頂管技術在城市排水管道施工中的應用探討

王軍

【摘要】隨著現代化城市進程的加快，城市地下管線越來越復雜，這對于城市排水管道施工提出了更高的要求。頂管技術作為一種新型施工技術，其在城市排水管道施工中的應用，不需要開挖路面，管道埋深范圍廣，不影響正常的交通出行，因此應積極推廣頂管技術在城市排水管道施工中的應用。本文簡要介紹了頂管技術，分析了頂管技術在城市排水管道施工中的應用。

【關鍵詞】頂管技術；城市排水管道；施工；應用

近年來，城市基礎設施日益完善，排水管道施工范圍越來越廣泛。傳統的排水管道施工技術經常需要開挖路面，給人們的交通出行和日常生活帶來很多不便。在城市排水管道施工中應用頂管技術，可有效解決這個問題，在實際施工過程中，應嚴格把關各個施工工序，加強頂管施工管理，不斷提高城市排水管道施工質量。

一、頂管技術概述

頂管技術也稱為非開挖管道敷設技術，是一種施工難度較大的技術。頂管技術在應用過程中，不需要開挖路面層就能穿過河道、鐵路、公路、地下管線和地面構筑物[1]，和傳統的開挖敷設技術相比，大大節省了施工工期和投資成本。并且頂管技術可減少施工粉塵，降低噪音，減輕對城市環境狀況和交通條件的破壞和干擾，維持順暢安全的交通秩序，是一種高效率、無污染的施工技術。由于頂管技術具有上述這些優點，被廣泛的應用在城市排水管道施工中。

二、頂管技術在城市排水管道施工中的應用

1、合理選擇頂進管

在城市排水管道施工中應用頂管技術，首先要合理選擇頂進管，一般可以選擇鋼筋砼管，如果對頂進管沒有相關的腐蝕要求，可選擇鋼管。按照鋼筋砼的技術規程和標準，做好鋼筋砼管的應力驗算、配筋和規格設計。

（1） 頂進管長度

在應用頂管技術時，要合理設置頂進管長度，頂進管長度直接影響著頂管過程的經濟性和可控性。在直線推頂過程中使用較長的頂進管可有效減少裝管次數，施工下料較高。隨著頂進管長度的不斷增長，一旦頂進管偏離原定施工路線，再恢復正確的施工路線難度較大。在建設頂壓坑時，如果頂壓坑長度較長，在修復、支護、回填、挖坑等工序的施工費用也會早呢更加；反之，在直線推頂過程中使用較短的推進管同樣也存在難度，由于短管很容易擠入周圍土層，造成管列發生蛇形彎曲，從而降低管路頂進的準確性和可控性。因此，頂管技術在城市排水管道施工中的應用，必須合理選擇頂進管長度，通常情況下，可根據管徑來衡量的頂管長度，當L/D外 2.1時，是長管；當L/D外=1.15時，是標準管；當L/D外 1.10時，是短管[2]。

（2）頂進管直徑

根據城市排水管道施工要求和施工現場的實際情況，確定合理的頂進管內徑，然后再結合頂進管施工中所承受的荷載確定砼管的壁厚和配筋，從而確定頂徑管外徑。由于頂進管技術施工時，地上工作面上需承受挖土人員，因此一般情況下，頂進管內徑應大于500mm。

2、做好頂管施工的準備工作

（1）現場布置

在城市排水管道施工現場，合理布置棄土坑、注水系統、拌漿材料堆場、拌漿棚、管片堆場、料具間、自動控制室、起重設備等，在工作井中設置反力架、主推千斤頂、前頂鐵、頂管機、發射架等頂進設備，在井邊安裝下井扶梯，便于施工人員上下。

（2） 頂進管后背墻設計

后背墻用于支撐千斤頂，因此后背墻必須具有較高的堅固程度。一般情況下，后背墻主要通過加厚或者加寬的方法進行制作，保障后背墻的堅固度。在設計后背墻時，要采用水泥加鋼筋工藝，確保后背墻受力均勻，用鋼板對后背墻形成輔助作用，可有效延長后背墻使用壽命。另外，后背墻設計還應考慮到頂進管頂進方向和后背墻表面保持垂直，將誤差控制在允許范圍內，包括水平扭轉度和垂直度。

（3）頂管機進出洞口位置加固

為了確保頂管機進出洞口的安全性，可采用高壓旋噴樁對頂管機進出洞口區域的土體和后靠土體進行加固，為了防止頂管機進出洞口造成泥土流失，應在工作井洞口設置止水裝置。

3、頂管井設計

在城市排水管道施工中，采用頂管技術，利用頂進設備將圓形或者箱形構造物緩慢頂入路基中，形成立體交叉的涵洞或者通道。頂管施工之前，應在城市排水管道確定的施工管段設置接收井和工作井，在工作井中安裝推力裝置，將導軌頂管機頭逐漸推入土體，利用機頭導向，向前頂進鋼筋混凝土管，從工作井中運出前端土體，完成排水管道鋪設。

頂管井有多種建造結構，一般主要使用鋼筋混凝土結構，工作井結構形式主要有單排孔井和單孔井，單排孔井多是矩形，單孔井有矩形、正方形、圓形等，從矩形、正方形、圓形，它們的結構受力性能逐漸遞增。在布置頂管井結構時，在頂管井中設置內支撐，改善頂管井結構受力。在施工過程中，工作井應按照雙向頂進設計，和接收井保持一定間隔距離，頂管井施工完成后，按照設計要求在接收井和工作井位置做檢查井。

4、頂管施工工序

（1）穿墻

將穿墻悶板打開，用工具管頂出，設置穿墻止水設備，在施工過程中注意以下幾個問題：其一，在穿墻管中填充和夯實低強度拌合土和水泥粘土或者密實的紙筋粘土，發揮臨時擋土和阻水作用；其二，為了確保穿墻孔外側土體有足夠強度并且保持穩定，在工具管穿墻之前，采用注漿方法來固結窗墻管外側；其三，穿墻前仔細分析可能出現的問題，制定有效的解決措施。

（2）頂管出洞

在頂管施工作業中必須要注意頂管出洞，第一節管子和頂管機從工作井中破出進入土體中，這個過程是頂管技術施工的關鍵工序，為了防止頂管發生偏斜，要使用工具管調零，在工具管井壁上安裝支撐設備，一旦發現下跌，及時用主頂油缸糾正偏移，在工具管出洞之前，設定初始角來彌補頂管下跌。

（3）注漿減阻

在頂管施工過程中，可通過壓注觸邊泥漿將頂管周圍空隙填充嚴密，形成泥漿保護層，起到降低頂進阻力、減少地面沉降、支撐地層等作用[3]。首先，和頂進工作同步進行，對頂管機頭進行壓漿，然后在混凝土管道和中續間合適位置做好跟蹤補漿。

（4）頂管糾偏

當頂管機頭偏離排水管道施工的設計軸線后，利用糾偏千斤頂組，適當調整機頭端面方向，控制偏差，使頂管沿著施工設計軸線逐漸頂進。城市排水管道的頂進糾偏可設置4臺糾偏千斤頂組，做好糾偏控制操作，如果管道偏左，應千斤頂右縮左伸，如果管道出現方向和高程的偏差，要注意先糾正偏差大的一面。在糾偏時，要盡量采用小角度分級逐步的頂進。

結束語：

在城市排水管道施工中應用頂管技術，具有很多不可比擬的優勢。結合頂管施工技術的特點和城市排水管道施工現場的實際情況，采用合適的施工工藝，嚴格把關頂管施工技術的各道工序，提高排水管道施工質量，降低對周圍環境和城市交通的影響，提高城市排水管道施工的經濟效益和社會效益。

參考文獻：

[1]周巖. 頂管技術在城市排水管道施工中的應用[J]. 現代物業（上旬刊），2012，04：28-29.

[2]黃貴. 頂管技術在城市排水管道施工中的應用[J]. 科技信息，2011，18：272.

[3]詹仕發. 頂管技術在市政給排水管道施工中的應用探討[J]. 福建建材，2014，01：31-32.