頂管技術在市政給排水施工中的有效應用

（山東華邦建設集團有限公司，山東 濰坊 262500）

1 頂管技術原理

1.1 技術概述

在市政給排水施工中應用頂管施工技術可以避免開挖地面，主要是借助頂進設備將管道頂進土中然后將多余的土方處理掉。設備在工作坑中利用主頂油缸及管道間、中繼間等推力給予土體一定的頂力，把管道頂進到土壤中，管道克服和周圍土壤的摩擦力按照一定的角度和路線頂入到土中，在完成一節(jié)管道頂進后繼續(xù)頂進下一節(jié)管道，工具管從工作坑中穿入到下一接收坑中，然后再將管道吊起，然后將給排水管道埋設在坑洞之中。在采用頂管施工工藝前工作人員要注意研讀關于頂管技術的標準規(guī)范，加強對機頭、主頂、中繼間、接口、注漿工藝的分析。當前開放型和密封型是兩種主要的施工類型。通常施工單位會選擇密封施工方法，該方法可以分化為三個小類，不會對路面交通產(chǎn)生影響，在市政工程施工中應用價值較高。此外，該技術不會產(chǎn)生嚴重的噪聲污染，能夠降低對市民的傷害。在合理規(guī)劃路線后不會受到其他地面因素或者管道影響，施工效率較高?？傮w來講，頂管施工技術在市政工程中應用有著較高的經(jīng)濟效益和社會效益，是當前備受青睞的一種施工技術[1]。

1.2 基本要求

為了保質(zhì)保量地開展頂管施工技術，該技術的要求、施工工藝、驗收規(guī)范方面也有著嚴格的要求。首先，在技術方面需要按照國家標準開展測量工作、降水止水工作、開槽溝槽工作、管道處理、合槽等工作。其次，在鋪設管道時對地基密實度有著嚴格要求，需要保證基礎的穩(wěn)定性，避免后期受到外界荷載導致地基沉降進而影響給排水管道的運行。在開挖過程中可能受到地下水影響發(fā)生滲漏問題，所以還要注意做好防排水。最后，在頂管施工技術中也明確規(guī)定了溝槽回填工作，不能采用機械方式回填管道、檢查井、頂管工作井、接收井等，當前最為常見的是人工、分層等方式。如果采用鋼板樁支護那么需要在回填到指定高度后拔柱，參考國家標準嚴格落實管道敷設和功能性檢驗工作。通常按照質(zhì)量驗收要求進行市政給排水工程頂管施工技術的要求，保證按照國家規(guī)定現(xiàn)象的標準進行鋼套管、混凝土強度的檢驗，同時要嚴格按照設計要求設置預留孔洞并且精確地確定其位置，按照規(guī)定要求做好沉降和隆起監(jiān)測點，加強檢測防水材料。

1.3 頂管技術的優(yōu)勢

1.3.1 施工效率高，施工經(jīng)濟安全

在老城區(qū)給排水管道改造或者人群密集的區(qū)域中可以充分發(fā)揮出頂管技術的優(yōu)勢。頂管施工技術無需開挖地面，避免了大量的拆遷工作，不會影響到地面正常的運營，能夠在保證施工效率、安全的同時將給排水工程的經(jīng)濟性提高。

1.3.2 能夠保護地表植被和衛(wèi)生設施

頂管施工技術占用的面積小不會影響到管道周邊的地表植物，不會破壞周圍地面的構筑物，不會產(chǎn)生大量的垃圾，所以屬于較為環(huán)保的一項施工技術，不會損害城市衛(wèi)生。

1.3.3 不會受到天氣因素影響

由于頂管施工技術大部分工作在地下完成所以受到天氣因素的影響很小，及時是在雨雪天氣依然可以施工作業(yè)，有助于施工效率的提升，能夠保證施工進度。

2 施工前期的準備工作

2.1 布置施工現(xiàn)場

在正式開展頂管施工作業(yè)前，首先需要做好施工平面的布置，主要工作內(nèi)容包括合理布置材料堆放場所、棄土坑、拌漿場等。為了保障施工順利開展，要提前安裝好施工設備，并且檢查設備安裝運行質(zhì)量情況，便于后期的施工，在工作井周邊設置好下井扶梯[2]。

2.2 加固頂管后靠土體和進出洞

為了保證頂管施工技術的安全性需要加固處理頂管的后靠土體以及進出洞口，保證土地穩(wěn)定?；炷梁蟊硥夹g、高壓旋噴樁加固技術等都是當前常用的加固技術。施工人員要注意根據(jù)實際情況做好加固方案的確定，保證加固效果和施工的安全性，同時注意保護環(huán)境，避免發(fā)生水土流失，在工作井的洞口安裝好止水裝置。

2.3 施工機械準備

給排水施工中常常會遇到淤泥質(zhì)砂、黏土層等地質(zhì)，此類地質(zhì)會增加溝槽開挖的難度，故可以采用頂管施工技術，降低不良地質(zhì)對施工過程產(chǎn)生的影響。在采用頂管施工技術時要注意按照＞800mm 的標準控制管道的直徑，同時工作人員還要對管徑大小、現(xiàn)場土體摩擦力、管道材料等進行充分考慮，從而配置足夠數(shù)量的千斤頂、頂進設備等。為了降低頂進施工中的摩擦力，通常會配合使用泥漿，所以還要做電焊機、全站儀、泵站、激光準儀等設備的配置，如圖1為某工程所用泥水處理設備。

圖1 泥水處理設備

3 頂管施工技術應用

3.1 測量技術的應用

測量放線是頂管施工技術應用的關鍵，直接決定了頂進路線是否正確，為此在施工前以及施工中要嚴格做好測量工作，密切關注頂進的路線。在市政給排水工程建設中，建設單位提供線路中心線和高層樁控制點，施工中要注意求抱兩側設計中心樁符合管件線路。為了保證路線準確通常需要設置大約2-3 個水準點，工作人員要嚴格檢查水準點的位置，盡量降低誤差，加強比較可控誤差值，確保誤差處于規(guī)定范圍當中。同時，需要通過一定的設備和方法全面測量市政給排水管道頂管的施工管道位置，在第一節(jié)段管件頂進過程中需要加強測量路線準確性，通常按照30cm 測定一次的頻率進行測量，當施工進行到土層后300cm 后再次測量如果發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)偏差就是采取糾偏等調(diào)整措施。為了降低誤差通常要校正管道，最為常用的兩種糾偏就是就是頂木法和千斤頂[3]。如圖2為激光測量示意圖。

圖2 激光測量

3.2 泥漿減阻技術

為了削減頂進過程中管壁和土體的摩擦力可以利用泥漿減阻技術，在泥漿中增加膨潤土保證壓漿孔中能夠壓緊泥漿。頂管進入到預留洞后需要嚴格控制好后續(xù)施工環(huán)節(jié)，在這個過程中應當有效控制橫豎向誤差，保證進洞的及時性。在頂進過程中，可以用激光測量等設備將測量的精度提高，將施工平臺提前搭建好，準備好泥漿、平臺、設備等基礎設施后開始下一步作業(yè)。

3.3 穿墻止水技術的應用

在頂管施工過程中工作井可能會流入部分泥漿和水，一旦發(fā)生這種問題要及時用黏土將墻管掩埋從而達到阻隔水和泥漿的效果。在工具尾管接近穿墻管時要提前做好止水工作。

3.4 接口處理技術的應用

市政給排水管道結構的核心為頂管的接口處理，所以應當嚴格管理好接口的各個部位和各個環(huán)節(jié)，在頂進之前檢查好各項施工作業(yè)，重點對材料質(zhì)量加強控制，加強檢查材料進場前的質(zhì)量，避免不合格品投入使用。如圖3為鋼頂管承插柔性接口。

圖3 鋼頂管承插柔性接口

4 頂管技術在市政給排水施工中的應用策略

4.1 明確頂管技術的應用范圍

市政給排水工程很多施工作業(yè)都需要在人口和建筑物密集的區(qū)域開展，有的甚至是在城市中心，此時受到周圍環(huán)境影響難以采取地面開挖施工。比如在施工中無法搬遷地面的建筑物、文物古跡等，無法開挖交通擁堵的路段?，F(xiàn)代化城市無論是人口還是建筑物都越來越密集，這導致施工難度大大增加，如果空中架設管線條件不足那么必然阻礙施工正常開展。頂管施工技術有效地解決了這一問題，能夠保證施工質(zhì)量，節(jié)省工作量和成本，將工程經(jīng)濟效益提升[4]。

4.2 科學選擇頂管長度

市政給排水施工會影響到周圍的環(huán)境，施工效率也無法保障。為此，工作人員在采用頂管施工技術過程中應當合理選擇頂管的長度。首先相關施工人員應當對施工項目的實際給排水要求有充分的了解，做好實際頂管長度的確定，避免頂管長度對后續(xù)施工產(chǎn)生不良影響。其次，施工人員要對管道承窩的直徑進行仔細確定，確保能夠按照工程質(zhì)量要求進行施工。水管的長度、噴嘴的直徑也是員工需要重點考慮的問題。

4.3 管道頂進環(huán)節(jié)

頂管施工的首要步驟就是工作坑位置的確定，工作人員要嚴格按照設計圖紙中的關心位置和坡度修建工作坑，按照管徑大小、管道坡度、頂進方向確定導管安裝順序。在頂進前應當在頂管前段開挖一個約30～50cm 深度的坑道。斷續(xù)頂進會增大頂進施工中的阻力，導致頂進更加困難，所以在頂進中要堅持“先挖后頂、隨挖隨頂、連續(xù)作業(yè)”，如果發(fā)現(xiàn)存在塌方、油泵壓力突然增大的不良問題要及時暫停作業(yè)對造成和諧現(xiàn)象的原因進行分析，然后再進行施工作業(yè)。

4.4 閉水實驗控制要點

閉水試驗是頂管施工中工作的重點，是頂管施工技術質(zhì)量的重要保障。在施工后，通過閉水試驗可以明確施工結果是否能夠和設計要求相符合，避免發(fā)生滲漏水問題。如果在閉水試驗時發(fā)生滲漏問題需要及時查找位置并且采取處理措施。如果閉水試驗合格可以進行下一階段施工[5]。

5 結束語

在我國市政工程建設中，給排水作為基礎的設施，影響和城市的運營和居民的日常生活。頂管施工技術是當前常見的一種施工技術，施工方式可以降低對國民的影響，有助于保證施工效率，為居民創(chuàng)造舒適的生活環(huán)境。