市政給排水施工中的頂管技術探討

摘要：給排水系統是市政道路和小區居民得以正常使用的重要設施之一，排水管道工程是隱蔽工程，確保其施工質量至關重要，頂管施工技術是一種用于城鎮市政管道施工的非開挖掘管道推進技術，其是一個復雜的力學過程，它涉及材料力學、巖土力學、流體力學、彈塑性力學等諸多學科。雖然當前頂管技術的發展已經非常成熟，且頂管施工工藝和方法也層出不窮，但是頂管施工必須嚴格控制，確保頂管施工質量和工期的情況下盡可能降低施工成本，以達到社會效益與經濟效益的雙豐收。本文通過工程實例探討了市政排水施工中的頂管施工技術措施，并從中提出了相應的質量保證，從而使頂管施工能夠順利進行。

關鍵字：市政給排水；頂管施工；施工技術

0引言

隨著我國城市化進程的不斷發展，市政給排水管道的鋪設工程規模也越來越大，其對給排水管道的安全施工技術要求也愈來愈嚴密，愈來愈高端，同時對其的質量要求也越來越高，先進的施工技術已經成為其施工任務高效完成的重要保障。近年來，頂管施工技術無論在技術上、頂管設備上，還是施工工藝上都取得了很大進步。但是，在頂管施工中對質量控制還不能松懈，做好頂管施工前的施工準備工作，對施工人員進行施工技術、安全技術交底，從思想上首先確立質量和安全意識，同時，還必須結合當地的頂管施工技術的現狀，科學設計頂管施工的路線和施工工藝，保證施工工藝的選擇在符合當地經濟的前提下，盡可能提高頂管施工的進度和精度，從而達到實際的使用意義。

1工程概況

某道路工程專業管線工程線包括：雨水、污水、給水、燃氣、通訊和供電等管線的新建和改造。由于該路段地下管線特別繁多，污水、雨水管根本無法開挖施工，經研究決定交叉路口段污水管變更為頂管施工。

2頂管施工技術工藝

2.1工作井施工

用全站儀測放工作井位置及沉井壁的位置。用反鏟挖機開挖基坑，人工挖探管線配合。在刃腳處鋪設砂墊層，砂墊層，砂墊層應分層鋪填、夯實，用水準儀找平。沉井制作采用一次制作一次下沉，井壁模板采用鋼組合式定型模板或大模板組裝而成，內外腳手架與模板系統要分離，各自成系統，以免由于下沉造成破壞。沉井水平鋼筋采用幫條焊接，豎向鋼筋采用豎向電渣壓力焊，接頭按設計或規范要求錯開，內外鋼筋要設鋼筋支撐，每1.5m不少于一個，井壁預埋插筋要有加固措施。同時，沉井刃腳及筒身混凝土的澆筑應分段、對稱均勻、連續進行。以免造成地基不均勻下沉而導致沉井傾斜、裂縫，如圖1所示。

2.2施工準備

沉井底板砼強度達到砼設計強度的50%后，根據頂管設計高程及軸線預埋鋼制導軌，上放頂管設備、液壓千斤頂，坑上架設龍門架起重設備，液壓油箱及動力設備。頂管施工前應認真熟悉圖紙，然后進行頂管軸線的定位，工作坑的放樣及進行高程測量。根據已施放軸線及平面位置，預埋導軌。軌道安裝完畢后即進行頂管設備、液壓千斤頂的安裝調試，同時在沉井上架設龍門架起重設備、液壓油箱及動力設備的安裝。待砼底板強度達到設計要求的強度后開始進行管道頂進。

2.3導向鉆孔

根據測量的軸線，操作定向鉆機水平鉆進，路面上部采用美國DigiTrakEclipseSST定向鉆進導向系統控制鉆頭的方向，嚴格按設計曲線形成導向孔。若發現鉆套偏離設計軌跡的趨勢，通過調整鉆頭的傾角、旋轉角等參數改變鉆頭方向。導向孔完成后，對發射坑入土口、接收坑出土口標高和方位進行復核，確保按設計曲線成孔。施工過程中，密切注意鉆進過程中有扭矩、鉆壓突變、泥漿漏失等異常情況，發現問題立即停止施工，待查明原因后采取相應措施后施工。

2.4預（回）擴孔

導向孔完成后，卸下起始桿和導向頭，換回擴孔鉆頭進行回擴。回擴過程中始終保持工作坑內泥漿液面高度高于地下水位標高。回擴過程中使用好泥漿，擴孔時控制好泥漿各性能參數，不定期進行檢測，按照施工要求及時調整泥漿性能指標。選擇桶式擴孔器較適宜，擴孔器通過旋轉，將淤泥擠壓到孔壁四周，起到很好的固孔作用，根據地層特點，合理控制回擴鉆進速度，以利排查。分六次回擴，最后一次回擴合理采用相應擠擴式鉆頭，如回拖力和回擴扭矩較大，則需多回擴一次，以利孔壁成型和穩定。鉆進過程中，應及時做好施工原始記錄，記錄內容應包括鉆進時間，軸線角度、扭矩、頂力、土質情況等。密切注意鉆進過程中有扭矩、鉆壓突變等異常情況，發現問題立即停止施工，待查明原因后采取相應措施后施工。回擴過程中，密切注意底層的變化，及時測量水平變化情況，根據地層的變化情況和水平變化情況及時采取相應措施，調整施工方按，使回擴控達到設計要求。回擴工藝完成后用我單位特制的檢測工具進行檢測，達到設計要求后進行回拖管道的施工。

2.5回拖管材

回拖前應檢查電熱熔焊接質量，待焊接自然冷卻，檢查合格后方能進行拖管。將連接好的管材沿施工場地安放好，依次連接接頭、鋼帽、分動器、鉆桿。管材預連接好，接管完成后馬上開始拉管。在回拖管道過程中，密切注意孔內情況、鉆機操作手應密切注意鉆機回拖力、扭矩的變化。回拖應平穩、順利，嚴禁蠻拖。管材要一次性拖入已成形的孔洞中，中途盡量避免停頓，減少回拖的阻力。

2.6管道頂進

采用人挖機頂的方法進行，安放第一節頂管時應認真復核管道軸線、高程，準確無誤后方可開始進行管道頂進。控制點應設在不易擾動，視線清楚，方便核對的地方，并加以保護。工程開工前先進行現況管線調查，復核管線的位置與高程，現場使用的水準點閉合后方能使用。頂力設備為300t油壓千斤頂，行程L=700mm。根據頂力計算，安裝千斤頂，與管道中心線對稱布置。頂管施工時，頂力不超過5000KN。導軌使用140槽鋼，經計算D=1000鋼筋混凝土管導軌寬度為700mm，導軌高程用頂管坑內的水準點測設。鋼制導軌底部和兩側用槽鋼焊接固定。工程中規定管前挖土長度以30cm為宜，最多不能超過50cm。首節管下到導軌上應測量其高程、中心是否符合要求，確認合格后方可頂進。首節管入土后，每頂進100cm要激光尺測量中心高程一次，及時、細致操作，防止出現偏差。工作坑內設的兩個進行校核的水準點、中心點，施工時應對其妥善保護，防止碰撞。

2.7穿墻止水

為避免地下水和泥土大量涌進工作井，在穿墻管內事先填埋經夯實的黃粘土，打開穿墻管悶扳，應立即將工具管頂進。此時穿墻管內的黃粘土受擠壓，堵住穿墻管與工具管的環縫，起臨時止水作用。當工具管尾部接近穿墻管而泥漿環尚未進洞時，停止頂進，繞盤根，表軋蘭，再借助管道頂進的頂力，帶動軋蘭將盤根壓入穿墻管環縫。盤根壓得不宜過緊，以不漏漿為宜留下一定的壓縮量，以便盤根磨損后再次壓緊止水。

3頂進階段的質量控制

在頂第一節管時，以及在校正偏差過程中，測量間距不應超過30cm，以保證管道入土的位置正確；管道進入土層后的正常頂進，測量間隔不宜超過300cm。常用的糾偏方法有頂木糾偏，該方法是在偏差大于2cm時，在超挖糾偏不起作用時采用。用圓木或方木的一端頂在管子偏向的另一側內壁上，另一端斜撐在鋼板或木板的管前土壤上，支頂牢固后，在頂進過程中配合超挖糾偏法，邊頂邊支。利用頂進時的斜支撐分力產生的阻力，使頂管向阻力小的一側校正。此外，還可以應用千斤頂糾偏法，該方法基本同頂木糾偏法，只是在頂木上用小千斤頂強行將管慢慢移位糾正。為減小后座頂力，利用工具管尾部的壓漿孔壓入以膨潤土為主的泥漿作減阻手段，可把管壁摩阻力減到1.0t/m2以下。頂管進入接收井的預留洞時，其允許進洞誤差平面為±10cm，高程為±8cm。要求是相當高的，為確保順利進洞，應提高軸線測高精度，特別是把軸線設至井下時盡量減少精度損失，在確認進洞無誤后，在接收井內做好接收的一切準備工作，包括接收平臺的搭設等。此外，接口是頂管工程的關鍵部分，保證做好接口部分是頂管工程成敗的關鍵，因此對組成接口的每一部分都必須嚴格遵照有關規程的要求逐一分別嚴格制作。頂進前必須在現場作試安裝，對不合格的砼成品管應予以剔除。

結束語：

綜合上述，市政給排水管道系統是現代化城市不可缺少的重要城市市政基礎設施，市政排水管道鋪設工程雖然施工工序不太復雜，但由于大多項目是在市區施工，環境復雜，有的地下管線及電纜情況不明，在確保既有工程安全的前提下，還要考慮地上交通等因素的影響，導致施工難度增加，施工質量和工期往往無法保證。頂管施工技術具有施工速度快，施工管道內表面光滑，密封性能好，施工安全性好，基本不影響施工區域周圍環境或者影響很小，但是，頂管施工周期較長，工程造價昂貴，因此，在施工過程中，必須嚴格質量控制，保證施工技術工藝符合設計規范要求，從而保證市政污水管施工的順利實施。

參考文獻

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作者簡介

陳立軍（1978-），男，大專，工程師職稱，現從事項目管理工作。