市政給排水施工中的中長距離頂管施工技術(shù)

劉曉鳳

安徽新基建有限公司 安徽 合肥 230088

引言

近年來，我國城市化進(jìn)程不斷加快，對市政給排水系統(tǒng)提出了更高的要求，既要求管道布局的科學(xué)合理，還要確保系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。然而由于受到多方面因素的影響，市政給排水系統(tǒng)依然存在諸多的問題，這些問題都在極大程度上制約了市政工程的發(fā)展。為此，在市政給排水施工過程中，需要對這些問題進(jìn)行深入分析，提出行之有效的解決措施。中長距離頂管施工技術(shù)作為一種新型市政工程施工技術(shù)，具有實(shí)用性高、功能適應(yīng)強(qiáng)及應(yīng)用廣泛等優(yōu)勢，在市政給排水工程施工中發(fā)揮著非常重要的作用，能夠盡量避免市政工程受到環(huán)境的干擾，提高施工質(zhì)量和效率，并確保施工作業(yè)的安全有序開展。

1 中長距離頂管施工技術(shù)的相關(guān)概述

1.1 施工技術(shù)原理

中長距離頂管施工技術(shù)具體指利用土壓平衡頂管機(jī)等機(jī)械設(shè)備來開展一系列的建筑施工作業(yè)，其中工作泵所具備的強(qiáng)大油壓能夠推動(dòng)機(jī)器運(yùn)行，借助轉(zhuǎn)動(dòng)的刃口完成土石的粉碎和壓實(shí)等處理，再由螺旋形的傳輸軌跡將已壓縮的土石帶到尾部，這里就完成了管線工程建設(shè)的第一部分，即管線的頂進(jìn)；同時(shí)，工作泵的油缸可實(shí)現(xiàn)動(dòng)能傳遞，形成極大的推動(dòng)力，讓其能夠順利地推動(dòng)頂管機(jī)向前開路，以達(dá)到地下管線工程推進(jìn)的目的。

由于在中長距離頂管施工過程中需要擠壓和開挖地下的土石，為確保施工的安全性，施工企業(yè)必須重視對施工區(qū)域土壤情況的全面分析，即安排專業(yè)技術(shù)人員前往施工現(xiàn)場，對施工環(huán)境的土壤進(jìn)行取樣和檢測，結(jié)合測試結(jié)果來明確土壤是否能夠承受土壓平衡頂管機(jī)的正常運(yùn)行，這樣能夠防止由于各種環(huán)境因素的影響而損壞到土壓平衡頂管機(jī)，也避免由于土質(zhì)硬度的不足而造成新投入的施工通道坍塌，進(jìn)而有效減少安全事故的發(fā)生，降低施工作業(yè)中的不確定性[1]。同時(shí)，通過提前做好施工現(xiàn)場環(huán)境的土壤調(diào)查，有利于保證后續(xù)管線鋪設(shè)的安全有序開展。具體而言，對于土壤性質(zhì)較為軟弱的位置，應(yīng)做好加固處理，或是在路面疏通時(shí)使用混凝土等材料來提高土壤的強(qiáng)度，進(jìn)而讓施工現(xiàn)場中的土壤能夠承受住一定的地下水壓力、路面上車輛和行人踩踏的壓強(qiáng)，最終避免路面的沉降。

2 影響中長距離頂管施工技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)因素

2.1 管材的選擇

為確保中長距離頂管施工技術(shù)在工程建設(shè)中的優(yōu)勢得到發(fā)揮，尤其要確保管道性能符合實(shí)際的使用要求，這也是保障工程質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)之一。通常而言，給排水管道應(yīng)當(dāng)依據(jù)至少30年的使用需求來進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，加上給排水管道長期埋藏在地下，那么所選用的管道必須具備較強(qiáng)的抗壓能力、耐酸堿能力、耐腐蝕能力和良好的密封性，以確保管道的質(zhì)量可以經(jīng)受住時(shí)間的檢驗(yàn)，因此施工企業(yè)應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格把控給排水管道的采購環(huán)節(jié)，確保購買的給排水管道符合上述要求，以避免給后期工程施工埋下安全隱患。同時(shí)，在選擇市政給排水管道時(shí)，施工企業(yè)應(yīng)充分考慮工程的具體情況，明確所需管道的質(zhì)量要求，選出對應(yīng)的管道型號[2]?，F(xiàn)在市場上給排水管道類型豐富多樣、管道質(zhì)量參差不齊，這就需要采購人員做好市場調(diào)研工作，選擇聲譽(yù)好、性價(jià)比高、質(zhì)量合格的供應(yīng)商，進(jìn)而確保給排水管道質(zhì)量。

2.2 管道承受的壓力

在市政給排水管道運(yùn)轉(zhuǎn)期間，往往需要承受很大的水壓。如城市自來水管道在正常運(yùn)行過程中，就會(huì)承受非常大的水壓，所以施工企業(yè)需要結(jié)合工程的具體情況，對管道的管徑與長度進(jìn)行科學(xué)評估，以此為依據(jù)提出合理的給排水管道建設(shè)方案。在城市建設(shè)規(guī)劃過程中，往往需要使用各種類型的管道，如：污水排泄管道、暖氣供應(yīng)管道、自來水供應(yīng)管道等，不同管道的質(zhì)量參數(shù)和管徑存在很大的差距，所以規(guī)劃人員需要結(jié)合工程建設(shè)的具體需求，將不同的管道分化成不同的路線，避免管道泄漏問題的發(fā)生。另外，不同施工環(huán)境中使用的管道類型和材料也有著很大的差異，其中長距離輸送路線的管道所承受的壓力最大，需要結(jié)合最小的荷載壓力來計(jì)算出管道可承受的壓力，從而選擇最為合理的管道類型與材質(zhì)，避免管道破裂問題的發(fā)生。

2.3 管道的偏移

在中長距離頂管施工過程中，往往需要鋪設(shè)很長的管道，但由于受到外部環(huán)境、施工操作不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)纫蛩氐挠绊?，致使管道整體結(jié)構(gòu)發(fā)生偏移問題，從而嚴(yán)重影響到管道的對接質(zhì)量，甚至?xí)?dǎo)致管道后續(xù)使用時(shí)發(fā)生破裂問題，最終給整個(gè)市政給排水工程帶來嚴(yán)重的負(fù)面影響。市政給排水施工時(shí)常會(huì)伴有施工人員操作不合理、施工環(huán)境復(fù)雜等情況，這就埋下了諸多的安全隱患，大大降低了整個(gè)市政給排水工程的質(zhì)量，甚至?xí)l(fā)各種類型的安全事故，從而給企業(yè)和社會(huì)帶來極大的經(jīng)濟(jì)損失?；诖耍诰唧w施工過程中，施工單位應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對施工人員的崗前培訓(xùn)和考核，確保其充分掌握中長距離頂管施工技術(shù)，從而保證施工人員能夠嚴(yán)格按照工藝要求開展施工作業(yè)，確保施工質(zhì)量[3]。另外，若土壓平衡頂管機(jī)的動(dòng)力不均衡，也會(huì)導(dǎo)致管道鋪設(shè)過程中出現(xiàn)路線偏移的問題，所以施工企業(yè)需嚴(yán)格按照設(shè)備相關(guān)要求進(jìn)行土壓平衡頂管機(jī)的安裝，做好相應(yīng)的調(diào)試工作，保證該設(shè)備頂端的油泵實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定輸出，不會(huì)出現(xiàn)忽大忽小的推力，從而確保設(shè)備的動(dòng)力均衡。

3 中長距離頂管施工技術(shù)在市政給排水施工中的具體應(yīng)用

3.1 施工準(zhǔn)備階段

在市政給排水施工前，施工企業(yè)需結(jié)合工程的具體情況和施工區(qū)域的特點(diǎn)，對施工現(xiàn)場進(jìn)行科學(xué)布局，合理規(guī)劃管材堆放、各類施工機(jī)械設(shè)備的停放位置，做好施工現(xiàn)場的清理工作，以確保后續(xù)施工作業(yè)的有效開展。同時(shí)，需要對主推千斤頂、發(fā)射架、反力架、頂管機(jī)等進(jìn)行合理設(shè)置，在作業(yè)井邊設(shè)置下井扶梯，還需認(rèn)真核對施工材料、施工設(shè)備的數(shù)量與規(guī)格型號，嚴(yán)格檢測管材的外觀、施工材料和設(shè)備的各項(xiàng)質(zhì)量性能指標(biāo)參數(shù)，確保均符合工程施工的要求[4]。

3.2 施工測量放樣技術(shù)

測量放樣技術(shù)作為中長距離頂管施工技術(shù)中的一項(xiàng)關(guān)鍵性技術(shù)，通過有效應(yīng)用該技術(shù)手段，能夠?qū)敼芪恢镁冗M(jìn)行準(zhǔn)確、合理的控制。基于此，在市政給排水施工中，施工企業(yè)應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：①安排專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)入到施工區(qū)域，做好測量放樣工作，明確市政給排水管道頂進(jìn)高程控制點(diǎn)與中心線位置，其中針對中心線的測量放樣，需在頂管施工坑兩側(cè)均設(shè)置中心線，保證其高度和管件頂進(jìn)線路相同；②對于頂管施工坑而言，需要設(shè)置2至3個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，為確保水準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置的合理性，可選擇從坑上引測的方式，以確保水準(zhǔn)點(diǎn)的測量放樣誤差保持在允許范圍之內(nèi)，尤其是針對第一節(jié)管件的頂進(jìn)，必須加強(qiáng)控制策略，盡快明確頂進(jìn)位置是否正確，若存在的誤差超出允許范圍，專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)結(jié)合具體情況，選擇頂木法或是千斤頂法做出有效調(diào)整，其中對于較小的位置誤差，可采用頂木法來糾正偏差，在操作過程中，可在給排水管道偏向方向設(shè)置一段頂木，借助頂進(jìn)進(jìn)行糾偏作業(yè)；若誤差比較大，就需采用千斤頂法進(jìn)行調(diào)整[5]。

3.3 進(jìn)出洞階段技術(shù)

在中長距離頂管施工的進(jìn)洞環(huán)節(jié)，為確保后續(xù)施工作業(yè)的順利開展，施工企業(yè)應(yīng)采用止水技術(shù)來做好井洞口的處理，具體操作：先是用橡膠止水法蘭對注漿孔進(jìn)行合理預(yù)埋，采用灌注膨潤土泥漿的方式實(shí)施作業(yè)；在施工過程中，需將橡膠雙道止水法蘭合理安裝到內(nèi)襯預(yù)留洞上，利用新型水泥土攪拌樁墻（SMW工法樁）來加固處理井洞土體。頂管出洞是中長距離頂管施工中的重要技術(shù)之一，在頂管機(jī)的作用下，讓第一節(jié)管道突破工作井洞口封門，順利到達(dá)土層，隨后施工人員可借助調(diào)零工具等對管道加以調(diào)零控制，然后在工具管井壁上合理設(shè)置相應(yīng)的支撐結(jié)構(gòu)。在從洞口抽出管具時(shí)，施工人員需要科學(xué)設(shè)置初始角度，以避免發(fā)生下跌問題。當(dāng)作業(yè)點(diǎn)與接收井之間的間隔距離超過15m時(shí)，必須及時(shí)對頂進(jìn)軸線進(jìn)行檢測，從而確保頂管頂進(jìn)方向的正確性。若頂進(jìn)軸線位置存在較大的誤差，可選擇主頂油缸法等技術(shù)進(jìn)行合理調(diào)整。

3.4 頂進(jìn)技術(shù)

在頂進(jìn)過程中，施工企業(yè)應(yīng)合理設(shè)置基坑井，為頂進(jìn)設(shè)備創(chuàng)造良好的作業(yè)環(huán)境，還需嚴(yán)格按照工程建設(shè)要求對工作坑坡度加以準(zhǔn)確控制；為保證頂進(jìn)作業(yè)的連續(xù)性開展，施工人員需要反復(fù)核查頂進(jìn)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。在導(dǎo)軌施工過程中，施工人員應(yīng)結(jié)合頂進(jìn)方向的要求、管道坡度、管材尺寸規(guī)格，來明確導(dǎo)軌的安裝位置，并且在頂管前段處開挖坑道，注意其深度不可超過50cm，也不可小于30cm。在頂進(jìn)施工時(shí)，需遵循先挖后頂?shù)脑瓌t，做到隨挖隨頂，以此來確保頂進(jìn)施工的連續(xù)性，盡最大可能減少頂進(jìn)阻力，還需對預(yù)留口進(jìn)行合理設(shè)置，確保頂進(jìn)施工的有序開展。另外，施工人員需要合理明確鋼管位置，再準(zhǔn)確安裝混凝土管，若頂進(jìn)施工時(shí)遇到前方塌方或是油泵壓力急劇增加等緊急情況，必須馬上停止施工，安排專業(yè)技術(shù)人員對這些情況發(fā)生的原因進(jìn)行分析，進(jìn)而提出科學(xué)可行的處置方案。

3.5 接口處理技術(shù)

在中長距離頂管施工時(shí)，為保證整個(gè)市政給排水工程的施工質(zhì)量，施工企業(yè)需要有效應(yīng)用接口處理技術(shù)，結(jié)合管材的性質(zhì)特點(diǎn)，采用接口處理方式，以保證接口的密封性，防止出現(xiàn)滲漏等問題。同時(shí)，施工企業(yè)需安排專業(yè)人員對接口處理工作進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收，只有確認(rèn)質(zhì)量符合相關(guān)規(guī)范后，才可以繼續(xù)后續(xù)的施工工作。

3.6 管節(jié)止轉(zhuǎn)技術(shù)

在頂進(jìn)施工過程中，由于受到螺旋機(jī)和刀盤的影響，頂進(jìn)機(jī)頭極易發(fā)生旋轉(zhuǎn)情況，若機(jī)頭旋轉(zhuǎn)角度超過可控范圍，將會(huì)降低頂進(jìn)施工質(zhì)量。針對這一問題的處理，施工企業(yè)需要合理利用管節(jié)止轉(zhuǎn)技術(shù)，通過采用翼板分別焊接在機(jī)頭筒兩側(cè)的方式，并保證兩塊翼板保持相平行的狀態(tài)，再在翼板上設(shè)置壓重塊來有效避免機(jī)頭旋轉(zhuǎn)情況的發(fā)生。另外，可結(jié)合頂進(jìn)施工的具體情況，在機(jī)頭兩側(cè)分別焊接鐵支架，從而借助壓鐵的移動(dòng)來防止機(jī)頭偏轉(zhuǎn)。

3.7 水平螺旋鉆孔技術(shù)

在市政給排水施工中，為能夠有效降低對地表狀況的不良影響，防止由于土層侵蝕而損害到周圍環(huán)境，施工企業(yè)需要有效應(yīng)用水平螺旋鉆孔技術(shù)，將管道從工作井推進(jìn)到預(yù)留水井。需要強(qiáng)調(diào)的是，該施工技術(shù)在具體應(yīng)用中很難把握方位，管道施工過程中容易出現(xiàn)偏差，這就會(huì)影響到整個(gè)工程的建設(shè)品質(zhì)。目前其僅適用于小口徑鋼筋捆扎的混凝土排水管道工程，能夠在極大程度上提高小口管道頂進(jìn)精度。

3.8 注漿技術(shù)

在頂管施工過程中，泥漿發(fā)揮著重要的潤滑減阻作用，所以施工企業(yè)需要結(jié)合施工區(qū)域土壤的特點(diǎn)和性質(zhì)、管道直徑等情況，科學(xué)控制泥漿配置，保證泥漿具備良好的工作性能，不會(huì)發(fā)生泥漿流失等問題。對于泥漿的制備，施工人員應(yīng)依據(jù)設(shè)計(jì)配比對所有成分用量進(jìn)行嚴(yán)格控制，加強(qiáng)對所有原材料質(zhì)量性能的檢測，充分且均勻的攪拌泥漿，從而確保泥漿質(zhì)量合格。在注漿施工過程中，施工人員應(yīng)遵循先注后頂、隨頂隨注的原則，切記在頂進(jìn)過程中不可隨意中斷注漿，并依據(jù)施工段巖土體結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及所頂罐體上方實(shí)際靜止土壓力值等，來及時(shí)合理的調(diào)控注漿壓力。

4 結(jié)束語

總而言之，市政給排水系統(tǒng)是現(xiàn)代城市建設(shè)中必不可少的一環(huán)，但該工程的建設(shè)往往會(huì)影響到居民的生活和城市的交通等，為解決這一問題，施工企業(yè)需要加強(qiáng)對中長距離頂管施工技術(shù)的研究，結(jié)合市政給排水工程的建設(shè)要求，準(zhǔn)確把控這一新型技術(shù)在具體施工中的重難點(diǎn)與技術(shù)環(huán)境，確保該技術(shù)的優(yōu)勢和作用得到全面發(fā)揮，從而提高給排水工程的施工質(zhì)量與效率。