市政道路污水管道頂管施工技術(shù)的探析

高家川++李明偉

摘 要：在市政道路施工中，污水管道施工占有重要地位。作為一種現(xiàn)代化的管道敷設(shè)施工方式，頂管法施工在市政道路污水管道施工中得到了廣泛地應(yīng)用。為此，本文主要對(duì)頂管技術(shù)的概況，市政道路污水管道頂管施工流程及質(zhì)量控制進(jìn)行了分析與探究。

關(guān)鍵詞：市政道路；污水管道；概況；技術(shù)應(yīng)用

一、頂管技術(shù)的概況

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(shè)施工技術(shù)。頂管法施工就是在工作坑內(nèi)借助于頂進(jìn)設(shè)備產(chǎn)生的頂力，克服管道與周圍土壤的摩擦力，將管道按設(shè)計(jì)的坡度頂入土中，并將土方運(yùn)走。一節(jié)管子完成頂入土層之后，再下第二節(jié)管子繼續(xù)頂進(jìn)。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(jìn)機(jī)從工作坑內(nèi)穿過(guò)土層一直推進(jìn)到接收坑內(nèi)吊起。管道緊隨工具管或掘進(jìn)機(jī)后，埋設(shè)在兩坑之間。

頂管施工是繼盾構(gòu)施工之后而發(fā)展起來(lái)的一種地下管道施工方法，它不需要開挖面層，并且能夠穿越公路、鐵道、河川、地面建筑物、地下構(gòu)筑物以及各種地下管線等。頂管施工借助于主頂油缸及管道間中繼間等的推力，把工具管或掘進(jìn)機(jī)從工作井內(nèi)穿過(guò)土層一直推到接收井內(nèi)吊起。與此同時(shí)，也就把緊隨工具管或掘進(jìn)機(jī)后的管道埋設(shè)在兩井之間，以期實(shí)現(xiàn)非開挖敷設(shè)地下管道的施工方法。

二、市政道路污水管道頂管施工流程

干線管徑為1050—1950，總長(zhǎng)度為4043.1米，預(yù)留支線為管徑為0300—1050，干線檢查井53座，支線檢查井16座。本工程頂管施工貫穿于工程干線全線，選用III級(jí)鋼筋混凝土鋼承口頂管管材，選用鋼承口作為接口形式，選用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)作為所有檢查井結(jié)構(gòu)，進(jìn)行混凝土井筒預(yù)制。施工時(shí)，必須遵循設(shè)計(jì)要求進(jìn)行操作，并選用“五防”重型球墨鑄鐵井圈與井蓋對(duì)井圈、井蓋進(jìn)行檢查。該工程根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，選用人工方式普通頂管，頂管坑可設(shè)置29個(gè)，頂進(jìn)方式為單向、雙向與三向。同時(shí)，將管帽設(shè)置在管前，并與注漿、地面壓漿方式充分結(jié)合，填實(shí)頂管附近孔隙，避免沉降問(wèn)題出現(xiàn)在地面。

1、設(shè)備安裝

導(dǎo)軌安裝：導(dǎo)軌采用鋼軌與型鋼焊接，導(dǎo)軌長(zhǎng)2×4m，兩條導(dǎo)軌順直、平行、等高。導(dǎo)軌安裝在工作井內(nèi)砼墊層上，安裝牢固，以保證在管道頂進(jìn)時(shí)不發(fā)生位移；導(dǎo)軌安裝的軸線偏差≤3mm，頂面高程誤差控制在0-3mm，兩軌內(nèi)距誤差為±2mm。

千斤頂安裝：采用2臺(tái)300t千斤頂，千斤頂安裝在穩(wěn)定牢固的支架上。千斤頂?shù)妮S線與管壁重合。

工作機(jī)頭安裝：采用泥水平衡機(jī)械糾偏式工作機(jī)頭，直徑大于鋼筋砼管外徑20mm，以減少管材與土壁之間的阻力，以利于注漿（根據(jù)需要）。工作機(jī)頭與第一節(jié)砼管間采用膠圈接口。

2、管道頂進(jìn)

檢測(cè)管材質(zhì)量應(yīng)在下管前進(jìn)行，并檢查下管設(shè)備的安全性。一般選用4角支架、卷?yè)P(yáng)機(jī)進(jìn)行下管施工。頂進(jìn)施工前應(yīng)對(duì)設(shè)備、測(cè)量高程及排水設(shè)備進(jìn)行全面檢測(cè)，為確保上方支撐的穩(wěn)固性，應(yīng)將鋼木支架洞口位置的工字鋼拆除。將管帽安裝在第一節(jié)管前端，可以有效避免土方坍塌，提高頂管施工質(zhì)量，在土內(nèi)頂入管帽后，挖土施工可在帽檐下進(jìn)行。開始頂進(jìn)范圍為5米到10米，進(jìn)而能夠?qū)y(cè)量密度進(jìn)行有效提升。在頂進(jìn)施工中，應(yīng)確保其均速緩慢施工，避免出現(xiàn)上下擺動(dòng)管子的現(xiàn)象。一般軸線位置偏差控制在3毫米，高程則控制在3毫米以下。如地基良好，在頂管施工中，管前挖土長(zhǎng)度應(yīng)比管端多出30到50厘米，一般同時(shí)進(jìn)行挖進(jìn)與頂進(jìn)工作。如地基較差，管前挖土長(zhǎng)度與管端之間的距離必須控制在30厘米以下。管頂位置在頂管施工中其最大超挖量必須在1厘米范圍內(nèi)進(jìn)行有效控制。必須及時(shí)清理管前挖出的土，可選用手推車將土運(yùn)輸?shù)街付ㄎ恢谩ｍ斶M(jìn)施工中，不能在工作坑內(nèi)進(jìn)行垂直運(yùn)輸施工。頂進(jìn)施工中，應(yīng)復(fù)測(cè)各個(gè)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，對(duì)高程、中線位置進(jìn)行及時(shí)改正，一根管頂進(jìn)后，可每隔50厘米對(duì)中線、高程進(jìn)行測(cè)量，并進(jìn)行準(zhǔn)確記錄，交接時(shí)應(yīng)對(duì)上一次高程、中線進(jìn)行復(fù)測(cè)。頂進(jìn)全段施工后，應(yīng)驗(yàn)收管道中心、高程工作。

3、管道頂進(jìn)測(cè)量

因單次污水管頂管頂段均較長(zhǎng)，井內(nèi)測(cè)量時(shí)需用長(zhǎng)邊控制短邊，要求測(cè)量精度高。測(cè)量?jī)x器采用J2激光經(jīng)緯儀。測(cè)量時(shí)采用盤左盤右閉合測(cè)量，以抵消儀器差。水平測(cè)量正常情況下用激光經(jīng)緯儀光束控制，在每頂進(jìn)20米用水平儀在管道內(nèi)復(fù)核一次。復(fù)核時(shí)前視、后視距離應(yīng)盡量相等以抵消儀器差。具體工作如下：

將管道的軸線及水準(zhǔn)點(diǎn)引進(jìn)工作井內(nèi)，控制導(dǎo)軌及千斤頂?shù)陌惭b。設(shè)備安裝完成并試運(yùn)行后，在工作井的后部中心位置設(shè)置并固定測(cè)量架，以測(cè)量監(jiān)控頂進(jìn)過(guò)程。前五節(jié)管道頂進(jìn)時(shí)每進(jìn)尺0.5m測(cè)量一次軸線和高程；正常頂進(jìn)后每頂進(jìn)2m—5m測(cè)量一次。

4、管道接口

管節(jié)接口主要由外套環(huán)（鋼套環(huán)）橡膠止水帶和軟木襯墊組成。鋼套環(huán)在加工處至現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸?shù)跹b過(guò)程中不能變形，接口不損壞，以確保管節(jié)在對(duì)接過(guò)程中，橡膠帶不移位、不翻轉(zhuǎn)，確保管節(jié)的密封性。同時(shí)，鋼環(huán)套在進(jìn)場(chǎng)前還必須做好防腐處理。橡膠止水帶應(yīng)保持清潔、無(wú)油污，并存放在陰暗處，防止老化。施工中，將橡膠止水帶用強(qiáng)力膠水粘貼于混凝土管口凹槽處，并粘貼牢固，在管節(jié)對(duì)接前涂無(wú)腐蝕性潤(rùn)滑油以減少摩阻，防止止水帶翻轉(zhuǎn)、移位和斷裂。

5、頂進(jìn)糾偏

管道頂進(jìn)發(fā)現(xiàn)偏差時(shí)應(yīng)及時(shí)糾偏，管道糾偏過(guò)程采取偏差糾偏的方式。分次糾偏，不得猛糾硬調(diào)。糾偏油缸行程控制在50mm內(nèi)，以防止工具管與管道脫離。糾偏需做到勤測(cè)勤糾。

三、市政工程污水管道頂管施工的質(zhì)量控制

1、頂管施工在雨、污合流管道建設(shè)中發(fā)揮了獨(dú)特的優(yōu)越性，施工人員需認(rèn)真按設(shè)計(jì)要求施工，確保管道基礎(chǔ)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。當(dāng)?shù)鼗刭|(zhì)水文條件不良時(shí)，應(yīng)進(jìn)行換土改良處治，以提高基槽底部的承載力。如果槽底土壤被擾動(dòng)或受水浸泡，應(yīng)先挖除松軟土層后和超挖部分用砂或碎石等穩(wěn)定性好的材料回填密實(shí)。地下水位以下開挖土方時(shí)，應(yīng)采取有效措施做好抗槽底部排水降水工作，確保干槽開挖，必要時(shí)可在槽坑底預(yù)留20cm 厚土層，待后續(xù)工序施工時(shí)隨挖隨封閉。

2、在頂進(jìn)過(guò)程中及時(shí)注意油泵的壓力表指示值的變化，發(fā)現(xiàn)壓力突然上升時(shí)，立即停止頂進(jìn)，檢查壓力上升原因，防止發(fā)生意外。控制千斤頂活塞的外伸長(zhǎng)度，不要超越臨界沖程，以免損壞設(shè)備。要連續(xù)頂進(jìn)，如果停工時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，地下水滲透量增加，土拱容易坍塌，再開頂時(shí)頂力將大幅度上升。根據(jù)不同的地質(zhì)情況，隨挖隨頂，以免塌方。頂進(jìn)速度適當(dāng)，過(guò)快易產(chǎn)生偏差，過(guò)慢易塌方。頂管工作面排水。頂管工作應(yīng)盡量從下游向上游方向進(jìn)行，地下水由工作面流向工作井集水坑，再用泵排出地面。管道滲漏的治理。對(duì)管道滲水和漏水點(diǎn)，先鑿V形槽，埋入導(dǎo)水水管，用速凝水泥封閉管周，待水泥有一定強(qiáng)度后，用手動(dòng)泵壓入水泥水摻玻璃漿液封堵。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，頂管施工技術(shù)是市政工程中的一種非開挖技術(shù)，是一種安全、高效、環(huán)保、便捷的市政工程施工方法，在市政道路污水管頂管施工過(guò)程中必須重視其施工技術(shù)要點(diǎn)，不僅可以最大限度地提升市政道路施工的質(zhì)量，還能延長(zhǎng)工程的使用周期。

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