淺談頂管施工技術(shù)在市政管道工程中的應(yīng)用

馬偉

摘要：近年來，市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不斷加快，市政給排水工程作為市政工程的重要部分，由于其在工程施工中需要進(jìn)行管道的埋設(shè)，這就難免在管道鋪設(shè)的路線范圍內(nèi)對建筑物和道路的破壞，不僅影響了城市的環(huán)境，而且還會給本來就擁擠的交通帶來堵塞。頂管施工技術(shù)的出現(xiàn)有效的解決了這一問題，其只需要進(jìn)行小范圍的土方施工就可以完成整體管道的鋪設(shè)。不會給周圍建筑物及道路交通帶來影響，在穩(wěn)定土層和保護(hù)環(huán)境方面都具有不可比擬的優(yōu)勢。本文對頂管技術(shù)的在市政給排水施工中的應(yīng)用特點(diǎn)進(jìn)行了分析，并對頂管施工技術(shù)在市政給排水工程中的應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：頂管技術(shù);市政給排水;應(yīng)用

隨著城市化建設(shè)進(jìn)程的加快，有效的帶動了施工技術(shù)的快速發(fā)展，近幾年頂管施工技術(shù)得到在建筑行業(yè)中廣泛的應(yīng)用，而且在發(fā)展過程中也日益成熟，由于其不需要大面積的對地面進(jìn)行挖掘即可進(jìn)行地下管道的鋪設(shè)，不僅避免了由于施工所帶給城市環(huán)境帶來的污染，而且不會對周圍建筑及道路帶來破壞，確保了經(jīng)濟(jì)和社會效果的提升，所以在當(dāng)前市政工程施工中，頂管施工技術(shù)受到廣泛的青睞。

一、頂管技術(shù)在市政給排水施工中的應(yīng)用特點(diǎn)

1、適用范圍。頂管施工技術(shù)主要是對于施工位置處于城市中心地區(qū)及繁華地帶以及對于一些無法遷移及進(jìn)行開挖的循環(huán)針帶，即不能進(jìn)行開槽埋管也不是能在空中進(jìn)行架線時，則會利用 80—600mm 管徑的管道進(jìn)行頂管施工。另外在城市進(jìn)行污水管道施工時，如果管徑在外 00mm 以上時，現(xiàn)場不能開挖明溝，同時現(xiàn)場內(nèi)又沒有其他建筑物基礎(chǔ)，在這種情況下可以采用頂管法來進(jìn)行施工。

2、頂管技術(shù)在市政管網(wǎng)中的應(yīng)用。在城市快速發(fā)展過程中，各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不斷加快，城市地下管網(wǎng)錯綜復(fù)雜，在管網(wǎng)施工和維修過程中存在著反復(fù)開挖的情況，不僅給城市道路帶來了不同程度的破壞，同時也使周圍構(gòu)筑物存在著反復(fù)拆建的情況，存在著嚴(yán)重的浪費(fèi)。利用頂管技術(shù)進(jìn)行管網(wǎng)施工，不需要對道路及其他構(gòu)筑物進(jìn)行反復(fù)的破壞和拆建，不僅保護(hù)了城市的環(huán)境，而且降低了施工成本。

3、頂管施工技術(shù)的優(yōu)勢。利用頂管施工技術(shù)進(jìn)行施工時，不僅具有高效和環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，而且還具有較好的經(jīng)濟(jì)性。頂管施工技術(shù)由于不需要對地面進(jìn)行開挖，這樣在施工過程不會對城市的交通帶來影響，同時不需要對地面建筑物和構(gòu)筑物進(jìn)行拆遷，也不會對地表植物和周圍環(huán)境帶來破壞，施工過程中不會受到氣候和環(huán)境的影響，不會產(chǎn)生建筑垃圾，具有省時、高效和安全的特點(diǎn)，工程造價較低，具有非常好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

二、案例分析頂管技術(shù)在市政給排水工程中的應(yīng)用

1、工程概況。某市污水改造工程二標(biāo)段工程，總長約 2. 2km，路幅寬度 36m。道路下管線分別為 D300 一 D1200 污水管，路北側(cè)埋設(shè) 1 根 D1200 污水管。該管段約 486m 長緊貼路側(cè)有大量房屋，管道埋深約為 5.7～6.9m，路面下埋有雨水、電纜其它管線。管道底穿越 3-1 層粉質(zhì)粘土層和 4—1 層粉土。根據(jù)土質(zhì)等情況提出該段采用長距離頂管一次頂進(jìn)補(bǔ)位的方案。

2、開槽埋管和頂管的比選。1）開槽埋管從地質(zhì)情況分析。D1200 鋼筋混凝土管自重較大，管道位于 3-1 層或 4-1 層埋深在 5.0—6.Om，管基不易采用原狀土基礎(chǔ)，須采用錒性基礎(chǔ)底板。考慮到地下水位較高，為保證基槽大開挖，既要考慮多種降水方式，又要考慮基槽正常圍護(hù)，開槽施工時上部土層為粉質(zhì)粘土層和粉土層，需要采取井點(diǎn)降水以防止地面發(fā)生沉降情況，這樣增加了施工成本。重要的是，管道埋設(shè)在慢車道下，并且路側(cè)緊貼大量連排 2-3 層磚混房，使基槽開挖難度更大，不僅需要對房屋進(jìn)行加固圍護(hù)，而且原路面下的管線需移位，工程造價增加，而且影響了周圍的交通。2）從管道地基設(shè)計方面分析。進(jìn)行地下管道施工時，需要在土方工程開挖時就要做好管道的基礎(chǔ)施工，不僅要鋪設(shè)碎石層，同時還要利用混凝土底板作為基礎(chǔ)，這樣可能有效的提高地基的承載力，但在整體施工中很難避免不會對地基帶來較大的擾動，所以管道沉降量不好控制。而利用頂管施工技術(shù)，由于在施工過程中管與土同體積轉(zhuǎn)換和土拱效應(yīng)，這對于管道的沉降量就實(shí)現(xiàn)了很好的控制。另外在利用傳統(tǒng)施工方法進(jìn)行開挖埋管施工時，由于需要對道路進(jìn)行大面積的開挖，不難會對道路交通帶來很大的影響，破壞城市的整體環(huán)境，而且施工時間較長，需要大量的人力、物力和財力。而利用頂管施工技術(shù)，不需要對道路進(jìn)行開挖，確保了施工場地的整潔和正常交通運(yùn)輸需要，而且施工工期較短，不需要大量的人力。從各方面的情況進(jìn)行綜合分析表明，在城區(qū)利用頂管施工具有較好的經(jīng)濟(jì)性和社會效益。

3、頂管施工要點(diǎn)分析。1）采用觸變泥漿，向管道外壁壓入一定量的減阻泥漿，在管道外圍形成一個泥漿套，減小管節(jié)外壁和土層間的摩阻力，從而減小頂進(jìn)時的頂力。利用泥漿套的支承作用，減少粉質(zhì)粘土坍塌，形成的地層流失，以控制地面沉降。對頂管機(jī)頭尾端的壓漿要緊隨管道頂進(jìn)同步壓漿，在中繼間和中部管節(jié)處須跟蹤補(bǔ)漿，泥漿的實(shí)際用量要比理論用量 4-5 倍。2）頂進(jìn)中須嚴(yán)格按設(shè)計線路頂進(jìn)，可利用削土刀盤上可伸縮的超提刀，結(jié)合千斤頂編組進(jìn)行糾偏。經(jīng)常對頂進(jìn)軸線進(jìn)行測量，檢查頂進(jìn)軸線是否和設(shè)計軸線相吻合。在正常情況下，每頂進(jìn) 1 節(jié)混凝土管節(jié)測量 1 次，在出洞、糾偏、到達(dá)終點(diǎn)前，適當(dāng)增加測量次數(shù)。施工時還要經(jīng)常對測量控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測，以保證測量的精度。3）洞口止水，頂管工程中，為使管子能順利從工作井內(nèi)出洞，一般采取工作井預(yù)留洞口比管節(jié)外徑略大些的方式，頂進(jìn)時此間隙需采取有效措施進(jìn)行封閉，我們采用的洞口止水方法是在沉井制作時，預(yù)先在洞口預(yù)埋一個 10mm 厚鋼法蘭，在鋼法蘭上焊接螺栓，安裝 16mm 厚橡膠法蘭，用 10mm 厚鋼壓板壓緊，在我們完成的頂管中，未發(fā)現(xiàn)地下水和泥砂流入工作井內(nèi)，同時橡膠法蘭和壓板可以回收，效果很好。4）進(jìn)出洞是頂管施工中的一道重要工序，穿墻時，首先要防止井外的泥水大量涌人井內(nèi)，嚴(yán)防塌方和流沙，本工程管道位于粉質(zhì)粘土層較松散，在水位下呈流塑狀，則必須在管子頂進(jìn)方向距離工作井邊一定范圍，對整個土體進(jìn)行改良或加固，采用了井點(diǎn)降水措施，以提高這部分土體的強(qiáng)度，防止掘進(jìn)機(jī)出洞時塌方。其次要保持使管道不偏離軸線，頂進(jìn)方向要準(zhǔn)確。5）在建筑物密集處和路面上須作監(jiān)測布置，觀測地表變形和土體位移，有效避免房屋開裂和路面沉降。

4、頂管施工注意事項(xiàng)

（1）在對地基澆筑的過程中不可以出現(xiàn)長時間的停澆情況。需要采取連續(xù)性的澆筑，這樣才可以保證施工質(zhì)量不會存在問題，還有澆筑速度不可以過快 要采用合適的速度。

（2）挖土的時候需要查看地形和地質(zhì)情況。挖開土層的時候要立即進(jìn)行頂管，后面的工作也要隨即完成，還要嚴(yán)格控制注漿情況，壓力不合適或者注漿量達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)都會影響頂管工作。

（3）要嚴(yán)格控頂管施工速度 特別是頂進(jìn)的速度，加強(qiáng)對施工的控制和管理。

（4）完成頂進(jìn)時，需要注意是否有土層水土流失情況。

目前在市政工程中，不僅給排水施工中多采用頂管施工技術(shù)，在其他地下管道及過街隧道等工程施工中也普遍應(yīng)用頂管施工技術(shù)，由于其給周圍建筑物及構(gòu)筑物不會帶來多大的干擾，而且對周圍環(huán)境影響和破壞很小，施工工期較短，無論從經(jīng)濟(jì)性還是社會效益方面，頂管施工技術(shù)都具有其他施工技術(shù)所無法比擬的優(yōu)勢，所以在當(dāng)前建設(shè)施工中得到廣泛的應(yīng)用，具有非常好的市場前景。

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