論市政道路排水工程污水管頂管施工技術(shù)

楊明雙

摘 要：在市政道路排水工程污水管施工中，常常會遇到無法正常開挖的情況，為了確保施工順利進(jìn)行，便需要采取頂管施工技術(shù)。基于此點，文章首先對頂管施工技術(shù)進(jìn)行概述，并在此基礎(chǔ)上依托工程實例，對頂管施工技術(shù)在市政道路排水工程中的應(yīng)用進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：市政排水；污水管；頂管施工技術(shù)

1 頂管施工技術(shù)概述

頂管施工屬于一種非開挖的管道施工技術(shù)，具體是指以后背為支撐條件，以千斤頂為主要工具，將工具管或是掘進(jìn)機從工作井內(nèi)穿過土層推送至接收井吊起，并將管道埋設(shè)于工作坑與接收坑之間的過程。

1.1 頂管施工系統(tǒng)的構(gòu)成

1.1.1 工作井與接收井。在頂管施工中，所有的頂進(jìn)設(shè)備全都置于工作井內(nèi)，如千斤頂、后靠背以及鐵環(huán)等等，同時掘進(jìn)機也是從工作井內(nèi)出發(fā)進(jìn)行頂進(jìn)作業(yè)；接收井是某一段頂進(jìn)的終端，也是接收掘進(jìn)機的場地。在某些特殊的條件下，如多段連續(xù)頂管，工作井也可直接作為接收井使用，但接收井卻不能直接作為工作井使用，這是非常重要的一點。

1.1.2 洞口止水圈。其最主要的作用是防止地下水以及流沙進(jìn)入到井中，屬于一項安全防護措施。

1.1.3 掘進(jìn)機。這是安放在最前端的頂管設(shè)備，其在很大程度上決定著工程是否能夠順利完成。若是采用手動掘進(jìn)的方式，可以用工具管代替掘進(jìn)機。

1.1.4 頂進(jìn)系統(tǒng)。主要由操作臺、油泵、油管和油缸等部分構(gòu)成。

1.1.5 基坑導(dǎo)軌。想要確保頂管順利頂進(jìn)，便需要為管道提供一個相應(yīng)的支撐體系，即基坑導(dǎo)軌。其多數(shù)是由兩根互相平行的箱型鋼墊組成。由于管道本身的重量較大，所以導(dǎo)軌應(yīng)當(dāng)具備足夠的剛度，并且還要有良好的耐磨性。

1.1.6 管材。這是頂管施工中的主體，其種類相對比較繁多，如鋼管、PVC管、鋼筋混凝土管等等。具體選用何種類型的管材，應(yīng)當(dāng)根據(jù)工程需要而定。

1.1.7 輸土裝置。在頂管施工過程中，輸土是一個較為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，其與施工進(jìn)度密切相關(guān)，一般可根據(jù)頂管類型選擇輸土方式。

1.1.8 起吊設(shè)備。門式起重機是頂管施工中最為常用的起吊設(shè)備，其優(yōu)點是工作性能穩(wěn)定、操作簡便。

1.1.9 測量設(shè)備。由于管道向前頂進(jìn)的過程中容易出現(xiàn)偏差，所以施工時需要采用相應(yīng)的測量設(shè)備進(jìn)行糾偏。一般短距離頂進(jìn)可選用經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀進(jìn)行測量；長距離頂進(jìn)則應(yīng)采用激光經(jīng)緯儀。

1.2 頂管施工工藝分類

現(xiàn)階段，頂管施工工藝的分類標(biāo)準(zhǔn)相對較多，但幾乎每一種分類都是以頂管施工工藝的某一項特性為依據(jù)，下面介紹幾種較為常見的分類方式：

1.2.1 按機械設(shè)備分類。具體可分為氣壓平衡式頂管、手動掘進(jìn)式頂管等等。

1.2.2 按管徑分類。具體可分為大口徑頂管、中口徑頂管、小口徑頂管以及微型頂管。

1.2.3 按管材分類。可分為鋼混管頂管、鋼管頂管以及其他管材頂管。

2 頂管施工技術(shù)在市政道路排水工程污水管道施工中的應(yīng)用研究

為了便于本文研究，下面依托工程實例對頂管施工技術(shù)的具體應(yīng)用進(jìn)行論述。某城市為了解決XX路段的污水排放問題，決定在該路段鋪設(shè)污水管，由于XX路段為該城市的重要通道，且地下管線眾多，周邊存在大量建筑物，很難采用直接開挖的方式進(jìn)行管道施工，經(jīng)綜合考慮之后，決定采用頂管施工工藝。

2.1 工作井施工

在頂管施工中，工作井是頂進(jìn)作業(yè)能否順利進(jìn)行的關(guān)鍵之所在，為此，必須對該環(huán)節(jié)的施工予以足夠重視。工作井施工技術(shù)要點如下：先用全站儀側(cè)放工作井以及沉井壁的位置，然后采用反鏟式挖掘機進(jìn)行基坑開挖，并以人工挖探管線配合；沉井采用一次制作、一次下沉的方式，井壁模板為復(fù)合式鋼模板，內(nèi)外腳手架與模板相分離，各自形成獨立的系統(tǒng)，這樣能夠防止下沉引起破壞的情況發(fā)生。沉井的水平鋼筋采用幫條焊接，接頭位置按照設(shè)計和相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求錯開，每間隔1.5m設(shè)置一個鋼筋支撐；筒身混凝土采用分段澆筑，這樣能夠避免沉井傾斜和早起開裂；沉井下沉前應(yīng)當(dāng)做好結(jié)構(gòu)與外觀檢查，并依此將刃腳下的承墊木抽出，同時用砂或是卵石進(jìn)行填實；采用排水下沉法進(jìn)行沉井下沉，下沉過程中，需要設(shè)置明溝、集水井和排水溝；如果沉井下沉的過程中出現(xiàn)偏斜，則可通過增加荷載的方式進(jìn)行調(diào)整；當(dāng)沉井下沉至設(shè)計標(biāo)高之后，應(yīng)當(dāng)穩(wěn)定48h之后，再進(jìn)行封底。

2.2 頂管施工工藝要點

2.2.1 施工準(zhǔn)備。當(dāng)沉井底板的混凝土強度達(dá)到設(shè)計強度的50%以上，便可按照頂管設(shè)計高程預(yù)埋導(dǎo)軌，然后安裝頂管設(shè)備，并在坑上架設(shè)門式起重吊。在正式施工前，應(yīng)當(dāng)對圖紙進(jìn)行仔細(xì)閱讀，了解并掌握關(guān)鍵要點。

2.2.2 管道頂進(jìn)。首節(jié)頂管安放時，應(yīng)當(dāng)對管道的軸線、高程進(jìn)行復(fù)核，確認(rèn)無誤后方可進(jìn)行頂進(jìn)；可將控制點設(shè)置在視線清楚、不易擾動的位置上，并采取相應(yīng)的防護措施；本工程中采用的頂力設(shè)備為300t的油壓千斤頂，安裝千斤頂前應(yīng)當(dāng)進(jìn)行頂力計算，根據(jù)相關(guān)計算結(jié)果，頂管施工過程中，頂力應(yīng)當(dāng)控制在5000kN以內(nèi)；本工程設(shè)計要求管前挖土長度應(yīng)當(dāng)控制30cm以內(nèi)，最大不得超過50cm；當(dāng)首節(jié)管下放至導(dǎo)軌上時應(yīng)當(dāng)對高程和中心線進(jìn)行測量，看是否與設(shè)計要求相符，確定合格后方可進(jìn)行頂進(jìn)操作。

2.3 質(zhì)量控制措施

2.3.1 測量、放線。根據(jù)工程中確定的控制點，對污水管線的高程樁和中心線進(jìn)行測量。在測設(shè)頂管中線樁時，應(yīng)使用全站儀將其設(shè)置在頂管工作坑的前后，保證前后兩樁與管線處于同一水平線上，保證兩樁可以通視。在每一頂管坑內(nèi)設(shè)置兩個水準(zhǔn)點，對水準(zhǔn)點進(jìn)行校驗，使其誤差控制在±5mm范圍內(nèi)。

2.3.2 頂管測量、糾偏。在第一節(jié)管頂進(jìn)時，應(yīng)將測量間距控制在30cm內(nèi)，且保證管道入土位置正確；在管道正常頂進(jìn)土層后，將測量間距控制在300cm內(nèi)。頂管糾偏主要包括以下兩種方法：（1）頂木糾偏法。該方法適用于超挖糾偏無效且偏差超過2cm的情況。將方木或圓木的一端頂在管子偏向的另一側(cè)內(nèi)壁上，另一端斜撐在木板或鋼板的管前處，在保證支頂牢固的基礎(chǔ)上，配合超挖糾偏法進(jìn)行頂進(jìn)，利用圓木或方木斜支撐產(chǎn)生的阻力，促使頂管校正；（2）千斤頂糾偏法。這種方法的操作步驟類似于頂木糾偏法，不同的是將小千斤頂作用在頂木上，促使頂管位移校正。

2.3.3 泥漿減阻措施。將泥漿壓入工具管尾部的壓漿孔內(nèi)，可有效降低管壁的摩擦阻力。在頂管頂進(jìn)預(yù)留洞時，將進(jìn)洞誤差平面控制在±10cm，高程控制在±8cm。尤其當(dāng)軸線設(shè)置在井下時，應(yīng)當(dāng)減少精度誤差，以保證頂管順利進(jìn)洞。

3 結(jié)語

綜上所述，頂管施工是一項較為復(fù)雜且系統(tǒng)的工作，由于施工過程中涉及的環(huán)節(jié)較多，其中任何細(xì)微的錯誤都可能對整體質(zhì)量造成影響。為此，必須在頂管施工中，了解并掌握施工工藝要點，并做好施工質(zhì)量控制工作，這樣才能保證工程按質(zhì)按時完成。

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