淺談市政工程中頂管技術(shù)的應(yīng)用

田茹

（陜西省商洛市公路局，陜西 商洛 726000）

頂管技術(shù)是屬于非開挖技術(shù)的一種，非開挖的意思就是利用安全和經(jīng)濟(jì)的方法來(lái)進(jìn)行施工，少挖和盡量不開挖來(lái)替換或者進(jìn)行打下管道的鋪設(shè)。這種技術(shù)隨著優(yōu)點(diǎn)眾多已經(jīng)在國(guó)外大量使用，國(guó)內(nèi)也開始逐漸使用。本文以頂管技術(shù)在實(shí)際操作中的技術(shù)問題進(jìn)行舉例討論，希望施工人員注意，并且和同行共同探討。

1 頂管施工的特點(diǎn)

頂管法相比開挖敷設(shè)擁有眾多優(yōu)點(diǎn)，它不需要挖開地面便能夠到達(dá)地下所以它又叫做非開挖管道敷設(shè)技術(shù)。它不但能夠減短工期降低成本還能減小噪音污染，降低粉塵，減少對(duì)施工地區(qū)路面的破壞和對(duì)該地區(qū)的交通干擾，屬于真正的無(wú)污染、高效率的施工技術(shù)。因?yàn)轫敼苁┕ぴ趯?shí)踐操作中具有多方面優(yōu)點(diǎn)，所以自市政管線工程中得到大量的運(yùn)用?？傮w來(lái)說(shuō)，它的優(yōu)點(diǎn)是：施工面從點(diǎn)變成到了線，縮小了占地面積；在施工的同時(shí)不會(huì)再對(duì)交通產(chǎn)生干擾；不再給施工城市人們的出行和生活帶來(lái)困擾；不會(huì)損壞現(xiàn)有管道和建筑物：可以在很深的地下或水下敷設(shè)管道，可以安全穿越鐵路、公路、河流、建筑物，減少沿線的拆遷工作量，降低工程造價(jià)。

2 頂管技術(shù)施工應(yīng)用分析

2.1 頂進(jìn)管的選擇

頂進(jìn)管一般選用鋼筋砼管，如沒有腐蝕要求可選用鋼管。鋼筋砼管的規(guī)格設(shè)計(jì)、配筋和應(yīng)力驗(yàn)算應(yīng)遵守有關(guān)鋼筋砼的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)程，特別是有關(guān)鋼筋砼管的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)程。

①頂進(jìn)管直徑的選擇：通常情況下頂進(jìn)管的直徑選擇先要確定工程的性質(zhì)和工程的需要來(lái)選取頂進(jìn)管內(nèi)徑然后分析頂進(jìn)管所受的荷載來(lái)進(jìn)一步確定砼管的配筋及壁厚從而可以確定了頂進(jìn)管的外徑。通常情況下管內(nèi)徑要大于500mm，因?yàn)樵陧敼芄こ痰牡孛嫔线€需要一些挖土工人。

②頂進(jìn)管長(zhǎng)度的選擇：頂進(jìn)管的長(zhǎng)度對(duì)頂管過程的可控性和經(jīng)濟(jì)性有很大的影響。在直線推頂?shù)那闆r下使用長(zhǎng)管可以減少裝管的次數(shù)，取得良好的效果，但是也擁有一定的缺點(diǎn)伴隨著管的長(zhǎng)度不斷地增加，萬(wàn)一管和原來(lái)的路線出現(xiàn)了偏差，要使它回到原定路線中去會(huì)造成很大的困難比使用短管要困難的了。所以通常情況下建造頂壓坑的同時(shí)要加大它的長(zhǎng)度所以造成挖坑、支護(hù)、回填、修復(fù)的花銷也隨之增加了許多。

2.2 頂管施工的前期準(zhǔn)備

①現(xiàn)場(chǎng)平面布置：在進(jìn)行施工要前期進(jìn)行要進(jìn)行一系列的布置列如是起重設(shè)備、自動(dòng)控制室、料具間、管片堆場(chǎng)、拌漿棚及拌漿材料堆場(chǎng)、注水系統(tǒng)、棄土坑的布置等。始發(fā)工作井內(nèi)安裝發(fā)射架、頂管機(jī)、前頂鐵、主推千斤頂、反力架等頂進(jìn)設(shè)備，工作井邊側(cè)設(shè)置下井扶梯供施工人員上下；

②項(xiàng)管機(jī)進(jìn)、出洞處以及后靠土體加固：為確保頂管機(jī)出洞的絕對(duì)安全，需對(duì)后靠土體及進(jìn)、出洞區(qū)域土體進(jìn)行高壓旋噴樁加固。為防止頂管機(jī)進(jìn)、出預(yù)留洞導(dǎo)致泥水流失，并確保在頂進(jìn)過程中壓注的觸變泥漿不流失，必須在工作井安裝止水裝置。

2.3 頂管施工的工藝

頂管施工通常又被稱作是頂進(jìn)法施工，它是用頂進(jìn)設(shè)備將預(yù)先預(yù)備好的橢圓形或圓形構(gòu)造物慢慢的頂入路基中去，用來(lái)構(gòu)造通孔。頂管施工需先在確定的管段之間設(shè)置工作井和接收井，然后在工作井內(nèi)安裝推力設(shè)備將導(dǎo)軌上的頂管機(jī)頭推入土體，由機(jī)頭導(dǎo)向，將預(yù)制的鋼筋混凝土管向前頂進(jìn)，前端土體通過工作井運(yùn)出，最后完成管道鋪設(shè)。

2.3.1 頂管井的設(shè)計(jì)

頂管井有兩種不同的類型，分別是工作井和接收井。頂管井的建造結(jié)構(gòu)擁有很多類型但是通常是使用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。工作井又有著單孔井和單排孔井的結(jié)構(gòu)形狀。前者的形狀有很多類型例如：圓形、正方形和矩形，而后者一般都是矩形，不同的形狀擁有不同的結(jié)構(gòu)受力性能從高到低是圓形到正方形到矩形。

2.3.2 頂管施工工序

①穿墻：打開穿墻悶板將工具管頂出井外，并安裝穿墻止水裝置，主要技術(shù)施工措施如下：

1)穿墻管內(nèi)填夯壓密實(shí)的紙筋粘土或低強(qiáng)度水泥粘土拌和土，以起到臨時(shí)性阻水擋土作用；

2)為確保穿墻孔外側(cè)一定范圍內(nèi)土體基本穩(wěn)定并有足夠強(qiáng)度，工作井工具管穿墻前，對(duì)穿墻管外側(cè)采取注漿固結(jié)措施；

3)穿墻前對(duì)可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析并制定相應(yīng)處理措施：

4)悶板開啟后迅速推進(jìn)工具管，同時(shí)做好穿墻止水，本工程采用止水法蘭加壓板，中間安入20ram厚的天然優(yōu)質(zhì)橡膠止水板環(huán)，要求具有較高的拉伸率和耐磨性，借助管道頂進(jìn)帶動(dòng)安裝好的橡膠板形成逆向止水裝置，應(yīng)防止因穿墻管外側(cè)的土體暴露時(shí)間過長(zhǎng)而產(chǎn)生擾動(dòng)流變。

②頂管出洞：在頂管作業(yè)作業(yè)中頂管出洞是一個(gè)很重要的技術(shù)問題，頂管出動(dòng)的意思是頂管機(jī)和第一節(jié)管子從工作井中破出洞口封門進(jìn)入土中。開始正常頂管前的過程，是頂管技術(shù)中的關(guān)鍵工序，也是容易發(fā)生事故的工序。為防止管線出現(xiàn)偏斜，應(yīng)采取工具管調(diào)零，在工具管下的井壁上加設(shè)支撐，若發(fā)現(xiàn)下跌立即用主頂油缸進(jìn)行糾偏，工具管出洞前預(yù)先設(shè)定一個(gè)初始角彌補(bǔ)下跌等措施。

③注漿減阻：在項(xiàng)管施工中還有一個(gè)重要的技術(shù)措施就是通過壓注觸變泥漿填充管道周圍的空隙，形成一道泥漿保護(hù)套，起到支撐地層，減少地面沉降，減少項(xiàng)進(jìn)阻力的作用。在施工中，首先對(duì)頂管機(jī)頭尾部壓漿，并要與頂進(jìn)工作同步，然后在中續(xù)問和混凝土管道的適當(dāng)位置進(jìn)行跟蹤補(bǔ)漿，以補(bǔ)充在頂進(jìn)中的泥漿損失。注漿工序一般多應(yīng)用于長(zhǎng)距離頂管施工中。

④頂管糾偏：糾偏通常是指機(jī)頭方向和預(yù)先的設(shè)計(jì)軸線出現(xiàn)了部分誤差，通常使用糾偏千斤頂來(lái)使機(jī)頭端面的方向產(chǎn)生改變來(lái)解決問題，管道向右側(cè)偏差千斤頂便左伸右縮，反之亦然。

4 頂進(jìn)管在膨潤(rùn)土懸浮浪中受到的浮力

不管懸浮液層的厚度是有多么小，只要保證頂進(jìn)管在整個(gè)圓周上面是被膨潤(rùn)土懸浮液包圍著的，那么浮力定律就會(huì)對(duì)它產(chǎn)生效果。在使用鋼筋混凝土管的情況下，產(chǎn)生浮力是管子本身重量的1.4倍。這樣，只要通過正確地壓入膨潤(rùn)土懸浮液，從而在土層中圍繞頂進(jìn)管形成一個(gè)支承環(huán)帶，并保持懸浮液壓力等于土壓力，于是管子就會(huì)在膨潤(rùn)土懸浮液中漂浮起來(lái)。為此必需的前提在于懸浮液應(yīng)是液體狀態(tài)的，亦即呈現(xiàn)為表觀流限相應(yīng)較低的溶膠狀態(tài)。在懸浮液的膨潤(rùn)土含量低到接近運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的穩(wěn)定極限時(shí)，這個(gè)條件便能得到滿足。在和管外壁摩擦中浮力可以降低摩擦力，這樣就降低了管的底部因?yàn)楸旧碣|(zhì)量而產(chǎn)生法向力。這個(gè)優(yōu)點(diǎn)將對(duì)長(zhǎng)距離推頂中的直徑管子造成非常有利的影響。

結(jié)語(yǔ)

城市隨著時(shí)代的發(fā)展在不斷變遷，在有些工程項(xiàng)目中開槽技術(shù)已經(jīng)逐漸被頂管技術(shù)所取代。頂管技術(shù)由于擁有眾多優(yōu)點(diǎn)而成為市政工程中的重要技術(shù)組成部分，特別是在土地深處管徑較大的工程和擁有眾多交通要道的城市中更為突出。所以隨著城市的發(fā)展頂管技術(shù)也要不斷的完善和進(jìn)步，加長(zhǎng)管道、加粗管徑、管道中粗直交替這勢(shì)必是頂管技術(shù)的下一個(gè)發(fā)展目標(biāo)。抓住機(jī)會(huì)，提高技術(shù)和施工水平完善漏洞，爭(zhēng)取早一步和國(guó)際水平接軌。

[1]廖霞柳.洛河電廠取水工程頂管施工質(zhì)量控制分析[J].安徽水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，(01)：13-14，17.

[2]鄧雅婷.地下建筑與工程專業(yè)揭密及院校介紹[J].高校招生，2002，(07)：58；學(xué)校學(xué)報(bào)，2010.（04）：26-28，36.