淺談排水管道頂管施工技術

【摘要】頂管施工工藝能夠減少在施工時對城市交通的影響，在市政工程中有廣泛應用，本文就排水管道頂管施工的定義及優點進行了簡單介紹，并對施工工藝進行了分析。

【關鍵詞】排水管道施工 頂管施工技術

一、引言

在排水管道頂管施工過程中，要選擇合適的施工方法，最大程度地減少排水管道頂管施工對鋪設排水管道的影響，減少對城市道路交通的影響。針對排水管道頂管施工中存在的問題，積極采取有針對性的措施，不斷完善和改進施工技術和施工工藝，掌握排水管道頂管施工中的注意事項，確保排水管道頂管施工的順利進行。

二、頂管施工技術的定義及優點

1.頂管施工技術的定義

頂管施工就是非開挖施工方法，是一種不開挖或者少開挖的管道埋設施工技術。頂管法施工就是在工作坑內借助于頂進設備產生的頂力，克服管道與周圍土壤的摩擦力，將管道按設計的坡度頂入土中，并將土方運走。一節管子完成頂入土層之后，再下第二節管子繼續頂進。其原理是借助于主頂油缸及管道間、中繼間等推力，把工具管或掘進機從工作坑內穿過土層一直推進到接收坑內吊起。管道緊隨工具管或掘進機后，埋設在兩坑之間。

2.頂管施工技術的優點

頂管施工技術是一種非開挖管道敷設技術，它不需要開挖表面土層，就能夠直接穿越地面建筑物、地下管線以及公路、河道等，與開挖管道敷設技術相比，其投資與工期將大大節省。總結起來，頂管施工技術主要具有以下四個方面的優點：第一，施工面由線到點，占地面積較小。第二，地面活動基本不受施工的影響，對于交通的干擾甚小。第三，施工的噪音和震動較低，對于居民生活環境的干擾較小，不影響現有管線以及建筑物的使用。第四，能夠在較深的地下或者水下敷設管道，可以安全穿越鐵路、河流、地面建筑物等。

2.1頂進用管

頂管掘進機是頂管用的主要設備，是決定頂管成敗的關鍵所在，它總是安放在所頂管道的最前端。在手掘式頂管施工中是不用頂管掘進機而只用一只工具管。不管哪種形式，頂管掘進機的功能都是取土和確保管道頂進方向的正確性。鋼筋混凝土管是頂管中使用得最多的一種管材。按它的生產工藝可分為離心管、立式振搗管和懸輥管三大類，按其接口形式可分企口（丹麥管）、平接口（T 型）和 F 型接口三種。在鋼筋混凝土管中，還有采用玻璃纖維進行加強的管道和用鋼板進行加強的管道。單管節的頂進管是鋼管，它的接口都是焊接成的，施工完工以后變成一根剛性較大的管道。它的優點是焊接接口不易滲漏，缺點是只能用于直線頂管，而不能用于曲線頂管。除此之外，鑄鐵管、硬塑料管（PVC、PE）、玻璃鋼管和復合管等也可用于頂管。

2.2土壓力控制

在頂管開始徐徐推進后，刀盤前的土壓力便會慢慢上升，當土壓力升到大于控制土壓力P時，停止推進，刀架回縮，減小切削土量。只要把推進速度調節到與排土量相符，則可保持土壓力為恒值。但在實際推進過程中，不可能完全處于上述理想狀態，如推進速度快于排土速度，操作上采取推推停停，間斷式向前推進。

2.3輸土裝置

輸土裝置隨頂進方式的不同而不同。在手掘式頂管中，大多采用手推車出土；在土壓平衡式頂管中，有蓄電池拖車、砂泵等方式出土；在泥水平衡式頂管中，都采用泥漿泵和管道輸送泥水。

2.4淺層頂管時土體移動的分析計算

由于大直徑頂管施工時在地下開挖引起卸載，雖然后續管節起到支撐作用，但開挖時開挖面四周的土體因應力松弛已向開挖面和隧洞空間膨脹，仍會引起地層損失。以前有學者認為，對于粘性土，可近似地認為所有的地層損失均表現為地面沉降。但從軟土地層頂管工程的實踐看，土體的移動形式是復雜的，其運動既有豎向分量（沉降或隆起），也有水平分量，其中水平分量包括土體沿頂管軸線方向的運動。

2.5地面起吊設備

地面起吊設備最常用的是門式行車，它操作簡便、工作可靠，不同口徑的管道應配不同噸位的行車。它的缺點是轉移過程中拆裝比較困難。汽車式起重機和履帶式起重機也是常用的地面起吊設備。它們的優點是轉移方便、靈活。

2.6測量和校正系統

頂管過程中，每隔一定時間（一般是每頂進 1m）應測量標高和中心線一次。發現偏差時，除及時校正外，還應每頂進一個行程后，正式測量校正一次。使用得最普遍的測量裝置是經緯儀和水準儀。經緯儀用來測量管道的左右偏差，水準儀用來測量管道的高低偏差。在機械式頂管中，大多使用激光經緯儀，即在普通經緯儀上加裝一個激光發射器，激光束打在掘進機的光靶上，觀察光靶上光點的位置就可判斷管的上下和左右偏差。當管的偏差超過允許值時，應根據實際情況采用校正千斤頂等方法進行校正。頂進過程中出現中心偏差土 1gmm或高程偏差士 1lmm。及有偏差趨勢應及時糾偏。糾偏用調整部分內統一布置在一個斷面上的4個可調式千斤頂調正機頭，通過控制各方位的千斤頂的伸縮，調整工具管刃角走向實現的。糾偏時每頂進20-30cm測量一次。頂進時，必須加強第一節管道頂進質量控制，減少起頂誤差，因此導向軌、千斤頂受力點、管底滑道、管側超挖必須嚴格按施組要求進行。

2.7注漿系統

注漿系統由拌漿、注漿和管道三部分組成。拌漿是把注漿材料兌水以后再攪拌成所需的漿液。注漿是通過注漿泵來進行的，它可以控制注漿的壓力和注漿量。管道分為總管和支管，總管安裝在管道內的一側。支管則把總管內壓送過來的漿液輸送到每個注漿孔去。注漿壓力的大小和穩定性會對土體的移動有影響。如果注漿壓力過大，會對管道周圍的土體造成擠壓，使土體發生側向位移和地面隆起現象：如果注漿壓力過小，則漿液無法順利地填補管道與周圍土體之間的空隙，無法形成泥漿套，不能達到注漿的預期效果。同時，注漿壓力不穩定，則會對土體產生擾動，破壞土體的結構，從而引起沉降，尤其是后期的固結沉降。合適的注漿壓力應既能使漿液順利地注入管段外壁，又能不嚴重地擾動地層。采用土壓平衡式掘進機，實際施工中注漿壓力一般取掘進機大刀盤中心刀頭處測到的土壓力值（地下水壓力和自重土壓力之和）。

三、結論

頂管施工技術具有不妨礙交通暢通、占地面積少、大大降低沿線拆遷的工作量、施工的過程控制相對嚴格以及經濟性較高等優點。相對于開槽埋管從社會效益與經濟效益上來講更具有優越性，另外一方面從切實做到保護環境考慮，頂管施工技術應該得到大力推廣。

【參考文獻】

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