探究頂管施工技術在管網建設中的應用

摘要：近年來，隨著我國城市規模的快速發展和工業化水平的不斷提高，地下管網建設的相關問題日益凸顯。本文從工程施工角度，針對頂管施工技術的施工原理和優勢進行了闡述，并以某污水處理系統廠的管網工程為例，對頂管施工技術在管網建設中的應用展開探究。希望通過本文的闡述和分析，能夠讓更多的人了解頂管施工技術，同時有助于頂管施工技術在我國的廣泛應用。

關鍵詞：頂管施工技術;管網建設;應用

城市地下管網是指城市范圍內的地下用來排水、燃氣、熱力、電力、通信、廣播電視、工業等的管線及其附屬設施，不僅是用來保障城市運行的重要基礎設施，而且是城市的“生命線”。隨著我國城鎮化規模的不斷擴大和市政工程的基礎建設規模飛速發展，目前城市的地下工程項目逐步增多，這就造成了在現有城市基礎設施的基礎上進行管網施工具有一定的難度。[2]頂管施工技術是解決此類問題的技術手段，它是一種非開挖或少開挖技術。頂管施工技術不僅能降低工程施工對交通、建筑物的影響及危害，縮短市政工程的建設周期，而且可以降低市政工程建設成本。這種污染小、效率高的現代化施工技術在國內外市政工程建設中得到了廣泛的應用。

一、頂管施工技術

頂管施工是一種市政工程常見的施工模式，以非開挖的方式進行施工。也就是在工作坑內借助頂進設備所產生的頂力及頂管機頭刀具的切削和研磨的作用，克服管與管周邊土的摩擦力，將管道按照提前設計好的路線意圖頂入土中，在頂進的同時，將所產生的泥土塊通過泥漿管道或傳送機機械運出。在第一節管子頂入土層后，再將第二節管子相繼頂進。頂管技術的關鍵之處在于要不斷地擺正管子在地下的頂進位置。頂管施工技術的應用不受外部環境的影響，具有高效、安全、經濟和環保的功能，尤其體現在用于大型管子的管網建設中。目前，頂管施工技術在國內外受到了廣泛的認可和應用，主要由于采用頂管施工技術具有以下幾點的優勢：

（一）頂管施工技術可以起到對環境和原有設施的保護作用。[1]這種技術的應用不用挖開地面就可以使管道穿越城市的建筑物、公路、鐵路和河流等。同時，這種安全有效的施工方法不僅可以降低工程項目施工對原有建筑物的影響，而且對于環境也起到了保護作用。

（二）頂管施工技術具有良好的經濟效益。頂管施工技術不受外部環境的影響，釆用地下施工的方案，這樣不僅可以降低工程建設成本，而且在工程施工所涉及的地區不需要征地拆遷費用。還有，頂管施工技術由于無需地面工作，就可以極大地縮短了管線長度。

（三）頂管施工技術可以大大減少地面交通的影響。由于頂管施工為地下施工，不需要大面積封路，僅在頂管工作井及接收井處需要局部封閉，因此對地面交通影響較小。

（四）頂管技術受管線的埋深影響很小。一般來說，管線的埋深越深，如果采用明開挖，其造價也越高、施工難度也越大，對周邊的影響也就越大，但采用頂管技術，僅需加深工作井和接收井的深度。

二、管網工程的實例

某污水處理廠的管網工程：管線的環境為現狀道路，管線所處的土層為淤泥質土層，管線的深度5～7m，管徑為1000mm～1200mm。下面就該工程中所采用的具體施工方法進行分析和闡述。

（一）施工方式的選擇：

根據管線的施工環境、埋深和所處的土層地質情況結合頂管施工技術的優點，本工程宜采用頂管施工方法。頂管施工技術根據其出土的方式，有土壓平衡、水壓平衡和氣壓平衡三種方法。由于管線所處的地質較差，地下水位較高，因此采用水壓平衡施工方法。

（二）施工前的相關準備環節

1、在工程開始前，施工單位要對施工現場周圍的各種條件進行調查和復核。例如水文、地質、地基土質地和下水位等情況。

2、施工單位對于路面的車流情況和路基下的地下管線等情況進行調查和復核，上報相關單位并讓有關單位提前進行技術處理。例如，在施工前，相關單位應該對排水系統做好處理。

3、為了確保施工的安全和高效運轉，施工單位的相關人員制定完善的施工方案，確保線路的安全有效。例如，頂管施工技術進行的作業應在工作坑的水位降至基底以下0.4至1.1m時進行。

4、合理選擇頂管工作井和接收井的位置。選擇的原則是盡量減少對地面交通和周圍建構筑物的影響，工作井和接收井的間距宜為100m左右。

5、按照設計要求制作后背及工作的底板。為了使工作底板的頂面達到要求的平整度，在施工中我們要采用“方格網控制高程法”。[6]也就是在將混凝土灌入工作底板時，要將直徑17"mm的鋼筋頭埋入混凝土中，以此來分成3.5m方格網控制高程，然后在按照點來找平，再用比例為1：3的水泥砂漿將表面抹平整。[3]要注意的是：為了保證頂進技術的順利施工，施工人員應該將底板的頂面做成前面較高后面較為低的一種仰坡，再為底板的兩側設置導向軌。

（二）進行設備的安裝與調試

1、安裝頂進設備。在管道建成后就可以進行頂進設備的安裝。首先，我們要按照最大的頂力來配置千斤頂的臺數。然后在施工技術人員將安裝的項目裝入設備后就能夠進行設備的調試。[4]進行調試的內容主要有：用系統檢查頂進設備的安全有效性;設備各項功能是否可以正常運行;鋪設的管道線路有沒有存在泄露的問題和調整電接點壓力表來測定起動推力。

2、安裝相關輔助施工設備。主要是進水管、排泥管、注漿管的鋪設。

3、進行頂進管的調試。在設備的安裝與調試工作完成之后就可以進行頂進管的調試工作。首先，調試人員要檢查頂進管的頂進效果是否達到了施工的要求，也就是頂進管的工作效果以是否可以頂管道為標準。其次，在進行頂進管的調試工作中，專業的負責人要對于有關部位和觀測點進行全程的觀察，如進行頂進管調試中的工作情況，要是出現問題，就要對這些問題進行及時的處理。同時，我們要多注意后背和底板是否有什么變化。

（三）頂管過程中需要注意的問題：

1、在頂管過程中，需密切注意頂管的頂力變化，合理調整頂進速度，避免出現頂進速度過大，頂力過大造成頂管破裂情況。

2、需密切注意排出泥漿的變化，根據泥漿的變化調整頂進速度。

3、頂管工作需持續進行。避免過久的停頓而造成頂管壓力過大。

4、需密切注意調整頂管的姿態，避免頂管偏離原設計的標高和位置。

5、做完泥漿的處理工作，不得把泥漿直接排入河流、市政管道等避免污染環境。

結束語

隨著經濟的發展，人們生活水平的不斷提高和城市規劃的越來越復雜，對于基礎設施的維護力度也就逐漸加大。在過去，我們對于大多數基礎設施的維護是受外界施工條件的影響和限制的，例如許多地段的工程設施會由于受到地面建筑物、道路或河流等的影響而無法進行順利施工。城市的管道鋪設由于受現場的工作環境而無法開挖或不能開挖而無法正常進行。[5]頂管施工技術的誕生不僅滿足了當今現代社會發展的需求，而且有利于資源的有效利用和為人民的生活出行等的方便性具有重要的意義。例如，由于頂管施工技術的使用，就減少了施工過程中對于地面的亂挖現象，減少了交通阻礙，同時有利于環境的保護。這種符合“可持續發展觀”的指導思想的技術在我國的使用和推廣是必需的。但是，目前由于我國在這項技術的使用過程中遇到了很多問題，因而在某種程度上就制約了這項技術的發展前景。因而我國一定要從理論到實踐中加強對于這項技術的研究，從而在我國廣泛的應用，并且能夠真正地為我國工程項目的發展做出重要貢獻。

參考文獻：

[1]趙國軍.淺議頂管施工技術在水利建設工程中的應用[J].黑龍江科技信息，2014，（1）：180-180.

[2]謝海林.頂管施工技術在水利建設工程中的應用[J].建筑工程技術與設計，2014，（15）：564-564.

[3]鄧斯琪.市政工程中頂管施工技術的應用[J].城市建設理論研究（電子版），2013，（18）.

[4]宋洋，任亮，闞紅明等.頂管技術在城市給排水管道建設中的應用[J].電子制作，2013，（15）：194-194.

[5]趙飛.芻議矩形頂管施工技術在地下過街通道建設的應用[J].城市建設理論研究（電子版），2012，（27）.

[6]呂烈鋒.論市政工程中頂管施工技術的應用[J].科技致富向導，2012，（7）：27，23.