市政給排水長距離頂管施工影響要素及控制要點(diǎn)分析

■黃 磊 ■上海奉賢賢潤水務(wù)建設(shè)有限公司，上海 201400

隨著社會(huì)的不斷向前發(fā)展，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平在不斷提高，科技也是日新月異，人們的生活質(zhì)量也得到了極大的改善，為了營造一個(gè)良好且健康的生活環(huán)境，市政給排水工程不斷走進(jìn)在人們的視野關(guān)注范圍當(dāng)中，各種新技術(shù)以及新材料的應(yīng)用提高了給排水工程的建設(shè)質(zhì)量。頂管施工技術(shù)是市政給排水施工當(dāng)中一種常見的施工技術(shù)，以其顯著的優(yōu)越性以及廣泛的適用范圍在市政給排水工程當(dāng)中廣受應(yīng)用，其應(yīng)用能夠滿足人們的日常生活需求，提高了城市化建設(shè)水平。

1 長距離頂管的構(gòu)造

長距離頂管是指每段連續(xù)推進(jìn)距離超過100m 的頂管施工。長距離頂管通常是將鋼筒在外部焊接上相應(yīng)的鋼筋籠后，通過用混凝土混合澆筑形成一個(gè)管體，再利用承插式的軟性接口將管道逐一進(jìn)行連接，并用雙橡膠圈將其密封，達(dá)到防治滲透漏水的效果。頂管管道使用鋼筋骨架網(wǎng)和鋼管共同組成了管體，其各自作用如下:首先是管體，在鋼筒內(nèi)外部澆筑混凝土之后會(huì)形成頂管管道。這種澆筑方式形成的管道擁有良好的防腐蝕性，能夠增加管道的安全系數(shù)，延長使用壽命;其次是鋼筋骨架網(wǎng)，鋼筋骨架網(wǎng)是在鋼筒內(nèi)外部焊接的機(jī)構(gòu)部位，焊接在鋼筒外部的剛勁骨架網(wǎng)是為了增加鋼筒澆筑之后的承受強(qiáng)度，確保能夠承受內(nèi)部水壓以及外部荷載，防止管體爆裂，通常采用雙層鋼筋骨架網(wǎng)。為增加鋼筒與混凝土連接的穩(wěn)固度，在鋼筒內(nèi)部焊接單層鋼筋骨架網(wǎng)，防止混凝土掉落;再次是鋼筒，一般情況，采用厚度為1.5mm 左右的冷軋鋼制成的鋼筒，在其兩端設(shè)置承插口，作為鋼筒的連接結(jié)構(gòu)，并且利用雙橡膠圈作為墊層密封承插口連接處，防止水體腐蝕和管內(nèi)滲透。

2 長距離頂管施工技術(shù)的應(yīng)用分析

2.1 長距離頂管施工技術(shù)分析

(1)非開挖頂管施工的優(yōu)勢(shì)。在城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，市政給排水施工是為適應(yīng)城市發(fā)展而開展的，在給排水工程施工中，施工單位也在逐步擯棄傳統(tǒng)的開挖施工方案，而采用長距離頂管施工方式來對(duì)其進(jìn)行施工，非開挖頂管施工成為利用長距離頂管施工技術(shù)的關(guān)鍵所在，較之傳統(tǒng)開挖施工，非開挖頂管施工在工程施工的經(jīng)濟(jì)性和使用性方面都得到了極大提升。利用非開挖頂管施工技術(shù)并非是說整個(gè)給排水工程施工當(dāng)中不進(jìn)行路面地表的開挖工作，而是利用不開挖或者未開挖的方式來對(duì)市政給排水工程內(nèi)部包含的相關(guān)管道、地下管線以及電纜等進(jìn)行全面的鋪設(shè)以及必要的更換或維修等。

2.2 長距離頂管施工中的影響因素

通常來講，長距離頂管施工是在連續(xù)推進(jìn)100m 之后進(jìn)行的頂管施工，因其推進(jìn)的距離相對(duì)較長，所以所受影響的因素相對(duì)較多，主要包括以下幾個(gè)方面:

(1)推力。在長距離頂管施工當(dāng)中，由于推進(jìn)的距離過長，管道與后座承載力不足，若推力不夠，便達(dá)不到理想的施工效果，最終會(huì)造成管道因阻力過大，無法推進(jìn);機(jī)頭卡死等各類問題的出現(xiàn)。

(2)摩擦力。長距離頂管施工當(dāng)中，較之混凝土管而言，鋼管的重量、斷面與土之間的摩擦力相對(duì)比較小，所以，通常會(huì)選用鋼管來進(jìn)行施工，另外，玻璃管同樣具有一定的實(shí)用性可以保證長距離頂管施工的質(zhì)量，另外，中繼間是長距離頂管施工當(dāng)中非常重要的設(shè)置，利用中繼間可以有效降低摩擦阻力，主要是通過將管道合理分段，然后逐段向前推進(jìn)，分散主千斤頂?shù)捻斄Γ诜稚⑦^程中，各分頂力總和便是總頂力，通過中繼間的應(yīng)用，使各段管道內(nèi)的頂力控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。

(3)后座承載推力大小。長距離頂管施工過程當(dāng)中，后座的承載推力大小同樣會(huì)影響長距離頂管施工質(zhì)量，為有效避免這一因素的影響，通常會(huì)在施工現(xiàn)場(chǎng)采用混凝土澆筑一堵后座墻，用以防止油缸推力對(duì)工作坑產(chǎn)生反力作用。

(4)排土方式。排土方式是長距離頂管施工過程中又一影響因素，在長距離頂管施工中，推進(jìn)距離超過100m 的話采用人工排土方式會(huì)延長工期，影響工程施工壽命，顯然不合實(shí)際。因此，施工中可以采用水利輸送的方式來進(jìn)行，必要情況下還可增加一臺(tái)中間泵。對(duì)于中間泵的選用也很重要，若選用土砂泵作為中間泵的話，就需要土砂泵克服管道彎頭、伸縮接頭阻力的基礎(chǔ)上將給排水管道中的土砂全部排出，若管道的口徑比較大，可以利用螺旋輸送機(jī)將管道中的土砂排出;

(5)測(cè)量精確度。測(cè)量工作是頂管工程當(dāng)中必要的一個(gè)環(huán)節(jié)，其精確度對(duì)于長距離頂管施工更是有很大影響。在實(shí)際施工過程過，機(jī)頭的頂進(jìn)方向由激光測(cè)量儀控制，當(dāng)管道長度超過100m，管道中的空氣濁度增加，管道內(nèi)通視效果變差，會(huì)影響激光投射到機(jī)頭的精度，而若想保證精確度，除了增大激光功率之外，必要時(shí)在管道內(nèi)還必須采取強(qiáng)排風(fēng)措施，減小管道內(nèi)的濁度，提高通視效果。

(6)掘進(jìn)機(jī)具的機(jī)具壽命的影響。掘進(jìn)機(jī)等各種機(jī)具的壽命同樣影響著長距離頂管施工，尤其會(huì)受到各種密封件的壽命、切削刀頭的壽命以及中繼間壽命等影響。此外，供電通風(fēng)等也一定程度上影響著長距離頂管施工，在管徑小而人員多的作業(yè)環(huán)境下，距離過長便會(huì)導(dǎo)致通風(fēng)不暢，進(jìn)而導(dǎo)致缺氧電壓強(qiáng)增大，造成電氣故障。

通過上述因素分析可以看出，在長距離頂管施工中，影響因素很多，所以施工中盡量合理安排作業(yè)坑的間距。

3 長距離頂管施工控制要點(diǎn)分析

3.1 觸變泥漿減阻

為降低頂管管壁四周的摩擦阻力，在管壁外壓注觸變泥漿形成一定厚度的泥漿套，讓頂管在泥漿中頂進(jìn)，可有效減少三分之二左右的頂管頂力，若是在松散的土層當(dāng)中頂進(jìn)，還能防止管道周圍的土層坍塌，起到加固的作用。觸變泥漿是利用特殊的粘土再摻入3%的碳酸鈉制作而成，為增加其固結(jié)后的強(qiáng)度，可摻入凝固劑，同時(shí)須加入少量緩凝劑和塑化劑到凝固劑當(dāng)中使用。使用觸變泥漿頂管時(shí)，在管道前方外縫隙處加前封閉管，工作坑外壁縫隙處加封閉圈。泥漿調(diào)劑后通過壓縮空氣經(jīng)壓漿罐、輸漿管、分漿罐以及噴漿管等送至外壁四周形成泥漿環(huán)。

3.2 中繼接力頂進(jìn)

在市政給排水長距離頂管施工當(dāng)中，觸變泥漿減少阻力還不夠，還需要采用中繼間接力頂進(jìn)技術(shù)，即通過在管道中間設(shè)置中繼環(huán)，分段克服摩擦阻力，用以解決頂力不足的問題。當(dāng)頂進(jìn)長度超過100m 時(shí)，在機(jī)頭后設(shè)置一只中繼間，中繼間由前殼體、千斤頂和后殼體組成。前殼體連接前接管，后殼體連接后接管，前后殼體之間為承插式連接，并對(duì)連接處進(jìn)行密封處理，防止管道外的水土和漿液流入管道內(nèi)。每只中繼間上安裝10 個(gè)千斤頂，每個(gè)千斤頂?shù)捻斄?0t，千斤頂要沿著圓周均勻的布置，并用扁鐵制成的緊固件將千斤頂固定在前殼體上。鋼殼體結(jié)構(gòu)加工要精細(xì)，防止在使用過程當(dāng)中發(fā)生變形。中繼間殼體外徑與管節(jié)外徑相同，可以減少對(duì)土體的擾動(dòng)、地面沉降以及頂進(jìn)阻力。當(dāng)管道頂通以后，再拆除千斤頂及各種輔件，用細(xì)石混凝土填充外殼與管節(jié)內(nèi)壁的間隙。

綜上所述，長距離頂管施工技術(shù)在目前的施工給排水施工中應(yīng)用普遍，而且有很大的實(shí)用性，通過長距離頂管施工，在很大程度上提高了市政給排水的施工水平，奠定了良好的給排水施工基礎(chǔ)，然而長距離頂管施工技術(shù)在應(yīng)用當(dāng)中會(huì)受到各方面因素的制約，需要不斷加強(qiáng)研究，為長距離頂管施工技術(shù)的進(jìn)一步提高做出努力，為城市發(fā)展添磚加瓦。

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