頂管技術在市政工程中的應用研究

+王俊平+劉建委

摘要：隨著我國現代化城市建設的不斷發展，市政工程基礎建設步伐的逐步加快，目前，城市地下空間開發工程逐步增多，各種地理環境的特殊性也增加了地下工程建設的難度。此外，近年來，各地政府與社會機構從建設文明城市出發，嚴格要求加強城市的文明建設、環境治理、工程完善等，對城市各種地下項目建設也進一步做出了規范。本論文分析了頂管技術在市政工程建設中的應用。

關鍵詞：市政工程；頂管施工技術；應用

隨著城市建設的不斷加快，在市政管道工程施工中，必然要鋪設很多不同直徑的管道，傳統的挖溝埋管施工已經不能適應，而頂管施工技術具有施工速度快、施工安全性好等優點，因此近年來應用廣泛。本文對頂管施工技術的實際應用進行了分析探討。

1頂管施工的特點

頂管法又稱為非開挖管道敷設技術，它具有不需要開挖面層，就能穿越地面構筑物和地下管線吸公路、鐵路、河道的特點，相比開挖敷設技術，投資和工期將大大節省。同時，頂管施工技術可以降低噪音，減少粉塵，減輕對城區的交通條件和環境狀況的干擾和破壞，屬于真正的無污染、高效率的施工技術。頂管施工法由于其上述多方面的優點，在市政工程中尤其是在市政管線工程中得到了廣泛地應用。概括起來，頂管施工技術具有幾大方面的優點：施工面由線縮成點，占地面積小；地面活動不受施工影響，對交通干擾小；噪音和震動低，城市中施工對居民生活環境干擾小，不影響現有管線及構筑物的使用；可以在很深的地下或水下敷設管道，可以安全穿越鐵路、公路、河流、建筑物，減少沿線的拆遷工作量，降低工程造價。

2頂管技術施工應用分析

2.1現場踏勘。首先，在進行頂管施工前，要進行施工現場勘查，觀察施工地點的人、車流情況，確定交通路線，并且在交通路口設立導向牌等標志，同時安排人員指揮交通；其次，在施工之前要考察臨近的排水系統建設，設計好排水線路以及管道建設，避免污水橫流；再次，對施工現場的電力、通訊、煤氣等管道進行現場定位勘查，找出需要臨時關停或搬遷的設備設施，避免發生不良影響；此外，認真調查附近橋梁等構筑物的橋臺基礎、樁基深度及間距、建筑物基坑的結構形式，以便于確認是否要對其進行噴錨結構施工，為頂管技術的順利實施打好鋪墊。

2.2頂進管的選擇。頂進管一般選用鋼筋砼管，如沒有腐蝕要求可選用鋼管。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。

2.2.1頂進管直徑的選擇：頂進管的直徑選擇是首先根據工程性質、工程需要確定內徑，根據頂進管所受荷載確定砼管的配筋及壁厚，進而確定外徑。因為頂管工程工作面上需要配備挖土工人，所以一般管內徑不小于500mm；

2.2.2頂進管長度的選擇：頂進管的長度對頂管過程的可控性和經濟性有很大的影響。在直線推頂的情況下使用長管可以減少裝管的次數，取得良好的效果，但隨著管長度的增長，如果偏離原定的路線，使之恢復正確路線要比使用短管更加困難。建造頂壓坑時頂壓坑的長度也要增大，挖坑、支護、回填、修復的費用將相應地增加。

2.3頂管施工的前期準備。①現場平面布置：平面總體布置包括起重設備、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、棄土坑的布置等。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，工作井邊側設置下井扶梯供施工人員上下；②頂管機進、出洞處以及后靠土體加固：為確保頂管機出洞的絕對安全，需對后靠土體及進、出洞區域土體進行高壓旋噴樁加固。為防止頂管機進、出預留洞導致泥水流失，并確保在頂進過程中壓注的觸變泥漿不流失，必須在工作井安裝止水裝置。

2.4頂管施工的工藝。頂管施工又稱為頂進法施工，是指利用頂進設備將預制成橢圓形或圓形構造物逐漸頂入路基，以構成立體交叉通道或涵洞的施工方法。頂管施工需先在確定的管段之間設置工作井和接收井，然后在工作井內安裝推力設備將導軌上的頂管機頭推入土體，由機頭導向，將預制的鋼筋混凝土管向前頂進，前端土體通過工作井運出，最后完成管道鋪設。

2.4.1頂管井的設計。頂管井分工作井與接收井兩種，頂管井的建造結構有很多種類，一般使用鋼筋混凝土結構。工作井的結構形式通常有單孔井和單排孔井。前者形狀有圓形、正方形、矩形等，后者則大多為矩形，它們的結構受力性能由高至低依次為圓形一正方形一矩形。

2.4.2頂管施工工序。（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：①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；②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；③穿墻前對可能出現的問題進行分析并制定相應處理措施；④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）頂管出洞：頂管出洞是頂管作業中一個很值得注意的問題，頂管出洞，即頂管機和第一節管子從工作井中破出洞口封門進入土中。開始正常頂管前的過程，是頂管技術中的關鍵工序，也是容易發生事故的工序。為防止管線出現偏斜，應采取工具管調零，在工具管下的井壁上加設支撐，若發現下跌立即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。（3）注漿減阻：在頂管施工中還有一個重要的技術措施就是通過壓注觸變泥漿填充管道周圍的空隙，形成一道泥漿保護套，起到支撐地層，減少地面沉降，減少頂進阻力的作用。在施工中，首先對頂管機頭尾部壓漿，并要與頂進工作同步，然后在中續間和混凝土管道的適當位置進行跟蹤補漿，以補充在頂進中的泥漿損失。注漿工序一般多應用于長距離頂管施工中。（4）頂管糾偏：糾偏是指機頭偏離設計軸線后，利用設置在后部的糾偏千斤頂組，改變機頭端面的方向，減少偏差，使管道沿設計軸線頂迸。頂進糾偏是采用調整4 臺糾偏千斤頂組方法，進行糾偏操作，若管道偏左則千斤頂采用左伸右縮，反之亦然。

3結語

隨著我國社會現代化進程的加快，城市化水平不斷提高，我國的頂管施工建設在市政工程長期的探索中取得了顯著的成效，但和國外發達國家的相比，我國在技術、質量、監管上還存在著顯著的不足，因此，加大對頂管施工工藝探究，提升工程建設質量是市政工程亟待接的問題和發展方向，對于我國市政工程的健康發展具有重要作用，同時，為建設現代化的安全、環保、便捷的生活環境具有重要意義。此外，考慮到我國目前的頂管施工情況以及普遍的施工水平，加強進行施工全過程的工藝的管理和控制是與時俱進的先進管理手段。隨著經濟的飛速發展，經濟全球化影響的加深，我國城市建設監理人員的知識技能水平也在不斷提高，相信隨著我國城市建設監理體制和建設技術的也在不斷完善，必將開拓我國市政工程開發建設的新局面，為城市的建設取得了良好的經濟效益和社會效益。

參考文獻

[1] 趙劍偉.頂管技術在市政工程中的應用研究[J].價值工程, 2011(07).

[2] 李德強,宋軍.頂管技術在市政工程中的應用研究[J].華章,2011(19).