市政工程頂管施工技術(shù)及質(zhì)量控制

董宏杰 程建霞

1. 廣饒縣綜合行政執(zhí)法局 山東 東營(yíng) 257300；

2. 廣饒縣住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局 山東 東營(yíng) 257300

引言

市政工程是城市進(jìn)行環(huán)境改造、基礎(chǔ)設(shè)施完善的重要方式，為城市居民提供了良好的生活環(huán)境，還為城市發(fā)展提供了基礎(chǔ)支持。頂管工程作為市政工程的重要內(nèi)容之一，一旦頂管工程施工過(guò)程中出現(xiàn)技術(shù)不當(dāng)問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致頂管施工質(zhì)量下降，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)及其質(zhì)量控制，對(duì)于市政工程質(zhì)量提高具有重要的影響。

1 頂管技術(shù)概述

隨著人口數(shù)量的不斷增多，對(duì)公共基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)有了更多、更高的要求，從而推進(jìn)了更多市政項(xiàng)目的開(kāi)展。市政項(xiàng)目涵蓋各種各樣的類型，涉及人們生活的各個(gè)方面，例如道路建設(shè)、電力設(shè)施建設(shè)等。頂管技術(shù)，主要指的是在不破壞地表土層的情況下，進(jìn)行管道鋪設(shè)。它所具有的一個(gè)明顯特點(diǎn)就是，可以直接穿越地面的建筑物和地下管線、公路、鐵路等淺度較淺的建筑，主要施工操作就是把管子直接在液壓作用下頂進(jìn)到地層中，最終完成管道的鋪設(shè)任務(wù)。在施工中，省去了人力開(kāi)挖的時(shí)間，是可以直接進(jìn)行施工的一項(xiàng)技術(shù)，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。在建設(shè)施工中，減少了對(duì)環(huán)境的破壞，避免了對(duì)人們生活的干擾，縮短了工期。在傳統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用中，施工耗費(fèi)的人力、物力、財(cái)力比較突出，經(jīng)濟(jì)效益低，頂管技術(shù)的應(yīng)用，避免了許多不足，減少了對(duì)城市的干擾，在一定程度上提高了市政工程的建設(shè)效率。在社會(huì)發(fā)展過(guò)程中，建筑施工環(huán)境不斷趨于復(fù)雜化，對(duì)施工要求也就變得越來(lái)越高，在這種情況下，頂管施工技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，解決了很多技術(shù)上的難題[1]。

2 頂管施工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

與采土埋管施工方法相比，管式頂管施工主要有以下優(yōu)點(diǎn)：①一般來(lái)說(shuō)，管式頂管施工中只需挖兩口井，不僅會(huì)損壞路面，影響路面交通，還能降低拆除成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益；②頂管施工過(guò)程中的開(kāi)挖量非常低，遠(yuǎn)低于路面上開(kāi)挖的地面；③頂管施工不會(huì)損壞人行道或建筑物，人行道建筑物的損壞程度較低；④挖深管道時(shí)，管道施工成本遠(yuǎn)低于人行道施工成本，大大節(jié)省了施工成本。⑤管道推進(jìn)過(guò)程中，管道上方的土層不會(huì)損壞，以確保土層的結(jié)構(gòu)完整性，同時(shí)管道連接不易損壞，從而大大延長(zhǎng)其壽命。

3 施工原理

管道頂管技術(shù)是一種專門用于敷設(shè)管道的施工技術(shù)，通常用于給排水管道?；炷潦┕み^(guò)程中，施工單位必須通過(guò)頂推裝置將管線夾緊到坑中。施工單位在施工時(shí)應(yīng)考慮到工作坑的坡度和基坑壁與管線之間的摩擦，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行剖面施工。對(duì)于管道驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)力主要來(lái)自管線層、繼電器層和主油缸層，管道嵌入工作是結(jié)合子切割機(jī)進(jìn)行的[2]。

4 頂管施工技術(shù)目前的應(yīng)用狀況

中國(guó)公路工程日復(fù)一日蓬勃發(fā)展。不同城市的道路很多，人均用水量大，相應(yīng)的水運(yùn)也很大。城市工程在水運(yùn)較大的條件下，發(fā)展了管道工程技術(shù)，在中國(guó)現(xiàn)代城市建設(shè)過(guò)程中發(fā)揮了非常重要的作用，有效解決了我國(guó)傳統(tǒng)城市管道工程建設(shè)過(guò)程中的許多問(wèn)題。這項(xiàng)技術(shù)在中國(guó)現(xiàn)代城市建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。市政工程中采用的頂管技術(shù)可以確保原路面在惡劣條件下不會(huì)損壞，也稱為無(wú)溝渠頂管。城市道路上市政管道頂管破壞量較小，可減少地面開(kāi)挖，大大減少了施工造成的城市交通不便和交通堵塞，同時(shí)保護(hù)分區(qū)道路路面的基石。但頂管技術(shù)不僅實(shí)用，實(shí)際施工過(guò)程中還需面對(duì)許多問(wèn)題。第一，它面臨著建設(shè)資金的巨大劣勢(shì)。頂管工程建設(shè)初期需要對(duì)分區(qū)進(jìn)行詳細(xì)規(guī)劃和設(shè)計(jì)，因此前期對(duì)工程機(jī)械的要求也很高。第二，由于管道頂管工程施工技術(shù)比較先進(jìn)，需要較高的施工技術(shù)，因此也需要較高程度的專業(yè)水平的工程人員。本工程施工過(guò)程中要有高度專業(yè)化、經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員完成現(xiàn)場(chǎng)指揮調(diào)度工作，需要注意施工人員的控制和布置，這也是一個(gè)重要問(wèn)題。這是因?yàn)榻ㄔO(shè)管道工程技術(shù)項(xiàng)目所需人員數(shù)量是一般建設(shè)項(xiàng)目所需人員的兩倍，導(dǎo)致項(xiàng)目預(yù)算龐大，施工費(fèi)用無(wú)法由普通施工企業(yè)自己承擔(dān)，這也是阻礙我國(guó)管道工程技術(shù)推廣普及的一個(gè)主要原因。

5 頂管施工技術(shù)質(zhì)量管理

5.1 頂管施工準(zhǔn)備工作

良好的開(kāi)始是成功的一半，頂管施工亦是如此，在給排水項(xiàng)目施工準(zhǔn)備工作中，最為重要的就是對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘測(cè)，完成平面布局等相關(guān)工作?？傮w平面布置工作比較煩瑣，既包括施工中可能用到的起重裝置以及自動(dòng)控制裝置等設(shè)備，還需要對(duì)注水系統(tǒng)、拌漿棚和拌漿材料、千斤頂、反力架等進(jìn)行嚴(yán)格檢查。在施工前期準(zhǔn)備過(guò)程當(dāng)中，還需要制定一個(gè)詳細(xì)的施工規(guī)劃，并預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的情況，制定出相應(yīng)的應(yīng)急方案。在施工之前，需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的工作做一定的計(jì)劃和梳理，包括要用到的工具、器械以及場(chǎng)地的設(shè)置、各種現(xiàn)代化的裝置，提前做好準(zhǔn)備工作。然后根據(jù)具體的施工情況，做好人員的調(diào)配和工作的調(diào)度，主要進(jìn)行一些設(shè)備的安裝，例如頂管機(jī)、發(fā)射架等，以保證施工順利開(kāi)展[3]。

5.2 現(xiàn)場(chǎng)勘查

現(xiàn)場(chǎng)勘察是管道頂升技術(shù)應(yīng)用的前提。結(jié)合市政工程建設(shè)的要求，對(duì)施工區(qū)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)評(píng)價(jià)，并根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)改進(jìn)了管道工程的應(yīng)用方案，以確保管道工程的安全，促進(jìn)市政工程建設(shè)的有序發(fā)展。施工單位在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘察時(shí)應(yīng)做好以下幾個(gè)方面的工作：①施工區(qū)地下管線的分布；②建筑區(qū)地址；③關(guān)于施工環(huán)境，施工單位可以根據(jù)市政工程施工質(zhì)量要求，通過(guò)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)查，完善管道工程方案，為今后管道工程技術(shù)的應(yīng)用奠定良好的基礎(chǔ)。

5.3 施工中需掌握的操作技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

第一，開(kāi)始頂管工程之前，發(fā)出安全警告，要求所有人員不要停留在升降臺(tái)頂部和側(cè)面。在啟動(dòng)過(guò)程中，觀察舉升過(guò)程是標(biāo)準(zhǔn)的還是正常的。第二，緩慢啟動(dòng)機(jī)械設(shè)備，緩慢拉鉤，鼻子和接觸面完全吻合，逐步調(diào)整升降速度，開(kāi)始正常生產(chǎn)；第三，如果在頂推施工過(guò)程中油壓上升或下降，應(yīng)立即停止工作，找出故障原因。千萬(wàn)不要堅(jiān)持操作帶有疾病的機(jī)械設(shè)備，以免發(fā)生事故。第四，是正常施工過(guò)程中常見(jiàn)的問(wèn)題：①鼻子碰到障礙；②背板進(jìn)一步變形；③上部鐵扭曲；④管道位置偏差難以糾正；⑤難以控制膨脹的升力；⑥機(jī)油壓力回路故障；⑦泥漿泄漏與泥漿泄漏之間的縫隙。一旦發(fā)現(xiàn)這類問(wèn)題，立即停止工作，檢查解決問(wèn)題，不要盲目地繼續(xù)工作[4]。

5.4 選擇管道

市政建設(shè)中，施工單位必須科學(xué)選擇管線，目的是延長(zhǎng)管線壽命，降低施工成本，加強(qiáng)市政工程效益。目前我國(guó)市政建設(shè)中使用的管道材料有三種不同，即混凝土、塑料和鋼。由于管道必須通過(guò)推力推送到規(guī)定位置，因此管道的這三種材料在施工過(guò)程中可能具有較強(qiáng)的推力，但不同材料管道的壓力承載能力不同。在市政建設(shè)中，管道主要用于家庭和工業(yè)廢水排放。污水中可能有大量化學(xué)物質(zhì)腐蝕管道。因此，施工單位在選擇管道時(shí)應(yīng)考慮污水對(duì)管道的腐蝕。在選擇管線長(zhǎng)度時(shí)，施工單位應(yīng)考慮施工區(qū)內(nèi)管線的長(zhǎng)度、折彎和地質(zhì)條件。例如，施工單位應(yīng)該選擇長(zhǎng)，但完全小的管線。

5.5 做好工作坑處理

工作坑處理是泥水平衡頂管施工順利發(fā)展的重要技術(shù)基礎(chǔ)，對(duì)工程后期的頂管施工控制具有重要影響。本工程工作坑的處理和施工中，應(yīng)重點(diǎn)管理工作坑的開(kāi)挖、工作坑出口處水位的處理、工作坑后蓋的處理、工作坑后翻等。工作坑的水處理通過(guò)在進(jìn)口處設(shè)置馬頭門來(lái)完成。工作基坑處理中，布置鋼筋并嵌入管線。錨固定后，錨焊接在底部鋼結(jié)構(gòu)上，C25混凝土用于澆筑施工。后礦井建設(shè)需要后立面與頂管中心線相互垂直，同時(shí)需要加強(qiáng)后立面的地面性能，從而有效地防止變形和回彈的發(fā)生[5]。

5.6 頂管穿墻

頂管穿墻是頂管施工技術(shù)中較難的施工工藝，做好頂管穿墻的技術(shù)質(zhì)量控制，有助于提高頂管施工技術(shù)的整體施工水平。施工人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合頂管穿墻的工藝質(zhì)量要求，做好現(xiàn)場(chǎng)的勘察和記錄工作，在綜合對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)參數(shù)分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行穿墻施工方案的科學(xué)制定，為頂管穿墻施工工藝的應(yīng)用，提供科學(xué)的方案支持，明確頂管施工流程。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工需求，進(jìn)行止水板位置的確認(rèn)，為后續(xù)施工工作的開(kāi)展，提供良好的環(huán)境支持。最后，施工人員在頂管穿墻施工結(jié)束后，應(yīng)當(dāng)做好現(xiàn)場(chǎng)管道的檢查工作，確?，F(xiàn)場(chǎng)管道的完整度，以保證頂管穿墻施工符合施工質(zhì)量要求。

5.7 頂管出洞

頂管出洞是整個(gè)頂管施工過(guò)程中最為重要的一步，有著至關(guān)重要的地位。穿墻頂進(jìn)后，開(kāi)始進(jìn)行頂管出洞，在井口要預(yù)留較大的出洞口。在頂管推進(jìn)的過(guò)程中，不僅需要做好止水工作，還需要對(duì)頂管推進(jìn)過(guò)程中出現(xiàn)的偏差進(jìn)行矯正。應(yīng)該根據(jù)環(huán)境土質(zhì)的不同采用不同的止水措施，一般澆筑一道級(jí)別較高的素混凝土作為前止水墻。如果施工區(qū)域?yàn)閳A形，則需要澆筑一道同樣的弓形前止水墻。同時(shí)，針對(duì)內(nèi)襯預(yù)留洞結(jié)構(gòu)，要安裝雙道橡膠止水裝置，最大限度提高止水處理質(zhì)量，以及安全性和可靠性。頂管施工過(guò)程中的出洞口處理，施工人員要對(duì)觸變泥漿進(jìn)行壓注處理，以避免對(duì)出洞段土地造成干擾。關(guān)于止水工作，可以采用比較常用的法蘭加壓板止水法，也可以根據(jù)實(shí)際情況使用填充物，填充物一般為紙筋黏土，并經(jīng)過(guò)夯實(shí)達(dá)到適宜的強(qiáng)度[6]。

5.8 注漿減阻

頂管施工技術(shù)的關(guān)鍵就是注漿，施工單位做好頂管施工注漿工作的協(xié)同，有助于促進(jìn)市政工程建設(shè)效果的提高。因此，施工單位在進(jìn)行注漿協(xié)同的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)基于泥漿損失有效控制的需求，進(jìn)行降壓處理工作，從而保障頂管施工的有效推進(jìn)。

5.9 檢查和糾偏

管道頂推施工時(shí)，必須確保管道中心線符合設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行管道頂推施工時(shí)，管線不能隨意改變，測(cè)量位置清晰正確。根據(jù)規(guī)范設(shè)置測(cè)量平臺(tái)，然后選擇臨時(shí)平整點(diǎn)。每項(xiàng)測(cè)量應(yīng)從計(jì)劃的管線到職業(yè)安全部門進(jìn)行檢查和觀察。一般建議每隔500mm測(cè)量一次頂管施工。頂管整流工作旨在減少鼻子與設(shè)計(jì)軸之間的偏差，避免設(shè)計(jì)結(jié)果與設(shè)計(jì)規(guī)范不符。發(fā)現(xiàn)機(jī)頭偏離時(shí)，通常通過(guò)千斤頂組合理調(diào)整使機(jī)頭恢復(fù)正常來(lái)實(shí)現(xiàn)[7]。

5.10 加強(qiáng)頂管通風(fēng)工作

應(yīng)用頂管機(jī)時(shí)，需要有效記錄數(shù)據(jù)測(cè)量，其中每隔0.5s的時(shí)間間隔旨在按照設(shè)計(jì)的參數(shù)完成頂管機(jī)，從而防止頂管機(jī)出現(xiàn)故障。當(dāng)誤差間距為5mm時(shí)，此時(shí)應(yīng)校正頂管機(jī)，校正過(guò)程中應(yīng)合理啟動(dòng)校正序列。同時(shí)，有必要對(duì)有毒的其他層和頂管工程進(jìn)行檢查工作，以避免今后對(duì)建筑業(yè)主健康造成潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管道葉輪中有毒氣體的含量，并通過(guò)通風(fēng)設(shè)備進(jìn)行有效處理。管道進(jìn)氣有兩種方法：第一種方法，通風(fēng)方法，主要是將管道葉輪內(nèi)的所有空氣排出，實(shí)現(xiàn)空氣交換；第二種方法，即氣泡，是利用地面機(jī)械設(shè)備將新空氣輸送到工具管中充空氣[8]。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，確保做好頂管施工質(zhì)量，對(duì)于市政工程質(zhì)量的提升具有重要的作用。因此，施工單位應(yīng)當(dāng)正確對(duì)頂管施工技術(shù)進(jìn)行認(rèn)知，并做好頂管施工技術(shù)要點(diǎn)掌握，保證頂管施工技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用；在保證頂管施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上，進(jìn)行施工質(zhì)量控制，不斷對(duì)頂管施工工藝、流程進(jìn)行完善，強(qiáng)化施工監(jiān)管，從而做好頂管施工各環(huán)節(jié)的管控，促進(jìn)頂管施工質(zhì)量的提升。