長距離頂管施工中存在的問題及解決措施

劉淑萍

(侯馬市市政工程公司，山西 侯馬 043000)

頂管施工方法不需要直接開挖地面，還能夠穿越公路、地面建筑、鐵道、河川、各類地下管道和地下構筑物等，只有在冬季和雨季對施工有影響，不會因為管道的施工深度而增加過多的人工勞力和開挖土方量。管道不用設置管座，減少了對周邊環境的污染。隨著頂管技術的發展和施工任務的增加，頂管技術中還存在許多問題，所以，我們要對這些出現的問題加強研究并解決。

1 頂管施工的發展歷史和施工工藝

1)發展歷史。F形頂管施工技術在發達國家的使用已經有30年的歷史，其中一些國家已經普遍的應用，在我國的一線城市中得到了使用和發展，在建設施工中，隨著工程的不斷完善，在向雨水和污水分流制方面發展，造成了污水處理廠的不斷擴建和增加，為了防止因為挖路而對道路造成的破壞，以免開挖管施工帶來的二次工程，使總體工程的造價升高，因此頂管和長距離的頂管會與日俱增。

2)施工工藝。頂管施工是借助主頂油缸的作用和中繼間的頂進力，能把頂管掘進機和工具管從工作中挖設的坑內，穿過一定的土層到達接收坑內再吊起。同時將緊跟著挖掘機后面的管道進行埋設在挖設的兩個工作坑之間。頂管技術是在繼盾構之后又發展起來的先進的地下管道的施工技術，是一種最早的非開挖管道施工方法。開始的時候，頂管的施工是以跨越孔在施工的時候頂進鋼套管，但是隨著頂管施工技術的發展和改進，頂管施工方法用于在沒有套管的基礎下頂進永久使用的公用管道，比較普遍的是重力管道。頂管施工過程中使用最多的工作面平衡理論是:泥水、土壓、氣壓三種。

頂管施工法和傳統的開挖施工法比較有以下優勢:在施工中開挖的部分只是接受坑和工作坑，并且比較安全，還對交通的影響小;在管道頂進的施工中，只需要挖除管道斷面的土，挖土量非常少，文明施工程度高;在覆土深度比較大的情況下，進行施工的成本比較低。同時它還存在一些不足，曲率的半徑小，還需要把多種曲線組合在一起，所以施工的時候就比較困難;在軟土層的施工中，易產生偏差，對這種偏差的糾正比較難，管道產生不均勻下沉的幾率比較大。

2 長距離頂管在施工中的問題以及解決方案

1)長距離頂管在施工中管理上的疏忽。在頂管施工整個過程中，牽涉到許多施工的環節，這就對施工人員的責任心有很高的要求，工作人員要認真的操作，保證施工過程中的精度，但是，技術工人因為缺少主觀方面的認識，少許工作人員在進行施工的過程中沒有嚴謹科學的態度，會造成施工的質量偏差，不但會影響局部，還能對施工工程的整體質量造成損害。解決管理上的問題就需要加強管理人員的素質培養和專業技能的培訓。在工人上崗之前進行專業培訓，充實技術工作人員的專業技能，招聘具有專業能力的高素質人才，充實在施工過程中出現的專業技術不足的現象，另一方面，加強質量管理，設置科學的質量管理制度，用制度約束技術人員，完成有質量保證的施工工程。

2)頂力不足。頂管的頂力隨著距離的延長需要不斷的增加，由于受到管道強度的影響，頂力不能持續無限的增加，與普通的管道來說，管道尾部的頂力會受到近距離的限制，所以，在進行長距離頂管施工過程中，要解決在頂管管道許可的范圍內怎樣施加頂力的問題。現今解決頂力不足有兩種方法:運用中繼接力和潤滑劑減小阻力技術。通常情況下，頂管施工過程中的潤滑減阻使用的是減阻泥漿，就是在頂管頂進的時候，經過混凝土管節上面的注漿預留孔或工具管上的注漿孔，在管道的外壁注入減阻泥漿，此時管道外面會形成泥漿套，縮小了土層間與管道外壁的摩擦力，減小了在頂進構成中土層的阻力。中繼接力就是把長距離頂管分為數段，在每段管道的中間建立中繼環進行各階段的承擔頂進力，在頂管施工完成后，去除中繼環的油缸和保護剛套，通過管道通徑完成管道的逐段對接，而且要做好密封處理。

3)長距離頂管過程中的推力不足。在長距離頂管施工過程中還會受到頂管后座承受推力大小的影響，通常情況下，是以頂管承受最大推力和所設工作坑承受最大推力為技術人員的計算條件，驗算出工作坑后座能不能承受管道最大推力反向作用力。在有的情況下，油缸中的推力不是均勻的作用在后座，油缸推力的作用點不會與后座被動壓力的作用點重合，就會造成設計完成后的后座抵抗能推力的能力不足。所以，為了能使后座可以承受比較大的推力，在挖設工作坑時盡可能的加深，后座也最大化的加大埋深。

4)頂管的頂進方向容易失控。頂管的施工中，頂管軸線有可能是直線，也有可能是曲線，但是不管是曲線還是直線，在頂管的施工中一定要保證管道按照先前設計好的軸線頂進，假如方向失控，管道就會發生彎曲，頂進阻力會急劇加劇，進行困難，有可能會造成施工的停止。所以，就必須具備一套對頂管頂進方向能準確控制的導向機構。對頂進過程中的方向控制，主要是經過反復的測量，進行不斷的糾正和檢查來完成。

5)塌方。在地下水位比較高和軟土地基中進行頂進工作時，容易發生頂進面塌方事件，塌方不但能造成管道頂進受力情況惡化，還會失去對管道方向的控制，為施工添加多方面的困難，對地面建筑物穩定帶來一定的危害。在進行深層頂管時，防止塌方發生，實質上就是對地下水的控制問題。

3 長距離頂管施工措施

1)穿墻。穿墻是進行頂管施工的重要工序，包含打開穿墻悶管，把工具管頂出井外，穿墻止水管安裝好這幾個過程。管道的方向取決于工具管在穿墻后的準確程度，也會對管道拼接工作帶來一定的影響。所以在進行穿墻前，事先把墻管內填滿夯實的黃粘土，避免工作井內涌入大量的土和地下水。在把穿墻悶板打開后，快速的把工作管頂進，并做好穿墻止水，預防外側的土體因為暴露的時間太長，而產生擾動流變。

2)頂進方向的糾偏和導向。在頂進中，頂進管道對設計軸線發生偏離時，就要運用一定的方法對管端方向進行調整，控制頂進的高程和方向。通常的糾偏工作在大多數情況下都是在管道頭部發生了偏離軸線后才開始進行的，但是管道此時已經產生偏差，這時的管軸線會出現稍微的彎曲，進行糾偏工作是比較困難的。對頂進的方向控制，最重要的是做好防御措施，在促使頂進方向發生偏離的因素里面，一個重要的原因就是頂力的不平衡。在管道的工作井和中心線與地下結構建立測力控制系統，在不易擾動，視線清晰的地方設置控制點，進行保護，運用測量儀器對頂進方向進行監測，在施工中為了保證高精度施工，必須對測量系統進行加強控制，在掘進機出坑前對刃口標高和軸線測定，調整到規定的范圍內，并做好記錄，有利于下一組的施工作業。

3)局部氣壓平衡。頂管在流塑狀態下的涂層和流砂層頂進時，因為正面的擠壓力不能夠阻止塌方，就比較容易引起正面的塌方，不但會增加出泥量，還會造成地面沉降，頂管軸線的彎曲，為糾偏帶來難度。為了解決這類問題，在施工中運用局部氣壓平衡原理，氣壓的大小根據情況確定，通常以不塌方為主。

4)觸變泥漿減阻。為了減少管壁周圍的摩阻力，在管壁注入觸變泥漿，形成一個泥漿套，讓頂管在泥漿套運行，減少摩阻力。由膨潤土與水混合成的觸變泥漿，它們的配合比例是1∶8。泥漿攪拌均勻后放入存漿箱，經過管道送到注漿孔，再注入土里形成泥漿套。

5)其他方面的技術措施。在施工中，還要加強以下幾項工作:在施工前按照資料查清在施工范圍內的管線分布，采用一些保護措施去確保電力、排水、通訊等方面的管線安全;詳細調查施工沿線的水文和地質條件，對可能會發生事故的地段實施防護措施;加強對有害氣體的防護和檢測，確保工作人員的安全和健康。

4 結語

迄今為止，隨著城鎮建設發展頂管施工得到了越來越多的運用，而且使用的領域也在擴大，頂管是近幾年才在我國興起的，因為條件的復雜和多方面的影響因素，需要我們進一步的研究和分析，讓頂管技術在我國更快的發展，把科學技術與施工相結合，更好地促進我國城市的發展。

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