就市政工程施工中頂管施工技術(shù)運(yùn)用的分析

王 剛，徐建利

（浙江交工集團(tuán)股份有限公司地下工程分公司，浙江杭州 310000）

0 引言

市政工程是城市環(huán)境改造和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要途徑。它不僅為城市居民提供了良好的居住環(huán)境，而且為城市的發(fā)展提供了基本的支持。頂管工程是市政工程的重要內(nèi)容之一。一旦頂管工程施工過(guò)程中出現(xiàn)不當(dāng)?shù)募夹g(shù)問(wèn)題，就會(huì)導(dǎo)致頂管施工質(zhì)量的下降，進(jìn)而影響市政工程的整體質(zhì)量。因此，做好頂管施工技術(shù)和質(zhì)量控制對(duì)市政工程質(zhì)量的提高有著重要的影響。

1 頂管技術(shù)概述

頂管技術(shù)主要是指在不破壞表土層的情況下鋪設(shè)管道。它的突出優(yōu)點(diǎn)是能夠直接穿越地面上的建筑和地下管道、高速公路、鐵道以及淺層建筑。施工作業(yè)主要是在液壓作用下把管線直接引入地面，最后進(jìn)行管線敷設(shè)的任務(wù)。施工中，節(jié)省了人工開(kāi)挖的時(shí)間。該技術(shù)減少了對(duì)大自然的破壞，減少對(duì)人類生命的影響，并且減少了建筑施工周期。而頂管科學(xué)技術(shù)的運(yùn)用則減少了對(duì)城市規(guī)劃的影響，在一定程度上提高了市政工程的施工效率。在社會(huì)發(fā)展的過(guò)程中，建筑環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜，對(duì)建筑的要求也越來(lái)越高。在這種情況下，頂管施工技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，解決了許多技術(shù)難題[1]。

2 頂管施工技術(shù)原理

頂管技術(shù)使產(chǎn)品的質(zhì)量和效益相結(jié)合，提高了市政工程管網(wǎng)施工的效率。鑒于城市地下管線的復(fù)雜性，頂管施工技術(shù)可以繞過(guò)大型建筑和城市主管道，避免原本需要拆除的施工項(xiàng)目，降低成本，合理利用資源，提高頂管施工技術(shù)的整體性能，使城市居民在正常生活的同時(shí)，享受到頂管施工技術(shù)帶來(lái)的便利。為了滿足工程要求，施工過(guò)程中需要開(kāi)挖工作溝，從而達(dá)到市政管道施工的目的?？v觀目前非開(kāi)挖頂管技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，因受到地質(zhì)因素的影響，導(dǎo)致整體施工與具體工程要求不一致，嚴(yán)重影響整體施工質(zhì)量。頂管工程對(duì)參與工程施工的所有人員的素質(zhì)都有嚴(yán)格的要求。施工人員應(yīng)清楚地了解非開(kāi)挖技術(shù)，控制施工測(cè)量和方案設(shè)計(jì)，最大限度地提高管道設(shè)計(jì)的合理性，并編制相關(guān)方案。因?yàn)樗鼘?duì)自然環(huán)境的適應(yīng)性好，可以根據(jù)環(huán)保要求選用適當(dāng)?shù)氖┕し绞健Ｋ?，在市政工程地下管道的?xiàng)目建設(shè)過(guò)程中也應(yīng)用了這種頂管施工技術(shù)，不僅可以大大提高施工效率，而且還能夠保證良好的施工質(zhì)量。從它的應(yīng)用過(guò)程來(lái)看，它有一系列的優(yōu)點(diǎn)：①對(duì)施工場(chǎng)地面積要求不高，不會(huì)占用太多的土地，而且這種運(yùn)營(yíng)方式還可以減少成本支出。②其施工環(huán)境深埋地下，可以減少對(duì)地面的影響，包括噪聲、空氣和交通條件。③降低施工難度系數(shù)，促進(jìn)項(xiàng)目施工效率的提高。

3 頂管施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 現(xiàn)場(chǎng)勘查

現(xiàn)場(chǎng)勘察是頂管施工技術(shù)應(yīng)用的前提。結(jié)合市政工程建設(shè)要求，對(duì)施工面積進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估，并根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)完善頂管施工應(yīng)用方案，從而保證頂管施工應(yīng)用的安全，促進(jìn)市政工程建設(shè)的有序發(fā)展。施工單位為了開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)勘察，通常需要進(jìn)行如下3 個(gè)方面的工作：①工地范圍內(nèi)地下管道的布設(shè)。②建筑面積地址。③施工單位針對(duì)建設(shè)施工現(xiàn)場(chǎng)周圍的環(huán)境保護(hù)要求，經(jīng)過(guò)對(duì)建設(shè)施工現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)查研究后，在市政建設(shè)項(xiàng)目建筑質(zhì)量要求的基礎(chǔ)上進(jìn)行了頂管施工方法，以便于為今后頂管施工技術(shù)的運(yùn)用奠定了良好的基礎(chǔ)。

3.2 設(shè)備材料方面的施工準(zhǔn)備

頂管施工技術(shù)的應(yīng)用離不開(kāi)頂管設(shè)備的支撐。所以，在施工單位應(yīng)用頂管施工技術(shù)之前，就應(yīng)該作好建設(shè)有關(guān)設(shè)施的準(zhǔn)備工作。在建筑施工過(guò)程中，嚴(yán)格根據(jù)建筑工程質(zhì)量規(guī)定對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)，并及時(shí)對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行檢查，確保設(shè)備正常運(yùn)行。我們?cè)谌鎽?yīng)用頂管施工技術(shù)之前，還有必要對(duì)準(zhǔn)備工作進(jìn)行預(yù)先評(píng)估。首先，施工單位要提供質(zhì)量規(guī)格合適的頂管材料，并根據(jù)各個(gè)市政工程項(xiàng)目的實(shí)際，以此來(lái)要求計(jì)算頂管的直徑以及頂管的實(shí)際荷載壓力，從而避免出現(xiàn)誤差影響工程施工[2]。還有就是在制定現(xiàn)場(chǎng)的施工方案時(shí)，技術(shù)人員要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展深入調(diào)查，并根據(jù)當(dāng)?shù)氐氖┕きh(huán)境及時(shí)調(diào)整施工方案。在對(duì)頂管工程的施工中，客觀上會(huì)影響施工質(zhì)量的不確定因素很多，如當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件還有土層的軟硬度等不同因素。在頂管建設(shè)的過(guò)程中如果發(fā)現(xiàn)遇到硬質(zhì)物質(zhì)，就很容易造成地下塌方，從而使鉆機(jī)無(wú)法正常開(kāi)展作業(yè)。除此之外，由于一些城市的地下管線十分復(fù)雜，如果設(shè)計(jì)人員不能全面掌握地下管網(wǎng)的位置數(shù)據(jù)，就無(wú)法比較準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)，而這將大大增加施工的難度，還可能會(huì)破壞一些通信管網(wǎng)。因此，就需要水利、通信、電力等相關(guān)部門(mén)的充分配合，再加上檢測(cè)設(shè)備的應(yīng)用，真正確定出地下管線的特性以及結(jié)構(gòu)，還有具體的分布情況，再選擇有針對(duì)性的技術(shù)解決方案。

3.3 工藝流程

3.3.1 頂管施工流程及質(zhì)量控制

不同的施工要求需要有不同的方案。在施工過(guò)程中，通常需要進(jìn)行反復(fù)實(shí)地勘察，并選用最合適的鋪設(shè)技術(shù)，以增加施工的綜合經(jīng)濟(jì)效益。頂管施工有嚴(yán)密的工序規(guī)定，每個(gè)步驟都彼此聯(lián)系，構(gòu)成整體的施工流程。據(jù)施工人員經(jīng)驗(yàn)，在頂管安裝施工的過(guò)程中，一定要保證不會(huì)有泥漿流失。同時(shí)，按照前面的要求，要確保頂管裝置施工過(guò)程中不會(huì)有泥漿流失。頂管施工過(guò)程可歸納為4 個(gè)主要步驟：穿墻、頂管出孔、減小注漿阻力、頂管修正。

3.3.2 注漿止水

注漿止水是頂管施工中廣泛應(yīng)用的施工技術(shù)，為頂管施工的發(fā)展提供了良好的環(huán)境，有助于提高頂管施工的技術(shù)水平。施工單位應(yīng)當(dāng)結(jié)合市政工程施工質(zhì)量要求，完善注漿止水工藝，做好止水前、止水中、止水后的施工安排，從而促進(jìn)注漿止水施工工藝水平的提高，為頂管施工技術(shù)的應(yīng)用奠定良好的基礎(chǔ)。

3.3.3 頂管穿墻

穿壁就是把管推工具轉(zhuǎn)移到工作井外，以便裝設(shè)止水設(shè)備。在這個(gè)過(guò)程中，必須開(kāi)啟穿墻門(mén)板，這個(gè)過(guò)程也就是穿墻。打開(kāi)門(mén)板后，可進(jìn)行頂管出孔過(guò)程。為取得良好的效果，在穿墻之前需要先對(duì)管壁周圍進(jìn)行密封。在通過(guò)墻體之前，應(yīng)先測(cè)試墻體的質(zhì)量，了解其堅(jiān)固性。門(mén)板打開(kāi)后，迅速將頂管推出井外，同時(shí)安裝注水設(shè)備。一些加固技術(shù)可以用于止水處理，但也應(yīng)確保其符合標(biāo)準(zhǔn)。在這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)施過(guò)程中，可能會(huì)遇到許多障礙。運(yùn)用衛(wèi)星定位技術(shù)，就能夠及時(shí)的監(jiān)測(cè)、解析工程施工環(huán)境條件，從而掌握山勢(shì)、地質(zhì)、地貌、水文，進(jìn)而提出不同的解決方法來(lái)解決工程問(wèn)題。

3.3.4 頂管出洞

頂管出孔是整個(gè)頂管施工流程中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，起著舉足輕重的作用。頂管壁入后，啟動(dòng)頂管孔，在井口預(yù)留大孔。在頂管施工過(guò)程中，不僅要進(jìn)行止水，還要對(duì)頂管施工過(guò)程中的偏差進(jìn)行糾正。根據(jù)環(huán)境土壤質(zhì)量的不同，應(yīng)采取不同的止水措施。前止水墻一般應(yīng)澆筑高等級(jí)素混凝土。若施工面積為圓形，則需澆筑相同的拱型前止水墻。同時(shí)，對(duì)于襯里預(yù)留孔結(jié)構(gòu)，應(yīng)安裝雙橡膠止水帶裝置，最大限度地保證止水帶處理質(zhì)量、安全可靠。頂管施工時(shí)，對(duì)頂管出口處理，施工人員應(yīng)注入觸變泥漿，避免對(duì)出口段土地產(chǎn)生干擾。對(duì)于止水工作，可采用常用法蘭壓力板止水方法，也可根據(jù)實(shí)際情況使用填料。填料一般為紙加筋黏土，并壓實(shí)以達(dá)到適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度。

3.3.5 減少阻力

頂管過(guò)了這個(gè)洞，會(huì)使地基產(chǎn)生傾斜。同時(shí)頂管也會(huì)和土壤碰撞，形成阻力。利用注漿材料直接向鋼管外壁灌注水泥，并在頂管外壁生成水泥圈，有效地減少了頂管與土壤之間的碰撞。同時(shí)，由于水泥圈的支撐力強(qiáng)，還可有效降低由粉質(zhì)粘土崩塌所引起的土壤與地層流失，進(jìn)而抑制地表下沉[3]。注漿過(guò)程中，主要采用觸變泥漿。注漿后能真正降低施工阻力，同時(shí)還能增加相應(yīng)部位的牢固度，起到框架支撐地面的作用，從而緩解地面塌陷的問(wèn)題，促進(jìn)土地的平整。同時(shí)在施工過(guò)程中保證注漿與頂管的聯(lián)合實(shí)施，確保工程的安全和質(zhì)量。值得一提的是，降阻效應(yīng)主要決定于漿液循環(huán)的質(zhì)量。所以，注漿過(guò)程尤為重要，必須嚴(yán)格遵照規(guī)定進(jìn)行。依據(jù)經(jīng)驗(yàn)，實(shí)際的泥漿用量較理論用量多了4~5 倍。在使用標(biāo)準(zhǔn)中通常選擇堿性水泥、膨潤(rùn)土和水的實(shí)際配比約為0.02:0.4:1。

3.3.6 頂管糾偏

頂管校正是在施工項(xiàng)目中對(duì)頂管偏移原固定軸線現(xiàn)象的校正工作。具體方法為利用糾偏式千斤頂組對(duì)頂管的偏移進(jìn)行矯正，并針對(duì)管道傾角的差異而采取不同的解決措施。施工時(shí)，根據(jù)實(shí)際需要，對(duì)頂管口采用加強(qiáng)力矩的形式進(jìn)行校正，并注意所使用的力。如果力太大，偏差就會(huì)增大。所以，建設(shè)時(shí)應(yīng)該注意各地段的區(qū)域結(jié)構(gòu)，如發(fā)生偏移，應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行小幅度調(diào)整。這樣可以快速、有效地糾正偏差。千斤頂向左伸向右縮回時(shí)，可糾正千斤頂管的左偏。同樣，當(dāng)千斤頂向右伸展向左縮回時(shí)，將千斤頂管向右修正。頂管整改要求施工人員沉著穩(wěn)重，采取多調(diào)慢改的策略。總之，這個(gè)過(guò)程檢驗(yàn)了施工人員的經(jīng)驗(yàn)和控制。

3.3.7 閉水試驗(yàn)

閉水試驗(yàn)是檢測(cè)頂管施工效果的重要手段?？梢詸z測(cè)頂管施工的嚴(yán)密性，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)頂管施工中存在的問(wèn)題。施工結(jié)束后，通過(guò)閉水試驗(yàn)進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。如閉水檢測(cè)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，應(yīng)結(jié)合市政工程施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行糾正，以保證頂管施工質(zhì)量，促進(jìn)頂管施工效果的提高。

3.3.8 應(yīng)急處理

頂管工程施工復(fù)雜。施工單位應(yīng)結(jié)合頂管施工質(zhì)量保證要求設(shè)計(jì)應(yīng)急處理方案，不斷分析頂管施工中可能存在的風(fēng)險(xiǎn)，結(jié)合施工質(zhì)量保證要求完善應(yīng)急處理方案。施工出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，應(yīng)借助施工方案及時(shí)解決頂管質(zhì)量問(wèn)題。

4 頂管施工技術(shù)質(zhì)量控制方法

4.1 強(qiáng)化施工監(jiān)測(cè)

施工監(jiān)控是應(yīng)用頂管施工技術(shù)，通過(guò)施工監(jiān)控發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題，保證頂管施工質(zhì)量的重要途徑。有關(guān)部門(mén)和建設(shè)單位應(yīng)當(dāng)結(jié)合市政工程質(zhì)量要求，加強(qiáng)施工監(jiān)測(cè)。重視頂管施工，結(jié)合頂管施工質(zhì)量要求確定施工監(jiān)控內(nèi)容。①監(jiān)測(cè)頂管施工基準(zhǔn)點(diǎn)的布置、變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)的應(yīng)用、埋設(shè)參數(shù)、基準(zhǔn)值等，及時(shí)發(fā)現(xiàn)各施工環(huán)節(jié)存在的問(wèn)題，并利用專業(yè)技術(shù)指導(dǎo)施工單位對(duì)問(wèn)題進(jìn)行糾正，從而保證頂管施工質(zhì)量滿足市政工程的要求。②建立專業(yè)的施工監(jiān)控隊(duì)伍。根據(jù)頂管施工的質(zhì)量保證要求，監(jiān)測(cè)隊(duì)要做好施工現(xiàn)場(chǎng)的綜合監(jiān)測(cè)工作。既要對(duì)施工單位的施工工藝、施工過(guò)程進(jìn)行檢測(cè)，又要結(jié)合頂管施工的質(zhì)量要求做好現(xiàn)場(chǎng)安全管理工作，以保證頂管施工的安全，從而保證頂管施工的順利開(kāi)展。③完善施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理技術(shù)。結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督的要求，引入施工監(jiān)督體系，對(duì)頂管施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行科學(xué)的監(jiān)督。一旦問(wèn)題被發(fā)現(xiàn)在建筑工地，施工監(jiān)控系統(tǒng)能及時(shí)提供預(yù)警，并通知相關(guān)經(jīng)理，以便相關(guān)管理人員可以正確處理施工現(xiàn)場(chǎng)的問(wèn)題和減少頂管施工的風(fēng)險(xiǎn)，促進(jìn)頂管施工質(zhì)量的提高。

4.2 材料質(zhì)量保障

施工材料的品質(zhì)直接影響到頂管施工的品質(zhì)。因此，有關(guān)部門(mén)和施工單位應(yīng)加強(qiáng)對(duì)建筑材料的監(jiān)督，確保建筑材料的質(zhì)量達(dá)到市政工程的施工標(biāo)準(zhǔn)，可以采取的措施如下：①現(xiàn)場(chǎng)管理。對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的建筑材料實(shí)行管理。如果發(fā)現(xiàn)建筑建筑材料不能滿足市政工程有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，需要施工單位調(diào)換建筑材料，并進(jìn)行調(diào)換建筑材料的質(zhì)量檢驗(yàn)工作，確保施工材料的安全和質(zhì)量。②材料采購(gòu)。施工單位在采用頂管建筑材料的過(guò)程中，必須根據(jù)市政項(xiàng)目材料的相關(guān)規(guī)范，要求材料供應(yīng)商提供合格證明，并進(jìn)行材料檢測(cè)。③設(shè)備管理。施工單位還應(yīng)當(dāng)保證頂管機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量。頂管機(jī)械設(shè)備是保證頂管施工順利開(kāi)展的機(jī)械基礎(chǔ)。在采購(gòu)和維護(hù)頂管施工設(shè)備的過(guò)程中，施工單位應(yīng)結(jié)合質(zhì)量要求對(duì)施工設(shè)備的各個(gè)部位進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，以保證機(jī)械設(shè)備的安全，降低施工過(guò)程中發(fā)生安全事故的概率，從而保證頂管施工的進(jìn)度和質(zhì)量。

4.3 工藝參數(shù)的明確

在頂管施工過(guò)程中，施工單位應(yīng)結(jié)合施工質(zhì)量和效果保證要求，明確工藝參數(shù)，使工藝參數(shù)與設(shè)計(jì)參數(shù)相差不大，這樣既可以保證頂管的質(zhì)量和規(guī)格達(dá)到設(shè)計(jì)要求，又可以為后續(xù)的頂管施工的有序開(kāi)展打下良好的基礎(chǔ)。施工單位在進(jìn)行頂管施工前，應(yīng)當(dāng)結(jié)合頂管施工質(zhì)量保證要求，明確頂管長(zhǎng)度、管徑等規(guī)范參數(shù)，并根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的參數(shù)說(shuō)明對(duì)頂管規(guī)范參數(shù)進(jìn)行比較，防止頂管規(guī)范參數(shù)與設(shè)計(jì)工藝參數(shù)不一致，既保證了頂管規(guī)范參數(shù)滿足施工要求，也保證了頂管施工過(guò)程的有序進(jìn)行。

5 結(jié)語(yǔ)

結(jié)合以上研究可以發(fā)現(xiàn)，保證頂管施工質(zhì)量對(duì)提高市政工程質(zhì)量有著重要的作用。所以，施工單位都應(yīng)該正確理解頂管施工技能，并掌握頂管施工技能要領(lǐng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)頂管施工技能的科學(xué)運(yùn)用；在確保頂管工程建設(shè)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，認(rèn)真進(jìn)行施工質(zhì)量管理，不斷完善頂管工程施工工藝與流程，強(qiáng)化施工監(jiān)督，從而控制頂管施工的各個(gè)環(huán)節(jié)，促進(jìn)頂管施工質(zhì)量的提高。