大口徑頂管工程施工方法分析

麥華軍

汕尾市廣投建設(shè)工程有限公司（516600）

頂管工程在施工過程中，工程質(zhì)量受到泥漿、頂進方向以及推力大小等因素的影響。為保障整體管道的質(zhì)量，應(yīng)對其進行合理的監(jiān)督管理，通過對施工流程的合理控制，保障整體工程的效果，減少對環(huán)境的影響，提高頂管工程的建設(shè)質(zhì)量。

1 頂管工程概述

頂管工程指的是在不開挖的條件下，對地下管道進行鋪設(shè)，利用千斤頂?shù)仍O(shè)備產(chǎn)生的頂力，對管道進行頂進，實現(xiàn)整體管道之間的連接。頂管工程尤其適用于中、大型管道的鋪設(shè)，能夠在不破壞地面植被和建筑物的同時，實現(xiàn)對管道的鋪設(shè)或更換，施工過程較為簡單，并且速度快、效率高[1]。

現(xiàn)階段，我國的頂管工程施工技術(shù)已經(jīng)得到了長足的進步，部分施工技術(shù)達到了世界級先進水平。頂管工程使城市化建設(shè)效果得到優(yōu)化，不僅能夠應(yīng)用于城市管道的建設(shè)，而且能夠應(yīng)用于能源的運輸，如我國的西氣東輸工程，其內(nèi)部的關(guān)鍵工程使用了頂管施工技術(shù)，使管道順利橫穿黃河，實現(xiàn)能源的運輸。雖然我國頂管技術(shù)已獲得不小成績，但仍需要不斷提升。受到施工環(huán)境的影響，頂管施工中仍存在一定的難點，需要技術(shù)人員進行研發(fā)和解決。

2 工程概況

以某市政工程為例，工程施工區(qū)域位于市區(qū)內(nèi)部。該區(qū)域有較多建筑，并且交通流量較大?，F(xiàn)需要在地下鋪設(shè)管道，使用頂管技術(shù)進行施工建設(shè)。頂管管道直徑為3000mm，長度為162.5m，管頂覆土為20m。管道施工區(qū)域的地層主要為淤泥層、黏土層和中粗砂層。頂管管材為Ⅲ級鋼筋混凝土管，管壁的厚度為0.3m，每節(jié)管節(jié)的長度為2.5m。

3 大口徑頂管施工方法

3.1 施工流程分析

1）對施工平面進行適當(dāng)?shù)牟贾?。由于工程處于市?nèi)，因此，應(yīng)盡量減小工程的占地面積。設(shè)置相關(guān)的管道儲存位置，對管道進行合理存放，便于起吊機進行起吊和移動。在施工過程中需要對泥漿進行控制，應(yīng)在合適位置設(shè)置泥漿泵，并設(shè)計泥水沉淀池。外部設(shè)備和設(shè)施準備完畢后，應(yīng)對其功能進行檢查。在工作井施工時，應(yīng)通過測量和計算確定工作井的位置和管道放置方向，按照頂進推力的大小選擇合適的千斤頂，以便合理調(diào)節(jié)頂進過程中產(chǎn)生的力量。對泵站和排泥泵進行調(diào)整，設(shè)置相應(yīng)的鋼梯、護欄、配電箱和照明設(shè)備等，便于在井下作業(yè)。

2）管道的頂進。在管道頂進前應(yīng)對頂力進行計算，計算完畢后，按照結(jié)果準備千斤頂，提高施工頂進的效果[2]。使用泥水平衡原理進行施工的過程中，應(yīng)適應(yīng)頂管機進行轉(zhuǎn)動切削。在土層挖掘頂進的過程中，切削產(chǎn)生的粉碎土石在設(shè)備中水流的沖擊下成為泥漿，隨著泥漿排出系統(tǒng)排出，同時保持泥土平衡狀態(tài)，完成管道的頂進施工。在管道進入一定長度后，停止頂進，調(diào)整千斤頂活塞，并添加頂鐵，繼續(xù)頂進直到下一節(jié)管道能夠安裝在頂進位置后，更換下一節(jié)管道。

3）對管道的接口處進行管理。為保障管道之間連接的效果，接口處一般由外套環(huán)、止水帶以及襯墊三部分組成。其中，外套環(huán)大多使用鋼制套環(huán)進行施工，在施工過程中要避免結(jié)構(gòu)變形損壞，影響管口的連接效果。在管口對接的過程中，應(yīng)加強對管口位置的控制，確保連接的合理性。對接后對連接處進行密封處理，使用橡膠止水帶進行安裝施工，要避免橡膠發(fā)生老化，保持管道建筑施工質(zhì)量[3-5]。在選擇襯墊時，應(yīng)盡量使用多層膠合板進行施工，避免前后管道結(jié)構(gòu)連接不合理。

3.2 泥漿平衡管理

頂進過程中使用泥水平衡方式進行施工，此時應(yīng)加強對泥漿指標的系統(tǒng)控制，確保工程施工的順利進行。在頂進時，使用掘進機對土層進行挖掘和粉碎，粉碎后的泥土和砂石進入泥水倉，與水混合后以泥漿的形式排出。泥水平衡的效果關(guān)系到設(shè)備的使用情況，合理控制泥水平衡系統(tǒng)能夠更好地進行排土，使掘進機正常運行，避免發(fā)生泥土聚集導(dǎo)致的地面隆起或者塌陷等不良情況[6]。

在對泥水進行控制時，首先對泥水的密度進行測量和計算，使泥水的密度保持在正常的范圍內(nèi)，避免密度過大，造成管道堵塞，影響運輸?shù)牧鲿承浴Ｄ嗨芏冗^低，也會影響運輸土石的運輸效率。在開挖速度保持穩(wěn)定后，應(yīng)對密度進行控制。密度一旦發(fā)生較大變化，應(yīng)對設(shè)備進行及時調(diào)整。施工人員應(yīng)加強對泥水密度的控制，泥水較為黏稠時會影響泥水排除效果，因此應(yīng)對泥水情況進行詳細的檢測與控制。在發(fā)現(xiàn)泥水黏稠度發(fā)生變化時，應(yīng)進行適當(dāng)調(diào)整，確保管道內(nèi)部的泥水保持平衡狀態(tài)，提高泥水運輸效果。在泥水管道堵塞后，應(yīng)及時進行維修管理。施工過程中常用逆洗的方式消除管道堵塞情況。在逆洗的過程中，應(yīng)控制切口水壓，提高排泥流量，從而解決堵塞問題，使排泥管道恢復(fù)功能[7]。

3.3 頂進過程中的糾偏管理

在頂管施工過程中，為避免管道施工方向出現(xiàn)誤差，應(yīng)及時進行管道糾偏，使管道向正常方向頂進。產(chǎn)生偏差的主要表現(xiàn)形式為:第一，頂管設(shè)備在水平頂進的過程中，與水平軸線產(chǎn)生角度偏差，從而使頂進方向發(fā)生偏移；第二，在向豎直方向頂進時與設(shè)計軸線存在角度偏差；第三，頂管機旋轉(zhuǎn)過程中發(fā)生孔位偏斜，影響頂管前進方向。偏差的主要原因為地質(zhì)土層密度不均勻、頂進設(shè)備受力不均勻造成角度偏差或者受到障礙物影響發(fā)生偏移。

為保障大口徑頂管的順利頂入，應(yīng)做好頂管的測量和糾偏工作。在對頂管進行測量時，應(yīng)先對測量工具進行檢查，確保測量結(jié)果符合標準。對測量工具檢查完畢后，可以進行后續(xù)的測量處理。在第一節(jié)頂管頂進時，檢測人員需要對其方向進行測量，檢查其是否與導(dǎo)軌重合，確保方向無誤后繼續(xù)頂進。為保障頂管測量的準確性，應(yīng)適當(dāng)增加檢測次數(shù)，確保每300mm距離測量一次或一次以上，保障導(dǎo)管施工頂進過程中，整體前進方向準確無誤。一發(fā)現(xiàn)管道方向偏離導(dǎo)軌方向，應(yīng)增加測量的次數(shù)，關(guān)注管道前進的過程與方向。檢測人員應(yīng)采用高程測量用的水準儀和經(jīng)緯儀等精密儀器，結(jié)合計算機對測量結(jié)果進行輔助計算，提高測量的準確性。在糾偏時，可以對前進方向的土層進行挖掘校正，從而對管道前進狀態(tài)進行調(diào)整?；蛘邔芏诉M行使力調(diào)整，強行校正管道前進方向。根據(jù)管道所處環(huán)境來選擇適合的方式進行糾偏，提高頂進效果。

3.4 頂進施工質(zhì)量監(jiān)管

1）在頂管施工前的準備階段，應(yīng)對工作井以及相關(guān)的準備工作進行監(jiān)管。監(jiān)管人員應(yīng)對工程進行測量和計算，確保地上建筑物和交通不受地下施工影響[8]。在監(jiān)管過程中，要制訂相應(yīng)的應(yīng)急保護措施，避免突發(fā)情況的不良影響。

2）在施工過程中，應(yīng)對沉降情況進行監(jiān)管，沉降量過大時，應(yīng)及時做好支護工作，避免對工程安全產(chǎn)生影響。對施工過程中頂進設(shè)備的運行情況及泥漿的平衡效果進行全面監(jiān)管，嚴格審核相關(guān)的檢測數(shù)據(jù)，避免數(shù)據(jù)超出標準，保障工程順利進行。

3）在對工程施工進行監(jiān)管時，最重要的是確保工程施工的安全和穩(wěn)定，避免發(fā)生沉降和塌陷等不良情況，因此應(yīng)對施工的整個過程進行全面監(jiān)控，選擇合適的監(jiān)測點，對工程沉降變化進行分析，以便后期工程的分析管理。

4 結(jié)語

在對頂進工程中的大口徑管道進行施工管理的過程中，應(yīng)加強對施工流程的控制和管理，嚴格對相關(guān)數(shù)據(jù)進行計算，維護工程施工的順利進行。管理人員應(yīng)加強對施工情況的監(jiān)管，保障工程的施工質(zhì)量和安全性。