市政道路給排水管道中頂管施工技術的應用分析

姚潤霞

市政道路給排水管道中頂管施工技術的應用分析

姚潤霞

社會不斷進步，人們的生活質量不斷提升，只有加快城市建設，完善市政基礎設施，才能不斷滿足人們逐漸增長的物質文化需要。而給排水管道就如同城市的動脈一樣重要，所以，頂管技術在地下給排水方面的應用也日漸廣泛。對比新的頂管技術，傳統的排水管道除了具有一定的局限性，還具有一定的問題和不足，因此，革新管道施工技術迫在眉睫。

目前，世界范圍內，應用最為廣泛的就是排水管道頂管施工技術。頂管技術在其它領域也有廣泛的應用，但各個領域對其應用的方式不盡相同。雖然頂管施工技術的應用形式不同，但都有著相同的設計思路。本文對排水管道頂管施工技術進行分析討論，為日后的施工過程提供依據。

一、頂管技術的概述

目前頂管技術在市政管道施工中應用比較廣泛，頂管技術也叫非開挖管道敷設技術，區別于其它管道施工技術，頂管施工技術具有很多優點：（1）在開展管道施工和鋪設時，應用頂管技術，不再需要人工將路面挖開，這樣將大幅度減少工作人員的勞動量，與此同時，地面的植被和土地資源也受到了一定的保護。（2）如果遇到需要貫穿地面建筑及地下管道的工程，頂管技術可以鋪設、維修施工管道。（3）區別于傳統的開挖敷設施工，頂管技術會更明顯地縮短工程時間，以節約工程成本。（4）頂管技術的有效推廣和廣泛應用，可以避免給排水工程給城市建筑帶來影響，從而達到降低污染、保護環境的目的。（5）頂管施工技術具有一定的經濟效益。

二、頂管技術在給排水管道施工中的特點

1.對周圍環境基本無污染

在應用頂管技術的過程中，不需要改變土層原本的結構，也不需要開挖溝槽，所以在施工過程中，不會有灰塵的產生，而且噪音相對較小，這樣不僅不會對環境造成污染，也不會產生噪音等白色污染而影響周圍居民的生活。除此之外，這項技術的另一個明顯的優勢就是在施工過程中，原有地下管線和地面建筑仍可以使用。

2.施工過程不需要挖掘

頂管技術又叫溝槽非開挖技術，顧名思義，這項技術在施工過程中，不需要開挖溝槽，這樣就縮短了施工時間，提高了工作效率。因為不需要開挖溝槽，頂管施工技術在施工過程中，不會干擾地面交通的正常運行。另外，頂管施工在無需地面建筑物拆遷的情況下，可以直接穿過土層進行施工。這樣不僅降低了工程成本，也保護了施工環境。

3.施工面的點型分布特色

區別于頂管施工技術，傳統挖槽埋管的施工面是線性的，這樣會造成施工面積大，社會效益不理想，而頂管技術填補了傳統埋管技術的缺點，施工面轉為點型，這樣一來，有效地減少了工程占地面積，而且有效緩解我國土地資源緊張的局面。

三、給排水管道施工中頂管技術的施工過程

1.頂管施工前的準備

（1）現場平面的總體布置：自動控制室、起重設備、管片堆場、料具間、拌漿棚及拌漿材料堆場、棄土坑、注漿系統等。開始工作之前，井內安裝頂管機、發射架、主推千斤頂、前頂鐵、反力架等設備，并且在井邊放置扶梯，供工作人員上下井使用。

（2）后靠土體及其進出洞區域土體高壓旋噴，可以加固頂管機進、出洞以確保頂管機出洞的安全性。為了確保不流失施工過程產生的觸變泥漿，進一步防止頂管機進出預留洞泥水流失，工作井需要安裝洞口止水設備。

（3）頂管施工技術又常被稱為頂進法施工技術，這項技術憑借頂進設備把開始預制的圓形或箱形管道逐漸頂入土層，最終構成立體交叉涵洞或通道的施工策略。頂管技術施工時，首先確定管段位置，然后在這些管段之間設置接收井和工作井，其中，工作井內安裝可以將導軌上的頂管機頭推入土體的推進設備，并且由機頭做導向，將鋼筋混凝土管道向前頂進，前面產生的土體，由工作井運出，最終管道鋪設得以完成。

2.頂管施工技術需要選擇合適的頂進管道型號和設備

（1）給排水頂管施工過程中頂管施工所用管節長度的選擇，對經濟效益和質量控制具有十分重要的意義。水平方向進行推頂工作時，想要取得優良的施工效果，長管節頂管作用明顯，但是，管節越長越容易造成原定頂進路線和實際頂進路線之間的誤差，而且這種誤差一旦產生將很難修復；如果選擇較短的管節，施工過程中管節容易被推進周圍土層，頂進線路彎曲，沒有辦法控制頂管頂進的質量。所以，合理的頂管所用管節長度的選擇是頂管施工的基礎工作。通常情況下，管節長度可以根據管口直徑確定：管節直徑和管節長度的比值等于或低于1∶2時，優先選擇較長管節；管節直徑和管節長度的比值等于1.5∶1時，優先選取標準長度的管節；管節直徑和管節長度的比值大于或等于1∶1時，優先選擇較短管節。

（2）確定管節直徑，需要根據具體工程性質和施工需要來確定，管節的配筋、外徑及管壁厚度需要由管節所能承受的壓力來確定。在管道頂進施工過程中，應配合人工挖土。通常情況下，管節直徑的選擇應大于800mm。給排水工程頂管技術的應用過程中，工作井和接收井需要設置在管道分段之間，管道由頂進設備逐漸頂進土層中。作業井中安裝頂進設備，將預制管節推入土層，多余土則由作業井推出，給排水管道敷設工作得以完成。

（3）頂管井施工中，頂管井主要分為接收井和工作井兩部分。鋼筋混凝土構成頂管井的基本結構，分為單排孔井和單孔井。單孔井一般為矩形、圓形及正方形，而單排孔井通常是矩形。頂管井中，圓形形狀的受力效果最好，較差的為單排孔井。接收井和作業井的配置通常需要根據管道敷設工程的具體情況進行。

四、頂管技術施工要點

1.熟練通曉頂管技術的施工過程

穿墻施工。先將穿墻門板打開，從內井中將工具頂出，在穿墻過程中，需要設置好止水設備。頂管穿墻能否做好，通常與以下要點有關系：（1）為了避免施工環境的水對管道施工造成影響，用強度稍低的水泥粘土拌合土和紙筋粘土將穿墻管道填封。（2）為了補充穿墻孔部位強度不足，穿墻施工之前，用水泥漿固定。（3）工具管的推入工作要快捷，防止穿墻過程中，防水設備的性能受到影響。（4）根據施工經驗，對頂管技術施工過程中可能遇到的問題做好預測，相應準備好應對措施。

頂管出洞。頂管出洞時：（1）下管工作之前對管子的外觀進行觀察，避免有縱向縫隙和破損情況的出現。（2）管子的管壁應該平整、光潔，無坑陷、鼓泡情況。（3）檢查后，用起重機將管子吊到工作坑的導軌上準備工作，為了確保施工時沒有工作人員在工作坑內和安全下管，需要對起重機進行檢查和試吊。（4）管子頂進之前，需要將第一節管道放在軌道上，并對管子的中心、前后端進行精密測量以確保安全和合格。

注漿護壁。選擇較長的頂管進行施工時，應該在頂管的外周注一層觸變泥漿以保護頂管外壁，與此同時，這樣可以提高周圍土體的堅實性和平整性，減小挺進摩擦力，避免出現大面積沉降。

糾偏法。千斤頂糾偏的過程中，在檢查支頂牢固后方可進行糾正。

2.合理設置頂管井

通常情況下，頂管井即工作井和接收井，結構為鋼筋混凝土結構，如果工程地點的土質較差，為了避免孔體破壞和頂管井塌方的情況出現，必須在井體內部設置徑向外撐，以確保工程質量。按照結構差異，頂管井又分為單孔井和單排孔井。其中單孔井有正方形、矩形、圓形等結構形式，而單排孔井通常是矩形的結構，圓形結構的承壓力更強，矩形承壓能力較小。在施工進行的過程中，對頂管井類型的應用需要根據地形的情況選擇。排水管道工程中，工作井和接收井的設置應該以間隔的形式設置，間隔間距即為檢查井的間距，這樣設置之后，檢查井的位置就可以設定在工作井和接收井之內。

五、結語

市政給排水管道施工過程中，對比傳統開挖技術，頂管技術的優勢明顯。這樣從根本上就遏制了城市亂挖溝槽的現象。同時，頂管施工過程中，具有較低的工程成本，能夠帶來較高的社會效益，而且不會對施工周圍的環境造成影響，給施工地點造成較大的破壞，這項技術對城市給排水工程具有重大意義。

（作者單位：河南省三門峽市市政工程處）