市政道路配套污水管道頂管施工技術

摘要：隨著時代的發(fā)展，各個國家對城市建設越來越重視，一個城市要想發(fā)展，就需要對道路給排水工程進行詳細的完善。道路建設項目中，排水工程切實關系到人們的生活，因此近幾年污水管頂管施工技術應用廣泛。這種技術的實施可以很大程度上提高排水工程的安全性，隨著頂管施工技術的普及，排水工程施工會更加輕松，本文就對道路排水工程中的污水管頂管施工技術進行深入的探究。

關鍵詞：市政道路?配套?污水管道?頂管施工

市政道路給排水管道在進行設計的過程中，由于給排水管道具有建設難度高、施工周期短的特點，在市政道路配套污水管道進行設計的過程中往往會使用頂管施工工藝。本文主要針對市政道路配套污水管道頂管設計，對其相應的設計優(yōu)化策略進行分析和研究。

1 頂管施工技術的施工工藝

我國市政道路排水工程使用的頂管施工工藝大多有兩種，一種是人工掘進頂管，另一種是機械頂管。

1.1人工掘進頂管

1.1.1施工方法

人工掘進就是采取人工挖土的方式進行挖土施工并借助機械動力使管道推進人工掘出的孔洞。為保證施工安全，挖土施工人員一般在頂進的管內(nèi)前段操作，土方隨著開挖人工裝車運至工作井吊出外部堆放。????1.1.2優(yōu)劣分析????其優(yōu)點是施工人員可隨時觀察土層與工作面的狀態(tài)，如遇有障礙物、其他管線及頂進偏差等易于采取應變措施，做到及時處理，便于掌握。缺點就是受制于土質(zhì)、地下水等因素，以致施工進度緩慢，延誤工期，增加工程造價，人工頂管容易造成頂管上部塌方，難以確保道路工程質(zhì)量，且相對施工工人具有一定風險，遇有特殊情況如有毒氣體等會危及生命安全。人工掘進的風險相較于機械施工較大，在科技發(fā)達、機械運用靈活且相對施工速度突飛猛進的今天，一般很少采用。該種施工方法主要適用于一些管段較短小、施工空間狹隘且沒用施工危險的管道非開挖施工操作。采取人工掘進頂管施工，一般不受限于工期要求，工期相當寬裕，且地下土質(zhì)、地下水的干擾不大。

1.2機械頂管

1.2.1施工方法

其就是利用管前泥土切削粉碎擠壓機將管前土方旋切粉碎并擠壓成泥條自管前機身泥條出口擠出至已頂進的管內(nèi)，使之管前空洞，管道在頂進機械的動力下不斷向前推進。

1.2.2優(yōu)劣分析

其優(yōu)點是施工進度快，易于操作，且質(zhì)量效果好、施工安全、造價低廉。相較于人工頂管而言，不但頂進速度快捷，減少了工作坑的制作，加快了施工進度，節(jié)省了施工投資，而且減少了勞力的投入，而且不受制土質(zhì)、地下水等限制，同時其所占施工空間亦不需要太大。相較于泥水平衡頂管而言，不但頂進速度快捷，減少了水資源的浪費及污水的排放，而且避免了因泥漿排放而污染環(huán)境，節(jié)省了施工投資;同時施工噪音低，安全程度高，因其是擠壓出土，沒有塌方、管頂孔洞等后遺困擾，在管道頂進的長度上亦可長可短易于控制。土壓平衡頂管是使用范圍最廣的一種，其潛在的使用價值和不受條件限制的特性自進入市場后一直備受歡迎。

但是在上述2種施工技術中，頂管施工工藝的應用包括3個環(huán)節(jié)，第一個環(huán)節(jié)是為確保頂管作業(yè)的順利進行，應當在動工以前選擇恰當?shù)募夹g工作者，另外將施工所用到的工具、建材等準備完畢，在所有準備工作都做好后步入第二個環(huán)節(jié)。第二個環(huán)節(jié)要求所有部門的實操工作者等候指令，為頂管作業(yè)的順利進行提供配合。第三個環(huán)節(jié)便是施工環(huán)節(jié)。

2 頂管技術施工的具體運用剖析

在污水管頂管作業(yè)以前，應當先全面掌握工地周圍的狀況，掌握真實的作業(yè)環(huán)境，進行精準評判，編制完善、恰當?shù)氖┕び媱潯Ｔ谶x取管道口徑的時候，應當依據(jù)排水項目的現(xiàn)實需求，以及施工條件管道所承擔的壓力選擇，依據(jù)外部的真實狀況，確定材料的硬度，污水管頂管長度也要求設計工作者在對現(xiàn)場考察以后再確定。

在施工期間，污水管頂管作業(yè)應當仔細、謹慎，應當確保所有安裝工作都安裝到位，安裝位置準確無誤，此外，應當在部分區(qū)域以添加木樁的方式提升牢固水平。

現(xiàn)實中，污水頂管作業(yè)的流程共計包括3個步驟：首先，在污水管頂管作業(yè)以前應當將所有前提工作抓好，在進行實際勘察的過程中應當將勘察的情況具體記錄下來。其次，應當掌握周邊的地質(zhì)水文狀況，以及作業(yè)場所周邊的自然條件，在掌握了施工場所周圍的狀況以后，編制恰當、完善的作業(yè)路線，確定科學的作業(yè)步驟。在盡量確保建設質(zhì)量的前提下，提升施工效率，確保施工活動不對周邊人們的生活產(chǎn)生不良影響。最后，為確保污水管頂管作業(yè)平安進行，要求施工人員確保作業(yè)的精準度，作業(yè)人員應當隨身攜帶測量儀器，修正存在偏差的機械。保證污水管頂管作業(yè)路線的科學。但是在施工期間也應當校對施工狀況，為總體掌握精準度，施工企業(yè)可構建單獨的測量管控系統(tǒng)，以便第一時間掌握地下情形，可經(jīng)過調(diào)節(jié)頂進的效率，降低施工給地面造成的影響，保證污水管頂管作業(yè)的順暢進行。

3 實例分析市政道路污水管道頂管施工技術

3.1施工項目案例

昭山示范區(qū)朝陽渠截污干管工程位于湘潭市昭山示范區(qū)范圍內(nèi)，擬建場地沿線有鐵路、城市道路、溝渠、農(nóng)田和水塘，地面標高約0.08～8.6m，地勢起伏較大，地處長衡丘陵盆地中部，屬湘中丘陵至湘南山地的過渡地帶。地表以人工填土層為主，下部為第四系沖洪沖刷淤積層。依據(jù)現(xiàn)有的區(qū)域地質(zhì)資料，該區(qū)全新世以來沒有活動斷層，對擬建工程沒有不利影響，是一個構造穩(wěn)定的場地，適合修建該工程。10個工作井及接收井周圍30m的農(nóng)田內(nèi)沒有建筑物。本次調(diào)查中，所有上部基巖均未發(fā)現(xiàn)明顯的孔、洞、孔臨空面和軟弱巖層。

3.2本項目重難點剖析

整體而言，昭山示范區(qū)朝陽渠截污干管項目的重難點包括下述幾點：施工區(qū)域的土質(zhì)比較惡劣;作業(yè)場所的頂管需要穿過2條鐵道、4條道路、3條直交管道。本項目運用泥水均衡模型作業(yè)是恰當?shù)?，重點是頂進過程中應當注重推進效率與出泥漿量的均衡，出泥漿量不可比頂進管體積大。從鐵道與直交道路橫穿時：第一，鐵道與管道交合處的間距是管道安全距離的150%，事實表明，這種距離能夠保障頂管施工的順利進行，為此無須在頂管之前采用管道增固舉措;第二，橫穿的時候速度不可過快;第三，在頂管上設立檢水點，第一時間掌握管道的下沉狀況，進而調(diào)節(jié)頂管的頂進效率;第四，管道頂管穿過之后，應當把之前減小阻力的膨潤土全部清除，特別是管道位置，應當著重替換，避免管道后續(xù)發(fā)生下沉問題，導致管道出現(xiàn)風險隱患。

頂管工藝是運用時間較長的一種施工工藝，在城市發(fā)展過程中，多種構筑物的橫穿、規(guī)避等均已處理得比較嫻熟，為此在該項目中可發(fā)揮出優(yōu)良的功能。

3.3頂管施工工藝的施工計劃

頂管作業(yè)工藝在實際應用以前應當重視管溝的挖掘，通常而言，從上到下加以掘進，抑或了解了部分特點以后再進行掘進，管溝挖好以后若對管溝加以作業(yè)，架構便會失穩(wěn)，為此在考量作業(yè)環(huán)境的情況時，應當基于現(xiàn)實狀況決定作業(yè)的時間和方式。當前頂管施工技術運用十分普遍，同時也是效果比較理想的一種方式，可以有效處理土方堆積問題。

3.4市政道路污水管道頂管施工技術剖析

（1）依托先進儀器保證頂管施工技術運用效果。為大幅提升頂管施工的實際效果，在施工活動進行期間，可運用專門的控制系統(tǒng)對頂管挖掘機器進行管控。該系統(tǒng)主要包括西門子可編程控制器、電腦，能夠遠距離操控。系統(tǒng)大致包括3個部分：其一是機電控制箱;其二是地面操控儀器;其三是配電箱。機電控制箱可運用PLC工藝實現(xiàn)對刀盤電機內(nèi)泵站的有效保護。另外，還能夠依托PLC達成順暢通信的目標。這種方式能夠第一時間使操機者掌握刀盤電機承載數(shù)據(jù)和機頭設備的傾斜角度，進而對頂進機器的前進效率進行管控。在平衡機械的作用下，能夠?qū)Τ瞿嘈逝c頂進效率進行均衡。另外，機電控制箱依托PLC系統(tǒng)可實現(xiàn)對調(diào)向泵、刀盤電機、糾偏液壓缸、機內(nèi)泵站、泥水閥體的操控。

（2）運用測量程序保證頂管地點的精準。在頂管施工期間，需運用精準度較高的測量程序，通常狀況下，測量程序包含3種設備：其一是測量靶;其二是監(jiān)控儀器;其三是激光經(jīng)緯儀儀器。這種系統(tǒng)的作用是對施工實踐中頂管機頂進成效加以監(jiān)控，在運用該系統(tǒng)時，應當事先進行調(diào)節(jié)。技術工作者應當把頂管機機器放到作業(yè)井中的軌道上，之后把測量靶核心點與管道核心點對齊，且依據(jù)現(xiàn)實狀況調(diào)節(jié)激光經(jīng)緯儀的高度，保證該設備的高度與管道核心點高度相同。

3.5頂管施工期間后座墻面硬度對頂管施工工藝的作用剖析

在頂管頂進期間后座墻的硬度數(shù)據(jù)與推進過程中千斤頂給其增加的壓力存在緊密關聯(lián)，在不考量其他影響要素的狀況下，數(shù)據(jù)幾乎和最高水平的頂力完全相同。整體而言，影響要素類別眾多，大致能夠分成兩類：一類是主觀要素;另一類是客觀要素。具體而言，客觀要素包括土層覆蓋厚度、管道規(guī)格、管道所運用的材料等。主觀要素包括施工期間停止機器運行與否、頂入的方式、操作過程中出現(xiàn)的偏差等。下文針對頂管作業(yè)期間后墻強度影響要素展開剖析。

（1）頂入偏差。在頂管推進期間，因為受頂管機械、土質(zhì)等要素的作用，或許會致使管道與提前確定的方位存在一些誤差，此誤差通常叫作頂進誤差。此誤差或許致使頂力增高，為此，在推進時，應當?shù)谝粫r間采用干預手段減小誤差的程度，乃至減小誤差產(chǎn)生概率。另外，應當結合偏差的情況加以調(diào)整，在允許的范疇內(nèi)，頂力增高數(shù)值一般較小。然而若產(chǎn)生頂管偏差而不進行調(diào)整，較易致使頂進作業(yè)時產(chǎn)生錯線等問題，為此致使頂力大大增高，進而導致后墻受損。

（2）若在頂進期間產(chǎn)生暫?，F(xiàn)象，或許會對后墻造成一些影響。若在頂進期間暫停頂進后再次進行施工，形成的頂力通常高于停止施工前的頂力，若暫停時間很長，或許致使土層垮塌。但是在水下實施頂進施工時，若暫停頂進會致使液態(tài)的細砂流入管中，導致頂力大大增高。需指出的是，頂進期間采用注漿潤滑舉措會在一定程度上影響到頂進效果，若使用注漿潤滑，頂力施工時面臨的阻力會大大減少。

（3）在頂管施工期間，人為要素是不可忽視的一個重要因素。為此，在施工實踐中，必須要采用科學的舉措確保施工活動的安全進行，防止安全風險的產(chǎn)生，以減少各種要素對頂管作業(yè)的干擾。另外，應當在核算頂力的前提下增添恰當比重的安全指數(shù)，以減少主觀要素產(chǎn)生的不良影響。另外，作業(yè)人員應當遵照有關規(guī)章，對后座墻的硬度進行嚴控，防止由于頂力太大而受到毀壞。

3.6施工效益剖析

在工程施工期間，對于一些重難點，應當采用科學的施工方式，不僅要達到質(zhì)量標準，還要遵循項目質(zhì)量管控準則。在項目建設期間，應當依照施工圖紙的要求與技術規(guī)范進行作業(yè)，保證所有分項工程檢驗達標率達到百分之百。另外，為了保證項目建設品質(zhì)達標，依據(jù)之前的管理實踐和本項目的特征，運用項目責任制和目標管控方式，企業(yè)所有部門傾力配合。施工過程中依照ISO9001∶2000質(zhì)量機制的標準開展質(zhì)控工作。

4 市政道路配套污水管道頂管施工推進時需關注的問題

頂管作業(yè)會對整體的排水系統(tǒng)產(chǎn)生不可忽視的影響，若不注重這類問題的解決，排水系統(tǒng)在正式投入使用后便會產(chǎn)生安全隱患，危及人們的人身與財產(chǎn)安全。具體而言，應當注重下述幾個問題。

（1）謹遵頂管作業(yè)有關技術標準，從嚴控制實操工作者的技術，對于部分關鍵操作，管理人員應當依據(jù)有關規(guī)定進行監(jiān)視。

（2）要求操作人員定時勘察，定期對頂管施工技術運用的企業(yè)加以監(jiān)管，第一時間發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的偏差，最終修正存有的不足。

（3）在頂管施工工藝運用實踐中，頂鐵發(fā)揮著不可忽視的功能，有關人員應當定期查看，防止頂鐵產(chǎn)生歪扭問題，對所發(fā)現(xiàn)的異常第一時間加以解決，在施工完畢后，要將活塞收好。

（4）如果推進過程中發(fā)生異常，應當對頂進內(nèi)部進行清理，若產(chǎn)生土方垮塌問題，作業(yè)人員應當暫停推進，對土方進行清理，且在平常施工期間完整記錄機械運行數(shù)據(jù)。

5 結語

總而言之，在市政道路配套污水管道項目中，頂管技術運用范圍很廣，與過去的施工工藝比較來說，此種技術的運用可以減小對人們?nèi)粘Ｉ畹牟涣加绊?。在深層管道建設過程中，頂管技術還可以大大減少施工費用，獲取可觀的物質(zhì)收益。因此，增強對頂管技術運用的探究，能夠有效提升運用成效，從而提升污水管道工程建設質(zhì)效。在運用頂管技術時，有關企業(yè)應當抓好前期準備工作，且在建設過程中對施工現(xiàn)場加以嚴控，保障頂管建設效果，防止項目建設過程中產(chǎn)生質(zhì)量缺陷，確保排水項目的總體建設效益。

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中圖分類號：U417.3DOI：10.16660/j.cnki.1674-098x.2203-5640-8318

作者簡介：童波（1984—），男，本科，工程師，主要從事監(jiān)理相關工作。