頂管技術在城市給排水管道建設中的應用研究

孟兆志

（哈爾濱供排水集團有限責任公司，黑龍江 哈爾濱 150076）

1 頂管施工的特點

根據頂管技術在操作上的特性，我們又將其成為非開挖管道敷設技術，作為非開挖技術的代表，它在具備無需開挖路面就可以穿越地面建筑物和地下錯綜復雜的地理環境就能鋪設管道的優點的同時，還具有施工噪音小、粉塵少等技術優勢。是一種既經濟又環保的且施工效率快的技術工藝。在國內大部分的市政工程尤其是給排水管道的整修和鋪設工程中大都采用此技術。在具體的施工作業中，通過頂管技術我們可以大大縮小施工面積，同時不會影響到地面道路的交通運營，施工過程中的噪音小、震動小，將對附近居民生活的影響降到最低，現有的地下管線和路面構筑物不會影響到工程的施工進行，還可以安全穿越鐵路、公路、河流、建筑物，大大減低了因為地下給排水管道工程而產生的拆遷數量，這樣在一定程度上降低了工程造價。當然，頂管技術的施工難度是比較大的，在工程開始前還需要掌握豐富的當地水文地質勘探資料和工程地質材料。

2 頂管技術施工應用分析

2.1 頂進管的選擇

頂進管的材質選擇一定要嚴謹?，F在施工作業中大多數會選擇使用鋼筋砼管，鋼管一般不被使用，除非工程中對腐蝕沒有要求。鋼筋砼管的規格設計、配筋和應力驗算應遵守有關鋼筋砼的標準和技術規程，特別是有關鋼筋砼管的標準和技術規程。

頂進管直徑也有具體要求。不同的工程性質和作業內容，頂進管的直徑也不盡相同，先確定內徑，頂管的外景是根據頂進管在定金作業中受到的荷載來確定的。一般來說，還要將地面的工人挖土作業的受力考慮進去，所以，頂進管的內徑必須在500mm以上。在一定程度上，頂進管的長短會直接影響到頂管過程的可控性和經濟性。在進行直線推頂時，我們一般都使用長管，這樣就在一定程度上降低了裝管的次數，但是，它也有缺陷，其缺陷是隨著管子的不斷的增長，一旦頂進管偏離了設定的頂進路線，若要恢復正確的路線就比較困難。而短管則相對容易恢復正確路線。

2.2 頂管施工的前期準備

在進行頂管施工之前，要布置好施工所需的物品及設備，比如起重設備、自動控制室、料具間、管片堆場、拌漿棚及拌漿材料堆場、注水系統、棄土坑等。同時還要在始發工作井內安裝發射架、頂管機、前頂鐵、主推千斤頂、反力架等頂進設備，以及安裝下井扶梯。為后期施工做準備。

頂管機出洞的安全極其重要，我們必須保證附近的土體已經被牢牢的加固，此時我們可以使用高壓旋噴樁對洞口附近的土體進行作業使之牢固。同時在工作井安裝洞口止水裝置用來保持預留洞附近的水土，還能夠保證觸變泥漿不會在日后的作業中白白流失。

2.3 頂管施工的工藝

頂管施工的施工原理是預先準備好的工程構造物在一些頂進設備中被緩緩頂進到預定位置以完成工程設計的建筑主體，如涵洞等。在施工前，需要按照工程需要將工作井和接收井設置在合適的管段之間，工作井內還要配置推力設備才能把導軌上的頂管機頭推入土體，鋼筋混凝土管在機頭的帶領下不斷向前頂進，而前進中產生的土體將被通過工作井運出地下，至此，管道鋪設作業結束。

如何設計實用性強的頂管井。頂管井的建造結構一般采用鋼筋混凝土，分為工作井和接收井。 其中，工作井的結構形式分為圓形、正方形或者矩形的單孔井和多數為矩形的單排孔井，按其結構的受力性能以圓形受力能力最高，正方形次之，矩形的受力能力最差。工作井按雙向頂進設計，接收井間置其中，間距與設計檢查井的相同，施工完成后還要構建檢查井。

2.4 頂管施工工序

2.4.1 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，主要技術施工措施如下：a穿墻管內填夯壓密實的紙筋粘土或低強度水泥粘土拌和土，以起到臨時性阻水擋土作用；b為確保穿墻孔外側一定范圍內土體基本穩定并有足夠強度，工作井工具管穿墻前，對穿墻管外側采取注漿固結措施；c穿墻前對可能出現的問題進行分析并制定相應處理措施；d悶板開啟后迅速推進工具管，同時做好穿墻止水，本工程采用止水法蘭加壓板，中間安入20mm厚的天然優質橡膠止水板環，要求具有較高的拉伸率和耐磨性，借助管道頂進帶動安裝好的橡膠板形成逆向止水裝置，應防止因穿墻管外側的土體暴露時間過長而產生擾動流變。

2.4.2 頂管出洞：所謂頂管出洞是指頂管機和第一節管子從工作井中破出洞口封門進入土中。它是頂管技術中的關鍵工序，同時也是事故多發的一道工序。為防止管線出現偏斜，應采取工具管調零，在工具管下安裝支撐設施，一旦出現下跌狀況即刻用主頂油缸進行糾偏，工具管出洞前預先設定一個初始角彌補下跌等措施。

2.4.3 注漿減阻：用壓注觸變泥漿填充管道周圍的空隙，這樣就在管道的外層添加了一層保護膜，可以在一定程度上降低地面沉降，減輕在頂管作業中前進的阻力，具體到作業中，應當先對機頭的尾部壓漿，作業要與頂進作業同時進行，此外，要針對在作業進程中損失掉的泥漿進行補充，比如在中續間和混凝土管道的適當位置。

2.4.4 頂管糾偏：當機頭偏離設計軸線時糾偏千斤頂會改變機頭端面的方向，從而使得頂進的管道能夠按照預先設定好的線路進行作業。利用四臺糾偏千斤頂進行糾偏，在糾偏時的動作要小，通過多次數的微調來完成糾偏作業。在機頭的行進靠左時則左伸右縮。當高程和機頭方向都有偏差，糾偏時首先糾正偏差明顯的。如果頂管的機頭出現了旋轉狀況，可在管內的相反方向增加壓重塊。

結語

頂管技術在國內的地下管道整修和鋪設中發揮了顯著的良好效果，充分證明了頂管技術在技術方面的優勢，它比傳統的挖掘技術大大降低了施工成本和對周邊地區交通的影響，改變了過去因整改地下管道而亂挖的形式，所以，我們要努力普及頂管技術的運用。

[1][德]馬·謝爾勒著，漆平生，楊順喜，李周譯.頂管工程[M].北京:中國建筑工業出版社.1983.

[2]給水排水管道工程施工及驗收規程[S].中華人民共和國建設部發布.1997.