頂管工藝在市政給水管道施工中的應用技術探究

李廣峰

（山西太水市政工程有限公司 山西省 太原市 030002）

頂管工藝屬于非開挖施工方法，在市政給水施工中應用這種頂管工藝，可以有效解決施工中給建筑物造成的破壞以及施工導致的道路交通堵塞，可以有效穩定工程施工所在地的土層，同時保護城市環境。對市政給水工程進行施工的時候，因為給水管道必須通過交通比較繁忙，并且人口非常密集的區域，同時會對很多地面建筑產生一定的影響，所以，為了避免給水工程建設給人們的正常生活帶來影響，就必須在給水管道施工中廣泛應用頂管工藝。

1 頂管工藝施工概述

所謂頂管施工，就是利用頂進設備制造推理，讓管道可以克服和周圍土層之間的摩擦力，同時把管道依據設計坡度頂到土層里面，完成管道埋設工作[1]。進行頂管施工的時候，必須利用中繼間、主頂油缸以及管道間等推力，將工具管或施工掘進機往工作坑里面穿過土層推進相應的接受坑里面吊起，然后在這兩坑間把給水管道埋設好。頂管施工屬于盾構施工后發展出來的地下管道施工技術，采用這種方法敷設管道的時候，不用開挖面層就可以順利穿越建筑、道路以及鐵路和河流，有效完成管線敷設施工。

2 采用頂管施工工藝對市政給水管道進行施工時需要注意的事項

2.1 進行地質勘查，確保施工中土層穩定性

我國很多城市都緊挨河流，就算是不在河邊建設的城市也和水系之間的距離不大，所以對市政給水工程來說，地質以及水文條件順著管線會發生非常大的改變，頂管施工前，必須首先進行地質勘查，保證頂管施工不會使得土層發生非常大的變化而損壞建筑以及道路等。如果是在頂管施工中有可能產生問題的地區，應該進行加固處理，避免頂管施工使得地表下沉非常大，引發地面沉陷以及地面開裂等問題[2]。

2.2 做好檢測工作，確保施工安全

一般頂管施工過程中都會穿過淤泥層，而該層里面的腐爛物質會放出大量有毒氣體，若這些氣體在施工過程中擴散到空氣里面，就會損害施工人員的健康，情況嚴重的時候甚至會危及到其生命，所以施工中一定要做好檢測工作，同時及時通風。

2.3 進行地面勘察，防止工程施工破壞其他管線

現階段，頂管設備能夠勘察施工線路中有沒有障礙物，可是為了確保頂管施工不會傷害天然氣、通訊以及電力等管線，就應該進行地面勘察。地面勘察可以準確預測施工線路上存在的管線種類，同時在施工中盡量避讓別的管線，確保頂管施工不會給人們的正常生活造成影響[3]。

2.4 按照工程地質和具體需求計算頂進推力，同時合理設計施工中繼間

確保頂管施工順利進行的前提就是計算出具體頂進推力，實際施工中應該按照工程地質和具體需求計算頂進推力，同時合理選擇油缸種類以及中繼站的具體分布，此外，還應該設計好施工中的工作井，同時依據計算得出的最大定理加固工作井，確保頂管施工可以順利安全的進行。

3 分析頂管工藝在市政給水管道施工中的應用技術

3.1 選擇頂進管和頂進設備

想要讓頂進管可以更好應對地質環境的腐蝕，通常將鋼筋混凝土管當做工具管，對頂進管進行設計制造的時候，必須進行應力驗算以及配筋，確保頂進管所具有的強度以及韌性和工程具體設計要求相符。然后確定頂進管具體直徑以及長度，通常應該首先按照工程具體需求確定其內徑，然后綜合考慮頂進管具體受力狀況以及鋼筋混凝土管韌性確定頂進管外徑，通常其管徑應該超過500mm，這樣便于工人在頂管上進行作業。同時從理論上來說，頂進管長度應該越長越好，可是如果太長，在施工中出現路線偏移情況就很難恢復。此外，如果長度變長，回填、挖坑以及支護施工的成本投入也會增加，所以應該合理選擇頂進管長度。

施工中采用的頂進設備主要有運土設備、千斤頂以及高壓油泵等，應該依據工程具體需求以及頂進管規格合理選擇設備規格以及所用的設備數量[4]。

3.2 頂管施工具體準備工作

進行頂管施工前，需要做的準備工作有：布設棄土坑、自動控制室、管片堆場、料具間以及注水系統、拌漿棚和起重設備等。應該加固頂管進出洞位置和后靠土體，對后靠土體和進出洞區域采取高壓旋噴樁加固技術，保證頂管機可以安全出洞。同時應該對工作井設置洞口止水裝置，避免頂進管機進出相應的預留洞口使得泥水損失，并且要保持頂進中出現的觸變泥漿。

3.3 對頂管井進行設計

有兩種頂管井：①工作井：②接收井，而頂管結構有很多中，通常使用的是鋼筋混凝土結構。其中工作井的結構一般是單孔井以及單排孔井，單孔井形狀有矩形、圓形以及方形，而單排孔井大部分都是矩形，圓形受力性能最高，最低的是矩形。

3.4 分析頂管工藝具體施工流程

（1）進行穿墻施工：所謂穿墻，就是打開墻悶板，同時把工具管頂出井外，設置止水裝置的過程[5]。采用的施工技術主要有：①在穿墻管里面填夯壓非常密實的紙筋粘土，也可以填強度不高的水泥粘土拌和土，達到臨時阻水擋土目的；②想要保證穿墻孔外側土體基本穩定，同時具有足夠強度，采用工作井工具管進行穿墻前，需要注漿固結穿墻管外側；③實際穿墻前需要分析可能產生的問題，同時制定有效處理措施；④當悶板開啟后，應該將工具管快速推到里面，并且做好穿墻止水工作。

（2）頂管出洞，所謂頂管出洞，是指使頂管機以及第一節管子從相應的工作井里面破出洞口，然后進入土里面，頂管出洞過程中，施工人員應該特別注意防止出現安全事故，同時注意管子不要由于受力過大產生問題。想要確保管子出洞不發生問題，就應該采用工具管來進行處理，同時為了保證出洞安全，應該采取注漿加固技術改良頂進工作井以及接收工作井外側土體。

注漿減阻：想要降低管材和土壤之間產生的摩阻力，就應該通過注漿工藝增加頂距，進行注漿減阻施工的時候，采用的施工材料主要為水以及膨潤土，混合水以及膨潤土能夠得到一層潤滑層，從而有效降低管外殼與土壤產生的摩阻力，增加管子推進距離，該泥漿凝結之后具有一定的穩定性能，從而保護管壁。想要得到更理想的減阻效果，還可以在制漿時添加適當緩凝劑、純堿以及CMC 等。

（3）進行頂進糾偏，如果頂管位置發生偏移，就會使得管子不可以合攏，這時就應該進行糾偏。常用糾偏方法有：千斤頂糾偏、超挖糾偏以及頂木糾偏。當偏差是1～2cm 的時候，應該采取超挖糾偏方法，就是通過偏向反側超挖產生阻力讓管子恢復原位。如果偏差超過2cm，就應該采用頂木糾偏方法，就是通過圓木或方木一端將管子偏向反側頂住，另一端斜撐于已經墊有鋼板的管前土層上。千斤頂糾偏和頂木糾偏基本一樣，就是把小型千斤頂置于頂木上強行校正偏移。

4 結束語

頂管工藝在市政給水管道建設中的具體應用技術可以對工程建設質量產生直接的影響，想要確保其施工質量，就需要在實際施工中合理應用頂管施工技術。市政給水工程屬于一項非常重要的關乎民生的工程，而頂管技術的應用可以顯著減少管道施工給城市造成的影響，所以，該技術的實際應用價值以及應用前景非常廣闊。

[1]袁鵬.簡析頂管技術在市政給水管道施工中的實踐[J].房地產導刊，2014（34）：123.

[2]郭偉，陳波，吳紀東，等.大口徑鋼筋混凝土排水管道施工新工藝——半開槽頂管施工技術介紹[J].給水排水，2012，38（12）：100～103.

[3]丁豐.非開挖技術在城市給水管道施工中的應用及意義[J].科技創新與應用，2015（7）：105.

[4]趙連成.大口徑污水管道長距離頂管穿越道路工程的施工[J].中國給水排水，2011，27（4）：105～108.

[5]陸納新，牛博騫.無錫市錫澄供水工程取水管道施工技術介紹[J].給水排水，2012，38（8）：107～112.