市政工程頂管施工技術(shù)的應(yīng)用分析

【摘要】隨著我國(guó)城市規(guī)模的不斷發(fā)展擴(kuò)大，人們的物質(zhì)需求和精神需求也在不斷增加，人們對(duì)城市基礎(chǔ)設(shè)施的要求也在逐漸增加。在建設(shè)城市基礎(chǔ)設(shè)施中頂管施工技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用及快速的發(fā)展，重要的是頂管技術(shù)能減少建筑施工對(duì)城市的污染。

【關(guān)鍵詞】頂管施工技術(shù)；市政工程；頂進(jìn)管

與一般的項(xiàng)目建設(shè)不同，市政工程的施工必須要更多地兼顧是否會(huì)對(duì)居民的出行、生活和工作造成影響的問題，隨著我國(guó)城市建設(shè)水平的不斷提高，對(duì)于市政施工與居民生活和諧性的要求也在逐年提升，在這樣的時(shí)代背景下，采用非開挖鋪設(shè)技術(shù)就成為了市政施工單位的必然選擇。所謂頂管施工，就是指在不對(duì)地表進(jìn)行開挖的前提下，使用液壓頂進(jìn)工作站將需要鋪設(shè)的管道由頂進(jìn)工作坑頂入，并在頂管機(jī)后方進(jìn)行鋪設(shè)操作的施工技術(shù)。目前，這項(xiàng)技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于國(guó)內(nèi)大型城市的市政項(xiàng)目建設(shè)工作中，相信在未來一段時(shí)間內(nèi)將會(huì)得到進(jìn)一步的發(fā)展。

一、頂管施工的技術(shù)理論

頂管技術(shù)利用主頂千斤頂及管道中繼間千斤頂?shù)耐屏Γ瑢⒐艿缽墓ぷ骺觾?nèi)穿過土層一直推到接收坑，同時(shí)，將緊隨工具管或掘進(jìn)機(jī)后的管道埋設(shè)在兩坑之間。分為人工頂管、機(jī)械頂管、水射流頂管、擠壓頂管四大類，工作中根據(jù)管徑、土層狀況、管線長(zhǎng)度、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性來選定施工類型，見圖1。頂管施工中最為流行的有三種工作面平衡理論：

1、氣壓平衡：在所頂進(jìn)的管道中及挖掘面上充滿一定壓力的空氣，以空氣的壓力來平衡在下水及土層的壓力。有全氣壓平衡和局部氣壓平衡之分。

2、土壓平衡：以頂管掘進(jìn)機(jī)土艙內(nèi)泥土的壓力來平衡頂管掘進(jìn)機(jī)所處土層的土壓力和地下水壓力。在粘性土層中必須控制地面隆陷時(shí)，宜采用土壓平衡頂管法。

3、泥水平衡：以含有一定量粘土，且具有一定相對(duì)密度的泥水充滿頂管掘進(jìn)機(jī)的泥水艙，并對(duì)它放加一定的壓力，以平衡地下水壓力和土壓力的一種頂管施工方法。在粉塵土層中且需要控制地面隆陷時(shí)，宜采用泥水平衡頂管法。

二、頂管技術(shù)在市政工程中的應(yīng)用

雖然不是所有的市政工程都適用頂管技術(shù)，但隨著科學(xué)技術(shù)的的不斷發(fā)展，頂管技術(shù)的應(yīng)用范圍也將更加廣泛，尤其是在中型管徑的管道埋設(shè)工程中，其優(yōu)越性更加明顯。

1、適用范圍。

（1）在城市中心地區(qū)，或商業(yè)繁華街道，以及城市建設(shè)中遇到無法遷移或不能實(shí)施大型開挖的文物古跡遺址等特殊地段，對(duì)不能進(jìn)行空中架線、開槽埋管來實(shí)施作業(yè)施工時(shí)，一般是采用管徑80～600mm的地下埋管工程可使用頂管法施工。

（2）在敷設(shè)城市污水管道直徑大于500mm時(shí)，施工現(xiàn)場(chǎng)無法采用明溝開挖埋管施工而管道沿線又無其它建筑物基礎(chǔ)時(shí)，可使用頂管法施工作業(yè)。

2、頂管技術(shù)在市政管網(wǎng)中的應(yīng)用。

目前，在城市管網(wǎng)施工時(shí)，許多城市都存在馬路反復(fù)開挖的現(xiàn)象，嚴(yán)重防礙了市區(qū)的交通，困擾了居民生活，縮短了路面的壽命。配套的電訊、自來水、煤氣、排水、路燈、城市坐標(biāo)、候車亭、廣告箱、路牌、電話亭、治安崗?fù)さ榷家l(fā)生反復(fù)拆建才行，這無疑增加了對(duì)城市設(shè)施的破壞和施工的難度，城市這方面的問題顯得尤其突。

3、項(xiàng)管施工技術(shù)在市政管網(wǎng)中的應(yīng)用。

（1）、舊城改造過程中，由于多年形成的各種管網(wǎng)相互交錯(cuò)，很多管線地下位置不明，原始資料丟失或不全等因素，市政管網(wǎng)鋪設(shè)時(shí)無法對(duì)地面進(jìn)行有效開挖。

（2）、城市架空線路遇交通干線、繁華街道、文物古跡，鐵路或江河阻截，需轉(zhuǎn)入地下過渡。

三、頂管施工技術(shù)要點(diǎn)分析

1、現(xiàn)場(chǎng)踏勘及調(diào)查

（1）觀察現(xiàn)場(chǎng)人、車流情況確定人流及車流交通組織及路線，考慮在路口設(shè)立交通導(dǎo)向牌、高峰期安排人員指揮交通；

（2）摸查清楚附近的排水系統(tǒng)，設(shè)計(jì)最佳的排泥水線路，必要時(shí)施工臨時(shí)排水管道，避免污水橫流；

（3）對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)的煤氣、電力、通訊、煤氣、供水等管道現(xiàn)場(chǎng)定位，并標(biāo)示出來看是否需要臨時(shí)關(guān)停或搬遷；

（4）調(diào)查雨水渠箱、原有污水管道等埋設(shè)較深的市政地下構(gòu)筑物；

2、施工前技術(shù)準(zhǔn)備

可以要求業(yè)主及設(shè)計(jì)方提供頂管頂迸路線詳盡的地質(zhì)資料。盡量了解土層的物理性質(zhì)、力學(xué)參數(shù)、分布狀況等。了解地下水的狀況及變化規(guī)律如地下水來源、水面標(biāo)高及是否受到潮汐影響而變化等。如果有砂層則要搞清含砂量多少及砂的細(xì)度情況及級(jí)配關(guān)系。巖層則要搞清楚是否有裂隙發(fā)育。如果是風(fēng)化巖足則要搞清楚是否強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化抑是弱風(fēng)化，其抗壓強(qiáng)度及抗剪強(qiáng)度多少，是粉沙質(zhì)泥巖還是砂巖，是否為條片狀結(jié)構(gòu)還是整體結(jié)構(gòu)等等。一般來說現(xiàn)行業(yè)主及設(shè)計(jì)單位提供的地質(zhì)資料不夠詳細(xì)，甚至是截然不同，作為施工單位，我們一定要求業(yè)主補(bǔ)鉆。業(yè)主應(yīng)承條件下我們自己也可以在頂進(jìn)線路上補(bǔ)鑒別孔，局部問題點(diǎn)補(bǔ)技術(shù)孔。

3、頂管線路確定及井位設(shè)計(jì)

頂進(jìn)距離由設(shè)備條件及周圍環(huán)境來綜合決定。考慮到工作井的造價(jià)比較昂貴，應(yīng)少一些工作井，盡量安排往兩個(gè)方向頂進(jìn)。由于現(xiàn)行設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)管道大多按照明挖方式設(shè)計(jì)，在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查后盡量?jī)?yōu)化線路設(shè)計(jì)，避開不利頂管的土層、盡量讓頂管線路避開結(jié)構(gòu)物及樹木。最好在每個(gè)工作井或者接收井內(nèi)設(shè)計(jì)成檢查井位。線路與附近結(jié)構(gòu)物的距離設(shè)計(jì)必須考慮到以后作檢查井的方便和空間，盡量避免沖突。檢查井間距按照現(xiàn)行規(guī)范可以和設(shè)計(jì)單位研究適當(dāng)加長(zhǎng)。

4、頂力及管材設(shè)計(jì)

頂力大小和很多因素有關(guān)，如土層的變化情況、是否有糾偏、采用設(shè)備的形式、機(jī)頭的切削形式、采用管材形式、后靠背的剛度、工作井的形式、注漿的壓力、頂進(jìn)速度等。實(shí)踐證明，現(xiàn)行考慮采用整體三維模型，考慮多參數(shù)系統(tǒng)來模擬頂管頂進(jìn)過程中各結(jié)構(gòu)的受力情況。關(guān)于管材設(shè)計(jì)，現(xiàn)行對(duì)于管材的配筋量、鋼筋布置f、砼的強(qiáng)度及端部的細(xì)部處理都區(qū)別于一般承受縱向線荷載的排水管道，一般可以按照軸心受壓柱的考慮來設(shè)計(jì)管材，但是注意到頂管是需要糾偏處理的情況，必須考慮到管道的偏心受壓及局部應(yīng)力集中的情況而要預(yù)留一定的安全系數(shù)。

5、現(xiàn)場(chǎng)施工管理

在現(xiàn)場(chǎng)施工中，管線中常常帶有污物和施工殘留物，應(yīng)及時(shí)清掃，否則會(huì)對(duì)閥門、設(shè)備、儀表帶來嚴(yán)重的損害。管道在安裝前后都要進(jìn)行清掃，要焊一段清掃一段，這樣可大大減少系統(tǒng)封閉后的清掃工作量。清掃后可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行整體或分段打壓，檢驗(yàn)系統(tǒng)的強(qiáng)度和氣密性。這里要注意季節(jié)對(duì)打壓工作的影響，如在寒冷地區(qū)，冬季一般只打氣壓，打水壓易造成管道內(nèi)結(jié)冰，如打水壓則要采取一定的防凍措施。

四、施工應(yīng)注意的其他問題

1、在正式施工前，工作人員務(wù)必要對(duì)管線土層變化情況進(jìn)行全方位的了解，在需要通過回填土地段時(shí)，應(yīng)預(yù)先進(jìn)行加固處理，以免施工造成地表的大幅度下沉。

2、頂進(jìn)推力應(yīng)得到精確的計(jì)算，并以計(jì)算結(jié)果為依據(jù)，合理進(jìn)行千斤頂?shù)倪x擇。另外，工作人員還應(yīng)根據(jù)計(jì)算出的最大頂力形成工作井的加固方案，以免沉井后因土體承載能力不足而導(dǎo)致滑動(dòng)問題。

3、當(dāng)管道發(fā)生滲漏問題時(shí)，首先應(yīng)確定漏點(diǎn)，并鑿出V形槽埋入導(dǎo)水管，將管道四周用雙快水泥縫壁，在強(qiáng)度達(dá)到相關(guān)要求后，即可進(jìn)行水泥水玻璃漿液的壓入，從而完成整個(gè)封堵操作。

五、結(jié)束語

頂管施工在市政工程中，特別是深覆土、大管徑的管道工程和交通繁忙的城市主干道改造工程設(shè)計(jì)中顯得尤為重要。由于其相對(duì)于開槽埋管更具優(yōu)越性。隨著社會(huì)的發(fā)展，市政設(shè)施逐步配套完善，地下各種管道建設(shè)將會(huì)大量增加，管徑加大，長(zhǎng)度加長(zhǎng)，有直有曲，種類繁多，我們要扣緊時(shí)代脈搏，進(jìn)一步地完善和提高頂管施工技術(shù)，使之能夠滿足社會(huì)發(fā)展的需要。

參考文獻(xiàn)

[1]劉金龍，郭鵬。談市政給排水施工中頂管技術(shù)的應(yīng)用[J].中小企業(yè)管理與科技，2011（4）.

[2]戴偉。論市政給排水施工中頂管技術(shù)的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2012（16）.

[3]王小超。市政道路污水管頂管施工[J].鐵道建設(shè)，2012，（2）：40-45.