè)備和頂管推進(jìn)過(guò)程中能夠采取措施，降低管道和土壤之間的摩擦力，是給排水管道施工質(zhì)量?jī)?yōu)化的一種常用方法。市政給排水工程一般需要較大的跨度，施工期間容易受交通環(huán)境、地面構(gòu)筑物等方面的影響，導(dǎo)致難以順利地進(jìn)行管道推進(jìn)工作。在施工中隨著線路的延長(zhǎng)不斷增加土壤層和管道的摩擦力，增加了施工難度。針對(duì)這種情況，可以采取分段頂進(jìn)的方式，最后將各個(gè)區(qū)段連接。分段頂進(jìn)需要在每一段都設(shè)置機(jī)油缸，達(dá)到控制施工阻力的效果。相比傳統(tǒng)給排水管道施工技術(shù)，頂管施工技術(shù)具有施工成本低、環(huán)保等優(yōu)勢(shì)。該技術(shù)在施工中不會(huì)破壞地表構(gòu)筑物，不會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響，而且即使是在大風(fēng)、降雪等天氣也可以施工。頂管施工技術(shù)可以節(jié)約成本，且施工中不需要耗費(fèi)大量的人力。但是，該技術(shù)在具體施工中會(huì)受到土層地質(zhì)的影響，并且在頂進(jìn)過(guò)程中對(duì)技術(shù)要求較高，需要采取合理的修正措施，否則容易出現(xiàn)管道位置偏差的問(wèn)題。

2 頂管施工技術(shù)的特點(diǎn)和適用范圍

2.1 頂管施工技術(shù)特點(diǎn)

相比傳統(tǒng)施工技術(shù)，頂管施工技術(shù)作為一種非開(kāi)挖類(lèi)型的施工技術(shù)，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。在市政給排水工程中應(yīng)用頂管施工技術(shù)，能夠降低施工人員的工作強(qiáng)度，不用耗費(fèi)過(guò)多的資金、時(shí)間、人員，進(jìn)行地面開(kāi)挖、回填等工作，可以順利地完成施工任務(wù)。將頂管施工技術(shù)應(yīng)用于市政給排水工程中，有助于實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目施工速度的提升，優(yōu)化項(xiàng)目施工質(zhì)量，同時(shí)可以節(jié)省資金，達(dá)到提升經(jīng)濟(jì)效益的效果。該技術(shù)的環(huán)境適應(yīng)性較強(qiáng)，大多地質(zhì)條件中都可以應(yīng)用。通常情況下，利用頂管施工技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)施工面到點(diǎn)的轉(zhuǎn)換，一系列施工工作可以垂直于地面完成，達(dá)到施工效率提升、安全性提高的效果。

2.2 適用范圍

頂管施工技術(shù)的適用范圍較廣，繁華的區(qū)域、交通量大的區(qū)域以及地表植被較多的區(qū)域均可運(yùn)用。首先，在城市繁華的區(qū)域可以應(yīng)用頂管施工技術(shù)，施工作業(yè)面積較小，無(wú)需占用過(guò)多的空間，不會(huì)嚴(yán)重影響城市交通運(yùn)行，同時(shí)不會(huì)對(duì)道路的外觀產(chǎn)生影響，可以達(dá)到提升給排水工程施工經(jīng)濟(jì)效益的目的。其次，該技術(shù)常常應(yīng)用于人流量大、人口密集的區(qū)域，施工中不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重干擾居民日常生活工作的噪聲，具有環(huán)保的效果。最后，該技術(shù)可以應(yīng)用于地表植被較多的區(qū)域，對(duì)施工動(dòng)土面積進(jìn)行控制，避免損害綠化環(huán)境。

3 市政給排水工程頂管施工技術(shù)要點(diǎn)

某污水管網(wǎng)工程全長(zhǎng)共計(jì)4015m，將工程分為2個(gè)標(biāo)段。在施工中，全線采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，共設(shè)置30座沉井、15座工作井和接收井。由于工程所在區(qū)段的地表環(huán)境復(fù)雜，經(jīng)過(guò)城市為較繁華的區(qū)段，最終確定采用頂管施工技術(shù)。

3.1 施工測(cè)量

以鋪設(shè)方向?yàn)榛A(chǔ)做好施工放線各項(xiàng)工作的準(zhǔn)備，用全站儀等設(shè)備準(zhǔn)確地放置施工場(chǎng)地的管道鋪設(shè)中線，并且控制好頂坑位置，確保樁點(diǎn)能夠符合頂管道中心線。如果施工區(qū)段存在障礙物，那么操作井的位置可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。在控制樁放好后需要以混凝土為材料充分固定控制樁。在完成工作坑開(kāi)挖后，應(yīng)當(dāng)將中線和中心點(diǎn)引入坑內(nèi)，便于后期檢查、復(fù)查等工作的展開(kāi)。

3.2 施工方法

（1）千斤頂及頂鐵安裝。千斤頂是掘進(jìn)頂管施工中主要設(shè)備之一。工作人員按照并列式的布設(shè)方式將千斤頂布設(shè)在工作坑中，保證頂力合力作用點(diǎn)和管壁反作用力作用點(diǎn)處于同一軸線上，確保定位精準(zhǔn)，避免發(fā)生偏差，對(duì)頂進(jìn)施工質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。在安裝頂鐵時(shí)，工作人員需嚴(yán)格遵守操作規(guī)范，重點(diǎn)關(guān)注是否存在扭曲等不良問(wèn)題。工作人員需注意在頂進(jìn)施工過(guò)程中避免在頂鐵上面或者側(cè)面位置站立，以免發(fā)生扭曲等問(wèn)題。

（2）頂進(jìn)施工。在頂進(jìn)施工階段需要堅(jiān)持連續(xù)性原則，按照先挖后頂、隨挖隨頂?shù)姆绞竭M(jìn)行作業(yè)。在安裝好工作坑內(nèi)各項(xiàng)設(shè)備后，工作人員應(yīng)仔細(xì)檢查各個(gè)部件，明確設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)良好，再進(jìn)行試頂施工。施工人員將工具頭下放至導(dǎo)軌處，準(zhǔn)確就位后進(jìn)行頂鐵的安裝，連接各個(gè)系統(tǒng)，檢查各個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行情況，確定無(wú)誤后頂進(jìn)工具頭。同時(shí)，安裝混凝土管節(jié)，測(cè)定標(biāo)高，檢查頂進(jìn)施工的質(zhì)量，確認(rèn)無(wú)誤后可以正式開(kāi)展頂進(jìn)作業(yè)。在前期施工需要控制施工速度，緩慢頂進(jìn)明確各個(gè)接觸部位是否充分結(jié)合，然后根據(jù)實(shí)際情況逐漸加快至正常速度。

（3）管道糾偏。與傳統(tǒng)開(kāi)槽施工法相比，頂管施工具有更加復(fù)雜的管道偏差控制要求，如果施工不當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致發(fā)生偏差等問(wèn)題，對(duì)施工的質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。為此，應(yīng)當(dāng)確定各個(gè)管道部位標(biāo)高情況，及時(shí)校正施工中的偏差。

第一，按照10mm左右的標(biāo)準(zhǔn)控制允許偏差，如果超出了這個(gè)范圍，需及時(shí)采取校正措施。避免一次性完成校正工作，需循序漸進(jìn)，緩慢且準(zhǔn)確，避免強(qiáng)硬糾偏。如果頂進(jìn)施工中發(fā)生偏差，可以采用超挖糾偏法進(jìn)行糾偏處理。超挖糾偏指按照反側(cè)方向適當(dāng)超挖，或者留坎對(duì)管道實(shí)施一定阻力，達(dá)到推動(dòng)管道復(fù)位的效果。

第二，如果偏差較大，超過(guò)20mm，那么可以利用千斤頂設(shè)備進(jìn)行糾偏處理，即在反側(cè)內(nèi)安裝固定好小型千斤頂，給予管道一定的頂力，達(dá)到糾偏的效果。千斤頂糾偏可以與超挖糾偏法配合使用，提高糾偏效果。

（4）接口的處理。在頂管施工完成后需要連接好管道，并且加強(qiáng)處理接口部位，避免后期發(fā)生滲漏問(wèn)題。通常用水泥砂漿材料填充密實(shí)兩管之間的縫隙，保證膨脹水泥砂漿材料的性能，配置比例為硅酸鹽膨脹水泥∶中砂∶水=1∶1∶0.3。按照配合比配置并且拌和均勻膨脹水泥砂漿，將其在30min內(nèi)用完，超過(guò)使用時(shí)間的砂漿不能與新配置的砂漿混合。在施工中，需將接口濕潤(rùn)，然后將砂漿逐層添入縫隙中壓實(shí)抹平，做好養(yǎng)護(hù)處理工作。

（5）注漿減阻措施。管道頂進(jìn)過(guò)程中受到各種因素的影響，將導(dǎo)致管道頂進(jìn)阻力加大，不利于順利完成頂進(jìn)施工。為了達(dá)到減阻、提高頂進(jìn)效率的目的，采用注漿減阻的方式。在具體施工中，技術(shù)人員需對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)具體情況、地質(zhì)條件等因素進(jìn)行分析，明確是否可以采用注漿減阻施工方案。通常在管壁和土壁之間的縫隙部位采取注漿措施，形成泥漿護(hù)套，減小管壁和土體之間的摩擦力。

（6）閉水試驗(yàn)。在管道連接完成后，需要通過(guò)閉水試驗(yàn)明確各項(xiàng)工序質(zhì)量，明確管道安裝性能是否滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。工作人員按照試驗(yàn)規(guī)程和要求進(jìn)行閉水試驗(yàn)，試驗(yàn)達(dá)標(biāo)方可確定頂進(jìn)施工合格。如果不滿足要求，那么需要詳細(xì)檢查出現(xiàn)問(wèn)題的原因，并且采取處理措施，直至達(dá)到檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)要求。

4 頂管施工的質(zhì)量控制措施

4.1 頂管過(guò)程中的質(zhì)量控制

市政給排水工程頂管施工技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)要求較為嚴(yán)格，并且對(duì)施工時(shí)間有著嚴(yán)格要求，通常頂管施工作業(yè)需要在一個(gè)月內(nèi)完成，尤其是核心施工技術(shù)。為此，工作人員需充分砌筑好工作井，保證工作井的質(zhì)量，控制氣體的徑向壓力，提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

4.2 后背墻質(zhì)量控制

為了保證墻體周?chē)耐翆泳哂蟹€(wěn)定的壓力，需要在頂進(jìn)施工中確保后背墻枕木和土壁的密閉性和平整性。如果后背墻體上的水分較多，那么需要適當(dāng)放慢頂進(jìn)的速度，以確保頂進(jìn)質(zhì)量。

4.3 加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理

工作人員在正式開(kāi)展施工前需清理現(xiàn)場(chǎng)，控制整體系統(tǒng)強(qiáng)度、氣密性，在頂進(jìn)過(guò)程中加強(qiáng)考慮氣候因素，嚴(yán)格控制嚴(yán)寒地區(qū)的頂管施工技術(shù)，避免在打氣壓時(shí)管道結(jié)冰。為此，技術(shù)人員需加強(qiáng)監(jiān)測(cè)分析各項(xiàng)數(shù)據(jù)，保證安全順利地完成頂進(jìn)作業(yè)。

5 結(jié)束語(yǔ)

在市政給排水工程中應(yīng)用頂管施工技術(shù)，可以滿足城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，避免對(duì)周?chē)用?、環(huán)境產(chǎn)生不良影響，有助于提升施工質(zhì)量和項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益。在具體應(yīng)用頂管施工技術(shù)時(shí)，工作人員需切實(shí)控制好頂進(jìn)技術(shù)，加強(qiáng)質(zhì)量管控，充分發(fā)揮其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。