市政排水管道頂管工藝的設計和應用

張勝霜

摘 要：隨著建筑水平的不斷提高，城市建設力度的增大，許多城市也開始了排水系統的改革，這是市政基礎設施建設中很重要的一部分，新型排水管道采用頂管工藝，這種工藝有很多原有工藝所不具備的優點，還大大增加了排水管道的使用年限，為市政排水系統的建設與改造提供了技術支持，也使頂管工藝得到了廣泛的應用。

關鍵詞：市政排水管道；頂管施工工藝；設計；應用

市政排水管道是城市基礎設施建設中占很大比例的一個項目，相比其他傳統的施工工藝來說，更是受到了建筑行業廣泛的關注，新型的頂管工藝為市政排水管道的建設和改造起到了很重要的作用，它具有很多舊型管道鋪設技術所不具備的優點，對施工現場的要求也相對較低，減小了施工對周圍環境及建筑物的影響。本研究針對新型頂管工藝的原理、特點及應用等內容，對這種工藝進行了相關問題的闡述。

1 市政排水管道施工工藝概述

市政排水管道的頂管工藝就是指非開挖施工的方式來鋪設管道，就是一種不挖或者少挖管道埋設口的一種施工技術，非開挖工藝解決了市政排水管道施工中受建筑物或者交通影響限制的難題，也避免了交通堵塞和道路的破壞。在穩定土層的范圍內或者建筑區不能破壞的區域極其適用，也使得在交通出行密集，常住人口眾多，地下線路管道復雜的城市是非常重要的優勢。頂管施工常用的管材有砼管、鋼管、玻璃夾砂鋼管。管道頂進施工所采用的主要設備為信息化及全自動化泥水平衡頂管機。它施工的原理是在管道的沿線按照設計的預先方案來設置工作井和接收井，在工作井里設置堅固牢靠的后座，吊進油壓千斤頂以及要頂進的鋼管或者混凝土管，接好照明等管路線路，然后通過油壓千斤頂慢慢地機械頂進，通過推動管節從工作井預留口穿出，穿越土層到達接收井的預留口邊，然后通過接收井的預留口穿出，最終完成管道的鋪設。

2 市政排水管道頂管施工的優缺點

市政排水管道頂管施工技術有很多傳統工藝所不具備的優點，但是也存在著一些缺點。由于頂管施工工藝不是件容易操作的工程，因此有一定的難度，而且這種技術還沒有達到廣為人知的程度。因為這是一種不需要大面積開挖就能實現鋪設管道的技術，所以它不受環境的限制，管道技術不需要開挖地表層，這樣就實現了管道在建筑物、鐵路、公路及河流等難以鋪設的地方施工。這樣不大面積開挖，還能夠有效節約成本，減少資金的浪費，也縮短了施工的工期，對于完好的路面，也減少了對于路面的破壞，對于節約資源也有一定的作用。排水管道頂管施工技術還能夠減輕施工時對環境的污染，減少施工時粉塵、噪音等對建筑及人類的危害。對于交通，也可以不用改道行駛，也不必堵車，能夠相對順暢，真正做到了高效率的施工。施工時占地面積比較小，施工起來也比較方便，施工期間對人們的正常生活的影響也相對較小，也可以將管道鋪設的比較深，不會影響到該區域原有管道的正常使用，降低了資金的投入，為了實現這個優勢，施工時需要施工區域詳細的施工資料，地質資料等，因此需要施工的難度也比較大。

3 頂管工藝施工適用的地質環境條件

不同的地質環境下適用的鋪設管道的方式不同。后背墻是千斤頂的支撐部分，也是施工時要求比較高的部分，要求它有極其堅固的程度，它所發揮的作用也是十分重要的，一般來說，后背墻都是采用加寬和加厚的方法來制作的，用厚度來保證其堅固度，在此基礎上，還要用鋼筋加水泥的工藝技術來處理后背墻，使其受力均勻，再將鋼板作為輔助，能夠在很大程度上延長后背墻的使用年限，其誤差值也應該處于合理的范圍內。排水管道頂管施工的基坑是進行地下排水管道工程中不可替代的部分，有著十分重要的意義，它是在市政管道頂管工藝施工期間起到支撐作用的部分，這種施工工藝主要運用在排水管道的鋪設上面來，在技術越來越發達的今天，對于施工基坑的強度要求也越來越高。它是安全的重要保障，因此在保證安全的基礎上，基坑的制作一般都是鋼筋加水泥混合澆灌，在這個過程里要盡量均勻，這樣就能夠使工作人員在施工時能夠受到均勻有效的力度支撐，提高工作的效率和質量。在城市市政排水管道直徑較大，管道施工環境里，無法采用明溝開挖埋管施工管道，而沿線又沒有其它建筑物基礎時，可考慮采用頂管法進行市政排水管道的鋪設。因此這種工藝對于土質有較高的要求，要求頂進面土體的自立性好，還要求地下水的壓力不能過大，否則就會在正面土體局部產生塌方的危險，也不容易控制情況。人工頂管時，通常采用頂進面局部超挖的方法，如果發生流沙現象就很難進行糾偏，因此，事先對環境及土質的詳細了解是十分必要的。這樣就能提前對不好施工，不適合施工的路面地質進行預處理，就能減少安全隱患的存在。對地面要求高的城市等地區，頂管施工的優勢明顯，而對于大開挖管道施工主要是針對土質松軟或如水塘、河流等地區，不僅保證管道施工的安全、科學、合理， 且造價相對較低。總之，頂管施工與開槽埋管施工相比具有施工速度快、自動化程度高、精度高、地面沉降小、對地面交通和周邊環境影響小等優點。

4 市政排水管道頂管工藝的設計與應用

近年來，我國相繼出臺了很多相關的政策，對市政排水管道頂管工藝也有相關的要求和規定，并且為其更好的發展提出了要求和展望。在市政排水管道頂進時，要時刻注意管路的測量和糾偏。當超出誤差允許的范圍時，要立即停止頂進來進行糾正。工具管在埋入土層后還要注意鋪設接收井的枕墊，管道兩端露在工作井中的長度不能小于半米，每次頂進的長度要根據實際情況而定，如車斗的容積、起吊能力等。工具管開始頂進和快完成頂進時要改成手工操作緩慢進行。在市政管道頂進時，要防止工具管的轉動，還應將管道的喇叭口全部頂進土層內部，在頂進完畢后，要嚴格按照設計圖紙處理。要根據地質情況和周邊的環境來采取合適的工具和材料，主要采用全密封式機械工具管，全斷面泥水平衡機械頂進。測量則采取激光導航定位系統，還要運用攝像機進行實時監控，糾偏則采取工具管糾偏油缸電動液壓控制糾偏，減阻采用高壓注漿觸變泥漿減阻。施工時，要地上地下配合施工，測量與施工同時進行，確保施工的順利進行。市政排水頂管施工采用土壓平衡式工藝，采用市政管道封閉式頂進，因而對地面沉降的影響較小。在排水管道頂進過程中，管道外圍的擾動空隙則通過壓觸變泥漿加以有效的填充，減少土層損失。管道糾偏工作要遵循小角度糾偏，小幅度調節，多次調節的原則，不能糾偏過猛。在設計之初就要綜合考察地質條件，周邊環境等詳細信息，根據信息設置合適的開挖設計。目前的施工都是電腦控制全過程，因此各個角度都可以觀測，數據的記錄也是全自動化，大大降低的工作難度，提高了工作效率，也提高了施工質量。

5 結束語

頂管施工作為一種高效率的非開挖管道施工技術，在市政排水管道施工中得到了廣泛的應用，特別是很多施工困難的地區這種方法也很適用。作為城市基礎設施建設中重要的一部分，本研究針對市政排水系統頂管施工工藝的施工原理和特點進行了概述，也對適合施工的地質條件進行了簡介，同時，也讓人們對于施工的設計和工藝有了簡單的了解，希望能夠為今后的頂管工藝施工提供一些可參考的依據。

參考文獻

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