淺談市政工程非開(kāi)挖頂管施工工藝

宋菲菲 劉士印

【摘要】非開(kāi)挖施工技術(shù)具備先進(jìn)性、科學(xué)性，其適用范圍廣、適用性強(qiáng)、效益好，在市政管道工程施工中得到了廣泛應(yīng)用，對(duì)提升城市基礎(chǔ)建設(shè)質(zhì)量和保護(hù)城市環(huán)境都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

【關(guān)鍵詞】市政工程;非開(kāi)挖;頂管施工

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.24.

我國(guó)屬于人口基數(shù)大國(guó)，這也給排水施工技術(shù)帶來(lái)挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的市政給排水施工方式已經(jīng)無(wú)法滿足實(shí)際的施工需求，在施工過(guò)程中給人們帶來(lái)諸多不便，例如大面積的占地施工等，引發(fā)了傳統(tǒng)市政給排水施工技術(shù)革新的迫切需求，非開(kāi)挖頂管施工技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并被廣泛運(yùn)用于市政給排水施工中，在確保施工質(zhì)量的同時(shí)，減少了因施工給人們生活與工作帶來(lái)的不便。

1、頂管法

頂管法最早出現(xiàn)在美國(guó)，是最早的非開(kāi)挖管道施工技術(shù)，在市政管道的非開(kāi)挖敷設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用，其最適合用在直徑為620～4200mm的管道工程中。在管道施工中使用最多的是密封機(jī)械式頂管施工方式，具體有兩種施工方式，一種是泥水平衡式，另一種是土壓平衡式。頂管施工選取的施工管材是鋼筋混凝土管、鋼管以及玻璃鋼砂管等，其中鋼筋混凝土管在頂管施工中的應(yīng)用最為普遍。近年來(lái)，隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷加快，城市建設(shè)的規(guī)模越來(lái)越大，市政管道施工也隨之出現(xiàn)了很多問(wèn)題與缺陷，因此很多施工企業(yè)選擇頂管法進(jìn)行實(shí)踐施工，且該技術(shù)的應(yīng)用效果良好，因此得到了廣泛應(yīng)用。頂管法施工的優(yōu)勢(shì)主要有以下幾點(diǎn)：控制精度高;可以在極深的地下鋪設(shè)管道;不需要阻斷交通;能穿越障礙物;施工所產(chǎn)生的噪聲較小;對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)周邊區(qū)域造成的影響小;可以安全地穿越公路、鐵路;在城市中施工時(shí)，倘若地下水較為稀缺，或者管道埋深較淺，其經(jīng)濟(jì)性更好。不過(guò)該方式也并非全是優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是要求工作井的深度要大，還要求地下管線曲率半徑要大，如果中繼站發(fā)生異常情況，那么需要用全氣壓來(lái)頂進(jìn)。在運(yùn)用頂管法施工技術(shù)時(shí)，需要事先在管道的一端提前挖好工作坑，挖好之后在坑里安裝導(dǎo)軌，一般情況下都是把導(dǎo)軌安裝在木基礎(chǔ)或者混凝土基礎(chǔ)上，然后在導(dǎo)軌上設(shè)置管筒。除此之外，還要對(duì)頂管施工展開(kāi)系統(tǒng)精確的測(cè)量工作，把握好管底高程、坡度和管道頂進(jìn)中線的方向。施工時(shí)，要將一口已施工完畢的工作井當(dāng)作出發(fā)點(diǎn)，并使用液壓千斤頂為頂進(jìn)供應(yīng)水平推力，從預(yù)留置的洞口處將預(yù)制鋼筋混凝土管一節(jié)一節(jié)地跟隨工具管向土層推進(jìn)，并且要不斷挖掘管內(nèi)的泥土，直到工具管頂進(jìn)前方已經(jīng)預(yù)先完工的接受井。如果市政管道施工是在城區(qū)內(nèi)距離較長(zhǎng)且較為復(fù)雜的區(qū)域，那么除了頂管法施工技術(shù)，還應(yīng)當(dāng)加設(shè)一些輔助措施，例如使用激光糾偏、氣壓頂進(jìn)、泥漿套潤(rùn)滑、中繼站等措施。此外，在確定工作井的位置時(shí)，一定要全面考慮管道沿線路段的地質(zhì)情況，當(dāng)頂管長(zhǎng)度達(dá)到一定量時(shí)，應(yīng)盡量減少工作井的數(shù)目。同時(shí)要最大限度地將工作井設(shè)置在頂管中部，讓工作井在施工時(shí)能夠同時(shí)向左右兩個(gè)方向進(jìn)行頂管。

2、非開(kāi)挖頂管施工要點(diǎn)

2.1施工準(zhǔn)備

2.1.1頂進(jìn)管選擇

在利用非開(kāi)挖頂管施工技術(shù)展開(kāi)市政給排水施工作業(yè)時(shí)，應(yīng)完善前期的準(zhǔn)備工作，包括頂進(jìn)管的選擇。常規(guī)情況下的市政給排水施工，當(dāng)無(wú)特殊施工要求的情況下（抗腐蝕），選擇PE管為頂進(jìn)管，并注重該P(yáng)E管符合施工需求——規(guī)格設(shè)計(jì)達(dá)標(biāo)，已經(jīng)通過(guò)應(yīng)力驗(yàn)算。在確定頂進(jìn)管（PE管）內(nèi)徑時(shí)，設(shè)計(jì)者應(yīng)滿足工程性質(zhì)，滿足工程施工需求。在確定頂進(jìn)管（PE管）外徑時(shí)，設(shè)計(jì)者必須嚴(yán)格遵循頂進(jìn)管受荷載的情況確定數(shù)值。需要特別注意的是，在市政給排水工程中利用非開(kāi)挖頂管施工技術(shù)時(shí)，主要應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn)：其一，應(yīng)充分考慮到人工施工的便利性，確保人工施工能夠順利的完成;其二，應(yīng)充分考慮到施工過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性，確保施工過(guò)程造價(jià)處于可控范圍之內(nèi);其三，但應(yīng)特別注意施工過(guò)程中可能發(fā)生的偏離原定路線的問(wèn)題，一旦出現(xiàn)此問(wèn)題，恢復(fù)難度非常大，所以在施工過(guò)程中應(yīng)格外注意此問(wèn)題。設(shè)計(jì)者結(jié)合頂進(jìn)管（PE管）長(zhǎng)度、管徑的比，最終確定合理的頂進(jìn)管長(zhǎng)度。

2.1.2頂管施工準(zhǔn)備

結(jié)束了頂進(jìn)管的選擇后，施工者還應(yīng)在市政給排水非開(kāi)挖頂管施工作業(yè)井中做好準(zhǔn)備工作——發(fā)射架的準(zhǔn)備、頂管機(jī)的準(zhǔn)備、千斤頂?shù)臏?zhǔn)備等。同時(shí)，在施工前不要忽略將止水裝置設(shè)置于工作井內(nèi)。

2.2施工的過(guò)程

完成市政給排水施工非開(kāi)挖頂管施工準(zhǔn)備工作后，還應(yīng)在正式施工前進(jìn)行復(fù)檢，確保后續(xù)的施工過(guò)程可以順利展開(kāi)，確保施工安全。

2.2.1頂進(jìn)過(guò)程中的進(jìn)出洞施工措施

市政給排水工程利用的非開(kāi)挖頂管施工時(shí)，頂進(jìn)施工環(huán)節(jié)屬于該整體施工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。施工者應(yīng)先完成鋼板樁的作業(yè)后再封閉磚封門(mén)，有效避免施工環(huán)境中土體坍塌問(wèn)題。在完成頂管機(jī)出洞后，對(duì)磚封門(mén)進(jìn)行拆除，確保頂管機(jī)的位置與鋼封門(mén)的位置間隔50～100mm時(shí)，從出洞口的一側(cè)依次向另一側(cè)拆除鋼板樁，在后續(xù)的施工中也要嚴(yán)格執(zhí)行該施工程序，使洞口止水圈可以發(fā)揮其最大效能。完全拆除鋼板樁后，應(yīng)馬上實(shí)施頂進(jìn)施工，有效提升施工效能——縮短施工時(shí)間。此外，此施工過(guò)程，可能會(huì)出現(xiàn)管節(jié)后退的問(wèn)題，這屬于非常嚴(yán)重的施工問(wèn)題。導(dǎo)致該問(wèn)題出現(xiàn)的原因是頂管機(jī)正面產(chǎn)生的主動(dòng)土壓過(guò)大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出機(jī)頭摩擦力、管節(jié)周邊摩阻力與導(dǎo)軌之間摩阻力的和。所以在施工中，應(yīng)在洞口兩側(cè)安裝手拉葫蘆，當(dāng)出現(xiàn)主頂油缸回縮問(wèn)題時(shí)，提前拉住管節(jié)防止其后退，有效避免頂管機(jī)在后續(xù)推進(jìn)時(shí)發(fā)生方向失控，也可以避免爬高問(wèn)題的出現(xiàn)。

2.2.2注漿減阻

城市給排水施工中利用非開(kāi)挖頂管施工技術(shù)時(shí)，還應(yīng)注重高效利用注漿減阻技術(shù)，該技術(shù)對(duì)施工質(zhì)量存在直接影響作用，在市政給排水工程利用非開(kāi)挖頂管施工技術(shù)時(shí)，結(jié)合施工的實(shí)際情況，合理調(diào)整潤(rùn)滑泥漿的配比、合理設(shè)置注漿孔、調(diào)整與工程需求相符的壓漿工藝。換言之，施工者可以嘗試在PE管120°的位置設(shè)置三個(gè)孔，有效控制泵送出口處的壓力值，并將壓漿孔設(shè)置在管節(jié)雄頭一側(cè)的邊緣處，順利完成非開(kāi)挖頂管施工技術(shù)中的注漿減阻過(guò)程。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，非開(kāi)挖頂管施工技術(shù)能有效助力市政給排水工程的展開(kāi)。本文通過(guò)論述該技術(shù)的特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)，同時(shí)分析了實(shí)施該技術(shù)的準(zhǔn)備工作與施工要點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)了市政給水施工作業(yè)的順利展開(kāi)，明顯提升整體工程質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱穎杰.市政給排水施工中的非開(kāi)挖頂管施工技術(shù)分析[J].居舍，2020（06）：54.

[2]雷梅.市政給排水施工中的非開(kāi)挖頂管施工技術(shù)研究[J].中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化，2019（24）：106-107.

[3]任飛.市政給排水施工中的非開(kāi)挖頂管施工技術(shù)分析[J].建材與裝飾，2017（49）：31.