城市道路地下管線頂管施工技術(shù)應(yīng)用分析

郭柯江

（太原市政建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 太原 030000）

現(xiàn)階段，城市建設(shè)不斷發(fā)展，日新月異。城市地下管線工程是城市建設(shè)的重要組成部分，其施工質(zhì)量對(duì)城市建設(shè)有很大影響。為了保護(hù)城市道路，使其免受破壞，確保人們?nèi)粘３鲂械臅惩o阻，必須完善管道的施工工藝。為應(yīng)對(duì)上述問題，人們開始研究并產(chǎn)生頂管技術(shù)，頂管技術(shù)又被稱作非開挖管技術(shù)，它能夠很好地解決上述問題，現(xiàn)階段已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在城市地下管道的項(xiàng)目工程施工。頂管技術(shù)與傳統(tǒng)的施工相比，能夠節(jié)省相當(dāng)一部分人力，可以直接利用地下管線或地面結(jié)構(gòu)在施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施施工作業(yè)。值得注意的是，該項(xiàng)技術(shù)的先進(jìn)性與技術(shù)優(yōu)越性較高，通常對(duì)施工技術(shù)人員的專業(yè)操作能力要求很高，施工操作較為嚴(yán)格。因此，我們有必要對(duì)該技術(shù)進(jìn)行深刻而全面的討論。從而為今后人們對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用提出相關(guān)的理論依據(jù)與指導(dǎo)［1］。

1 管頂管施工技術(shù)概述

通常情況下，根據(jù)施工方案進(jìn)行頂管施工，在其管道沿線建立接收井和工作井，通過對(duì)主頂油缸、中繼間、管道間的推力，將掘進(jìn)機(jī)或者工具管沿工作井內(nèi)部向前推進(jìn)，穿越土層，從而將其推進(jìn)接收井內(nèi)部進(jìn)行吊起操作，與此同時(shí)，還需要將掘進(jìn)機(jī)或緊隨工具管后的管道掩埋在這2個(gè)作業(yè)坑之間，該施工技術(shù)是一種非常實(shí)用的施工方式。

2 頂管施工技術(shù)目前的應(yīng)用狀況

城市道路建設(shè)工程日益繁盛，各個(gè)城市道路工程地下管網(wǎng)交錯(cuò)復(fù)雜，周邊環(huán)境復(fù)雜，對(duì)面各種處界因素，采用頂管施工技術(shù)起到了非常大的推動(dòng)作用，切實(shí)解決了傳統(tǒng)城市管道施工過程中的諸多難題，這種技術(shù)在現(xiàn)代城市建設(shè)中已被廣泛使用。施工中采用的頂管技術(shù)可以確保原始路面不被破壞在惡劣條件下，也稱為無溝槽頂管。頂管對(duì)城市道路的破壞體積小，這能夠減少對(duì)地面路面的開挖工程，從而極大地減少由于工程施工所帶來的城市交通不便與擁堵現(xiàn)象的發(fā)生，同時(shí)能夠保護(hù)施工路段上的路面基石。但頂管技術(shù)并不是只存在便利的，在實(shí)際施工過程中我們?nèi)砸媾R諸多問題。首先面臨的是建設(shè)資金的巨大弊端，在頂管項(xiàng)目施工前期，要對(duì)施工段完成一個(gè)較為詳細(xì)的規(guī)劃與布局，因此前期對(duì)于施工設(shè)備的要求也較高。另一方面，頂管項(xiàng)目施工技術(shù)由于較為先進(jìn)且對(duì)施工技術(shù)要求更高，在對(duì)施工人員的技術(shù)水平方面，他們也需要更高的專業(yè)化水平才能勝任該項(xiàng)工作。要有專業(yè)度高且經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員在現(xiàn)場(chǎng)完成指揮調(diào)度工作，對(duì)于該項(xiàng)工程施工過程中所需要的施工人員的把控與安排也是需要關(guān)注的重要問題，這是由于頂管施工技術(shù)項(xiàng)目施工比一般施工所需的人員數(shù)量增加了一倍，從而導(dǎo)致了巨大的項(xiàng)目預(yù)算，建設(shè)成本不是普通建筑企業(yè)自身能夠承擔(dān)的，這也在很大程度上成為阻礙頂管技術(shù)在廣泛推廣和普及的重要原因［2］。

3 頂管施工工藝

3.1 穿墻頂進(jìn)

頂管工藝流程中，出洞環(huán)節(jié)將對(duì)整體質(zhì)量造成直接影響，應(yīng)采取可靠的防控措施，以達(dá)到順利出洞的效果。前期準(zhǔn)備工作中在洞口預(yù)埋鋼盒，同時(shí)在該處增設(shè)止水鋼圈，在此基礎(chǔ)上設(shè)止膠圈。工具頭穿墻作業(yè)時(shí)，應(yīng)形成合適的初始角（以5°為宜，方向朝上），目的在于避免工具頭下跌現(xiàn)象；同時(shí)，前部管子要與頂管機(jī)形成穩(wěn)定的連接關(guān)系。需增強(qiáng)頂管機(jī)的穩(wěn)定性，避免管子后移的現(xiàn)象。從具體原因來看，掘進(jìn)機(jī)主動(dòng)面的工作狀況較為特殊，該處的主動(dòng)土壓力相對(duì)較大，且明顯超過各類摩阻力總和（源自管子周邊、導(dǎo)軌間等）。對(duì)此，使用鋼柱將管子牢牢頂住，以達(dá)到增強(qiáng)穩(wěn)定性、防止后退的目的［3］。

3.2 頂管線路的規(guī)劃

在頂升技術(shù)中對(duì)于頂升操作的主要途徑方式是通過手鉆，該方式要求對(duì)于地下水位的控制要有比較嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。如果在管道周圍1m之內(nèi)存在地下水，那在施工過程中會(huì)非常容易出現(xiàn)水或者是雜質(zhì)進(jìn)入管路從而造成管道阻塞的問題。在頂起管道的操作過程中，需要對(duì)線路實(shí)施提前并合理的相關(guān)規(guī)劃，合理的路線規(guī)劃是工作順利進(jìn)行的前提。

3.3 頂管線路的規(guī)劃

在頂升技術(shù)中對(duì)于頂升操作的主要途徑方式是通過手鉆，該方式要求對(duì)于地下水位的控制要有比較嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。如果在管道周圍1m之內(nèi)存在地下水，那在施工過程中會(huì)非常容易出現(xiàn)水或者是雜質(zhì)進(jìn)入管路從而造成管道阻塞的問題。在頂起管道的操作過程中，需要對(duì)線路實(shí)施提前并合理的相關(guān)規(guī)劃，合理的路線規(guī)劃是工作順利進(jìn)行的前提。靈活調(diào)整。若施工中出現(xiàn)設(shè)備故障，將對(duì)持續(xù)頂進(jìn)帶來阻礙，因此，工具頭的準(zhǔn)備要到位，土的數(shù)量要足夠合理。若因特殊情況而暫停頂進(jìn)，恢復(fù)作業(yè)時(shí)必須對(duì)管路補(bǔ)漿。各階段頂進(jìn)速度不同，初始階段以慢速為宜，具體為20～50mm/min；待進(jìn)入到正常頂進(jìn)階段時(shí)，可提升速度，使其達(dá)到50～150mm/min。

3.4 土壤開挖

頂管技術(shù)的建設(shè)取決于早期要開挖的土壤質(zhì)量，收集和分析與挖掘和施工有關(guān)的資料、土壤結(jié)構(gòu)和其他信息。在頂管施工中，需要加固周圍土壤，以保證施工安全。一般鋼筋的寬度不得小于挖掘深度的0.4倍，最好不小于4m，加強(qiáng)深度優(yōu)選不小于3m?；拥募庸炭梢酝ㄟ^使用水泥攪拌樁以及灌漿和沉淀來進(jìn)行。一些地質(zhì)條件較差的土壤，可采用高壓噴射灌漿樁加固，減少土壤侵蝕，確保施工合理。

3.5 測(cè)量與糾偏

頂進(jìn)作業(yè)時(shí)，掘進(jìn)機(jī)頭是重要的裝置，其連接了光電接收靶。同時(shí)，觀測(cè)臺(tái)上還安裝了激光經(jīng)緯儀，頂進(jìn)時(shí)該裝置將產(chǎn)生激光束，調(diào)整方向使其與管道中心線保持重合的關(guān)系，以此作為頂管導(dǎo)向。若掘進(jìn)機(jī)頭存在偏差，對(duì)應(yīng)的光電接收靶中心將發(fā)生變化，偏離預(yù)先設(shè)置的光斑中心，通過對(duì)偏移量的分析可以求得頂管機(jī)斜率。此時(shí)，糾偏千斤頂組隨即運(yùn)行，在其作用下調(diào)節(jié)頂管機(jī)方向，以確保頂進(jìn)方向的準(zhǔn)確性。整個(gè)糾偏流程遵循循序漸進(jìn)的原則，使各管節(jié)逐步復(fù)位。需注意的是，必須避免強(qiáng)制糾偏行為。

4 長(zhǎng)距離管道中頂管施工技術(shù)的管理措施研究

為確保長(zhǎng)距離管道頂管施工技術(shù)效果達(dá)到預(yù)期，建議施工現(xiàn)場(chǎng)的工作人員應(yīng)該嚴(yán)格按照長(zhǎng)距離管道頂管施工技術(shù)規(guī)范，準(zhǔn)確貫徹與落實(shí)施工技術(shù)內(nèi)容。以下是本文結(jié)合相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)長(zhǎng)距離管道中頂管施工技術(shù)的管理措施問題進(jìn)行總結(jié)與歸納，以供參考［4］。

4.1 積極對(duì)施工技術(shù)進(jìn)行完善與創(chuàng)新

對(duì)施工階段存在的問題，要對(duì)其進(jìn)行必要的關(guān)注，相關(guān)施工技術(shù)與管理人員應(yīng)對(duì)其進(jìn)行總結(jié)，并根據(jù)實(shí)際情況對(duì)施工工藝進(jìn)行更新與完善，促進(jìn)頂管施工工藝的發(fā)展。一方面，需要施工人員在施工過程中針對(duì)問題的具體產(chǎn)生原因進(jìn)行分析并處理，并據(jù)此完善施工技術(shù)，選擇更合理的施工方案與施工技術(shù)相結(jié)合。例如，在施工過程中，注意施工方式對(duì)工程項(xiàng)目造成的影響，保證一線員工的施工技術(shù)能夠滿足施工要求，避免不規(guī)范施工。另一方面，相關(guān)技術(shù)部門要積極開展技術(shù)方面的創(chuàng)新工作，對(duì)施工流程進(jìn)行完善，使其更容易操作，并且在保證施工質(zhì)量的同時(shí)提高施工效率。

4.2 確立科學(xué)、合理的質(zhì)量控制目標(biāo)，深化現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)效果

一是確立現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量達(dá)標(biāo)目標(biāo)?，F(xiàn)場(chǎng)施工人員應(yīng)該嚴(yán)格按照質(zhì)量責(zé)任制即“誰施工、誰負(fù)責(zé)”的原則理念，重點(diǎn)針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)流程問題進(jìn)行準(zhǔn)確貫徹與落實(shí)。與此同時(shí)，正式開展施工工序之前，必須進(jìn)行技術(shù)交底工作，以防止出現(xiàn)施工失誤問題。除此之外，質(zhì)檢工作部門應(yīng)該肩負(fù)起自身的工作重任，嚴(yán)格踐行工藝工檢驗(yàn)規(guī)程，加強(qiáng)對(duì)成品的保護(hù)管理。一旦發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題必須及時(shí)匯報(bào)，并提出針對(duì)性措施進(jìn)行預(yù)防處理。需要注意的是，技術(shù)部門方面應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)施工過程的控制力度，重點(diǎn)針對(duì)每項(xiàng)施工步驟進(jìn)行技術(shù)交底工作。對(duì)于施工作業(yè)期間存在的技術(shù)難點(diǎn)，應(yīng)該及時(shí)提出解決方案并加以論證。

二是安全文明施工創(chuàng)優(yōu)目標(biāo)。要求施工單位方面應(yīng)該重點(diǎn)針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)安全文明工程建設(shè)問題予以高度重視。通過制定科學(xué)合理的安全技術(shù)措施，確保文明施工規(guī)劃得以順利貫徹與落實(shí)。與此同時(shí)，合理編制相應(yīng)的專項(xiàng)方案，確保安全文明施工目標(biāo)得以順利實(shí)現(xiàn)。除此之外，相關(guān)負(fù)責(zé)人員應(yīng)該定期深入施工場(chǎng)地，針對(duì)技術(shù)交底工作進(jìn)行全方位掌握，并及時(shí)解決現(xiàn)場(chǎng)存在的疑難問題。一般來說，嚴(yán)格遵守上述質(zhì)量管理目標(biāo)內(nèi)容之后，建筑工程現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量基本上可以得到保障。

4.3 提升施工人員的專業(yè)素養(yǎng)

處于頂管施工工程建設(shè)的一線工人，自身的專業(yè)水平會(huì)給工程造成直接的影響，所以在正式施工階段，需要對(duì)以下幾個(gè)方面進(jìn)行更高的關(guān)注：

1）在建筑工程施工單位中，需主動(dòng)改變?nèi)瞬排囵B(yǎng)思路，注重人才管理工作，提高人才選拔的認(rèn)識(shí)程度，提高對(duì)專業(yè)人才專業(yè)素質(zhì)的重視，采取更多的方式提高工作人員的綜合素質(zhì)。

2）在日后的施工作業(yè)中，構(gòu)建更加有效的人才培養(yǎng)模式。對(duì)上崗員工進(jìn)行職業(yè)技能培訓(xùn)，有效推動(dòng)人員在其專業(yè)領(lǐng)域的進(jìn)步。

5 結(jié)語

隨著城市建設(shè)的復(fù)雜性，方便的建設(shè)是時(shí)代的要求。頂管施工技術(shù)的應(yīng)用，可以更好地適應(yīng)社會(huì)發(fā)展，避免路基大面積開挖，保證交通條件，對(duì)于人口稠密、交通繁忙的城市而言，這極為重要。盡量減少對(duì)現(xiàn)有道路和景觀的影響。在頂管過程中，改變了以往大面積開挖的方式，以點(diǎn)代替地面，減少了施工現(xiàn)場(chǎng)的占用。頂管操作所需的施工工地非常有限，在不對(duì)現(xiàn)有道路和環(huán)境造成重大影響的情況下，僅需要隔離一些用于存儲(chǔ)頂管及相關(guān)設(shè)備和設(shè)施的操作場(chǎng)所，全天候施工工作。