市政工程建設中頂管工程技術的應用

敬 杰 珠海匯炬項目管理有限公司

1 前言

作為我國城市建設最基本的建設工程，市政工程的整體建設質(zhì)量會對人類的生活環(huán)境以及生活質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響。城市排水設施中頂管工程的技術應用，能夠全面改善當前我國工程建筑過程中出現(xiàn)的問題。由于頂管技術的建筑施工成本較低，且適應能力較強，因此，逐漸成為排水設施施工過程中重要的技術手段，并在市政工程中廣泛應用。

傳統(tǒng)的管道施工方式是將道路完全封閉后開槽施工，這種施工方式影響了道路的交通運輸質(zhì)量，同時會對周圍環(huán)境產(chǎn)生較大影響?，F(xiàn)在頂管技術的全面應用，彌補了傳統(tǒng)建設方法中的不足，減少了對地面的破壞程度，并且保障建筑時期道路能夠正常使用，減少對交通的影響。

2 頂管施工技術的概念

頂管施工技術是一種非開挖的施工技術，主要是指在不開挖地面的條件下，完成地下管道、地下管線以及地下電纜的鋪設等工作，同時在一系列管道鋪設完成后，還要為后期的施工修復以及障礙物穿越提供多樣化的幫助。

在頂管技術施工過程中，施工流程的第一步是開挖工作井，工作井開挖完之后，在工作井內(nèi)固定支座并且安裝液壓千斤頂，然后再利用固定支座的反作用力，向土體中頂進管段。在頂進過程中配合地層開挖工作，完成管段的延長以及穿越障礙物等內(nèi)容，從而到達接收井中。

城市市政工程在頂管技術的應用下，能夠改善傳統(tǒng)的地面開挖建筑模式，保障城市設施建筑的質(zhì)量，同時還能夠加快管道敷設的速度，解決城市污水排放的問題[1]。

在實際施工過程中，首先應加強對非開挖頂管施工的認知度，強化工程與地面土層之間的變化，加強固定回填土地段的優(yōu)化工作，避免土層下降等現(xiàn)象發(fā)生。

其次，應加強監(jiān)測管內(nèi)有毒氣體含量的定時監(jiān)測工作，如果監(jiān)測到管內(nèi)有毒氣體較多，須結(jié)合通風裝置將管內(nèi)有毒氣體排放。管內(nèi)之所以會出現(xiàn)有毒氣體，是因為土層下面存在淤泥層，淤泥層中腐爛的動植物本體會釋放有毒氣體，有毒氣體會順著管道進入管內(nèi)，從而對管道建筑施工人員的生命健康帶來危害。

除此之外，在頂管技術應用之前，應確保工程周邊通信、電力、上水、排水、煤氣等一系列管線能夠正常的運營，保證工程周邊居民能夠正常工作、生活。強化頂管工程施工路線的基礎設施建設，在基礎頂管頂進之前，需采取加固措施保障頂管工作的質(zhì)量。

3 市政工程施工中頂管技術施工的要點

3.1 施工現(xiàn)場的實際勘察工作

在頂管施工技術施工之前，應開展對地下管線的勘察工作，雖然頂管技術在施工設備使用過程中能夠?qū)芫€鋪設、管道頂進提供多樣化的技術設備，但是在實際工作過程中，提前查明地下管線的鋪設方向仍然是較為重要的工作。確定地下管線的走向，能夠保障人們通訊、電力、上水、下水、排水、煤氣等管道的安全運營，從而保障大眾的生活不受影響。

雖然頂管施工技術可以不開挖土體進行管道敷設，但是對土體的構(gòu)造、水文以及地下管道的情況應加深了解。在頂管施工之前，要做好現(xiàn)場實地踏勘工作，確保頂管排水施工的順利進行。

在施工區(qū)域內(nèi)，各施工單位應加強地質(zhì)情況的勘查，了解土層構(gòu)造、水文情況，確保頂管施工技術在施工過程中不會受到較大的阻礙，同時保障工作面內(nèi)其他管線的施工作業(yè)有序開展。除此之外，還要加強對工作坑的勘察工作，確定工作坑的位置，采取符合施工建設方向的框架對工作坑給予一定的支撐，保障頂管工作順利地進行[2]。

3.2 頂管的選定工作

在開展市政工程頂管施工作業(yè)時，應嚴格把控頂管的質(zhì)量，頂管的質(zhì)量選擇要結(jié)合頂管的直徑及長度進行參考。選擇頂管直徑時，應滿足頂管作業(yè)對頂管直徑相關的實質(zhì)性要求，在滿足建筑工程要求的情況下，選擇符合建筑工程要求的頂管進行建設，從而為工程造價提供保障，避免出現(xiàn)成本浪費的現(xiàn)象[3]。

在頂管選用過程中，應探究頂管所需承受的壓力負荷，并以此選擇頂管的材質(zhì)。頂管材質(zhì)包括頂管的壁厚、外徑以及一系列鋼筋配置等；在選擇頂管長度時，應按照頂管直線頂進過程，根據(jù)實際建設長度選擇相對應的頂管長度。在選擇過程中管節(jié)長度越長，進行接管的次數(shù)越少，頂管建設的質(zhì)量就會越好。

選用長管節(jié)雖然在建設過程中擁有較強的應用優(yōu)勢，但是也存在著一定的應用弊端。長度越長的管節(jié)在后期的修復工作中，難度會更大，同時管節(jié)長度的增長，會導致頂管井的尺寸增大，因此，也會對工程投資費用產(chǎn)生實質(zhì)的影響，進而導致工程費用增加[4]。

3.3 頂管井的設定

市政工程施工過程中，對頂管作業(yè)產(chǎn)生實質(zhì)影響的就是頂管井的設定。合理設定頂管井，能夠保障頂管工作排土、鉆進、頂進等工作的質(zhì)量。頂管井可以根據(jù)使用用途的差異性劃分為工作井以及接收井，在頂管井設計過程中，應確保工作井以及接收井之間的間隔。頂管工程施工現(xiàn)場圖如圖1所示。

在頂管井建設過程中多采用鋼筋混凝土沉井、SWM工法井、鋼板樁等支護形式，并且將其分為單排孔井結(jié)構(gòu)以及雙排孔井結(jié)構(gòu)等。在工作井建設過程中，工作井有圓形及矩形等多樣化的建設形狀；圓形結(jié)構(gòu)承受土壓力荷載能力相對較好，實際施工中接收井通常是矩形井。因此，在頂管井設置過程中應根據(jù)工程整體設計，加強井的支撐布設工作，從而增強結(jié)構(gòu)性能，提高頂管井的使用質(zhì)量[5]。

3.4 施工作業(yè)的要點

頂管技術擁有多樣化的施工特點，在進行穿墻作業(yè)時應做好全面準備，保證穿墻作業(yè)能夠準確、迅速完成。在穿墻工作制定時，應根據(jù)建設項目的實際特點，制定全面合理的穿墻方案，同時在穿墻管內(nèi)填充密實性較強的物質(zhì)，以保障管道有暫時防水能力；此外，對穿墻管道附近的土體進行注漿加固，從而提升土體的整體強度[6]。

在頂管出洞整個過程中，要保障頂管出洞的工程質(zhì)量，為頂管作業(yè)提供多樣化的控制點，應將工具管歸零避免頂管出現(xiàn)傾斜問題，同時在工具管下方墻壁處應布設支撐，如果出現(xiàn)傾斜情況時應及時使用主頂油缸加以矯正。

在頂進阻力減小過程中，主要結(jié)合減阻泥漿的方式完成，在超長距離頂進中運用尤為廣泛。通常情況下，頂管掘進機的外徑尺寸比管節(jié)外徑要大，當頂管機在土層中頂進時，能夠使管節(jié)外圍形成一定的空隙，如果抓住此特點迅速在空隙中注入觸變泥漿填充，能在整體管節(jié)的外圍形成一個較為完整的泥漿套，從而減少摩擦達到潤滑的效果。完整的泥漿套能夠從根本上起到支撐土層的作用，并且使泥漿套始終保持在頂管的終點，因此頂進的阻力將會減小，從而減少中繼間的使用指數(shù)，加快頂管的頂進速度。

4 市政工程施工中頂管施工技術的應用措施

4.1 強化前期準備工作

在確認前期一系列基礎建設內(nèi)容后，根據(jù)實際建設的內(nèi)容以及特點，開展基礎工程的平面建設工作。平面建設工作主要包括控制室建設、起重機械的引進、管材的堆放點建設、膨潤土堆放點的建設、拌漿系統(tǒng)的優(yōu)化、棄土場等設施的建設，同時還應加強工作井內(nèi)背墻、主頂油缸、頂鐵、導軌等輔助設施的建設。

在建設的過程中應針對自身頂管工作的實質(zhì)特點合理設置爬梯，設置爬梯的目的就是為工作人員的出入提供便利。在實際施工過程中，為了保障施工作業(yè)的順利開展以及施工的整體質(zhì)量，各單位應加強對工作井的背靠土體以及進出洞口位置土體的加固處理工作，加固的目的是為了避免出現(xiàn)土體塌方現(xiàn)象，并且在洞口適當位置還應設定止水裝置，從根本上避免在管道頂進過程中出現(xiàn)泥漿流失的現(xiàn)象，同時在施工過程中，還應注重鋼筋混凝土施工質(zhì)量，從而保障頂管作業(yè)穩(wěn)步進行[7]。

4.2 加強技術投入

隨著我國科學技術的不斷完善與綜合國力的不斷提升，在市政工程實施頂管工程技術應用時，應全面遵守當前的建設標準，根據(jù)當前建設的實際需求，通過多樣化的手段，提升自身的頂管技術應用，與此同時，輔以信息化技術應用，不斷完善與優(yōu)化頂管設備，保障設備的先進性，提升頂管技術，使其能夠符合當前建設的實際需求。

在工程建設中持續(xù)應用發(fā)展頂管技術，并且以頂管技術的應用發(fā)展作為向?qū)ВM優(yōu)秀的頂管技術人才，是保障頂管技術在當前市政工程應用優(yōu)勢的前提。并且，在技術應用過程中，各單位應加強技術的宣傳力度，強化頂管技術在市政工程應用中的重要性，從而為我國頂管技術的優(yōu)化與發(fā)展提供多樣化的渠道[8]。

除此之外，我國還應助力研發(fā)符合頂管技術需求的設備。雖然我國擁有頂管設備生產(chǎn)機構(gòu)，但是在設備研發(fā)以及質(zhì)量優(yōu)化投入不及國外，針對此問題，國家應提升重視度，強化設備的生產(chǎn)與完善，能夠符合當前建筑應用需求，從而全面提升設備研發(fā)進展，為我國科研工作的進一步推進提供基礎。

4.3 提升施工人員的專業(yè)素質(zhì)

隨著我國科技的不斷發(fā)展與我國城市化進程的不斷加快，在我國市政工程建設中對于人才的需求量逐漸加大，同時對于人才質(zhì)量的要求不斷嚴格，在市政工程頂管技術應用過程中，各類技術人員應提升自身的專業(yè)技術水平，在施工過程中保障施工能夠按照相關規(guī)定順利推進，強化頂管技術的應用質(zhì)量。

首先在施工現(xiàn)場開展技術探討時，施工人員應根據(jù)現(xiàn)場實際情況以及施工要求進行技術交流與溝通，在交流溝通中，對容易出現(xiàn)施工漏洞的地方應重點關注，應提前制定出解決方案，從而為工程的整體建設質(zhì)量提供保障。

另外，各單位施工人員應注意在施工過程中嚴格遵守施工操作規(guī)范，避免在施工時出現(xiàn)安全風險問題。相關技術人員應根據(jù)施工現(xiàn)狀及時對施工人員進行監(jiān)督與指導，從而保障施工人員的生命安全[9]。

4.4 強化現(xiàn)場施工管理

市政工程在建設過程中會產(chǎn)生大量的建筑垃圾以及污染物，因此在建筑完成后，應及時清理現(xiàn)場建筑垃圾以及污染物。此外，在設備安裝之前，應對設備進行檢修清潔，為設備的后續(xù)工作優(yōu)化提供保障。

設備在使用過程中容易受季節(jié)變化的影響，因此氣溫較低的工況會引起管道內(nèi)結(jié)冰，此時需要采用管內(nèi)加壓的方式改善管道內(nèi)結(jié)冰情況，在管內(nèi)加壓過程中，應結(jié)合施工方案保障施工安全[10]。

5 結(jié)束語

科技發(fā)展為我國市政工程建設提供了多樣化的建設渠道以及建設方法，頂管工程技術在市政工程建設中的全面應用，不僅能夠展現(xiàn)出自身的應用優(yōu)勢，還能夠根據(jù)市政工程的質(zhì)量要求為其提供多樣化的技術參考。

當前頂管工程技術已經(jīng)成為我國市政工程建設中不可或缺的部分，因此科技時代發(fā)展背景下，強化頂管技術設備的應用，加快頂管設備的研發(fā)，是保障頂管工程技術應用的重要前提。