市政給排水施工中頂管技術的應用

摘要：隨著經濟的發展和時代的進步，人們的生活水平和生活質量也逐漸提高。而市政建筑施工作為城市化建設的關鍵，保證工程施工質量，成為當前城市化建設，社會發展的需要。而在市政給排水工程施工中，頂管技術的應用更是整個施工中的重中之重。本文通過對當前市政排水工程施工中存在的問題進行論述，進而對其進行分析并提出相關對策。

關鍵詞：市政工程；給排水施工；頂管技術；市政建設

1、前言

隨著我國經濟的快速發展，城鎮規模不斷擴大，特別是臨近大中城市的縣鎮，發展勢頭迅猛，為滿足日益增長的排水量并合符國家對城鎮污水的監察和管理，縣鎮必須積極主動的建設更多、更大管徑的污水排水管。然而，對城鎮特別是縣城中心采取頂管施工不僅能降低施工對城市交通、綠化帶等市政設施的破壞，還能節省施工成本。

在城鎮排水管頂管施工中，必須做好城鎮排水管頂管施工前的準備工作，科學矯正好泥水平衡壓力和管壁摩擦力，并及時引入和革新頂管施工技術，在確保頂管施工質量和工期的情況下盡可能降低施工成本，為進一步完善和發展城鎮排水管頂管施工技術提供基礎性的理論知識和實踐經驗。

2、頂管施工的特點

頂管法又稱為非開挖管道敷設技術，它具有不需要開挖面層，就能穿越地面構筑物和地下管線吸公路、鐵路、河道的特點，相比開挖敷設技術，投資和工期將大大節省。

同時，頂管施工技術可以降低噪音，減少粉塵，減輕對城區的交通條件和環境狀況的干擾和破壞，屬于真正的無污染、高效率的施工技術。頂管施工法由于其上述多方面的優點，在市政工程中尤其是在市政管線工程中得到了廣泛地應用。

概括起來，頂管施工技術具有幾大方面的優點：施工面由線縮成點，占地面積小；地面活動不受施工影響，對交通干擾?。辉胍艉驼饎拥停鞘兄惺┕用裆瞽h境干擾小，不影響現有管線及構筑物的使用；可以在很深的地下或水下敷設管道，可以安全穿越鐵路、公路、河流、建筑物，減少沿線的拆遷工作量，降低工程造價。

3、頂管施工工藝及流程

目前，在我國常用的市政排水管頂管施工方式主要有2種：開放型和密封型。其中，頂管施工密封型的應用最為廣泛，并可分為頂管泥水式推進法、頂管土壓式推進法和頂管泥濃式推進法。

3.1泥水式推進法

通過使用刀盤掘進機并用科學設計的頂速來平衡正面土壓力，調節循環水壓力用以平衡地下水壓力。該工藝的施工特點：在頂管施工過程中施工不間斷，施工速度較快，且不需要特別的改良地基或降水處理，地表沉降小。

3.2土壓式推進法

該方法主要是采用向工作間的切削倉內注入一定比例的混合材料，使其充滿整個泥倉的方法來平衡正面土壓力和地下水壓力；施工推進中并不需要泥漿泵等輸送混合材料的設備，整套施工推進機器造價低廉；不需要對泥漿進行處理，整體推進頂管施工的成本較低。土壓式推進工法選用的頂管掘進機一般為單刀或多刀盤土壓平衡掘進機。土壓式推進工法適用的施工管徑一般在φ1000～3000毫米之間。

3.3泥濃式推進法

該工藝采用二次注漿處理，不僅能在很大程度上消減與地層間的摩擦阻力，還能順利排出粒徑為頂管直徑1/3的礫石等廢棄物，保證頂管施工的順利進行，較適用于城市排水管長距離頂管推進施工。該頂管推進方法在頂管施工過程中，將地下的土、礫石等廢棄物分成兩部分通過不同的方式輸送至地表后再外運處理。

因此，泥濃式推進法的適用性非常廣泛，除巖石外所有土質條件均可適用。它適用的頂進管徑一般在φ700～2200毫米之間。頂管施工工藝流程為：挖掘工作坑，制作頂管的混凝土管、組裝混凝土管、油泵頂進、出泥、管道貫通、拆工具管、砌檢查井、回填。

4、頂管施工技術在排水施工中的應注意的因素

1、管道的材質

在排水施工中可以用塑料管道、鋼筋混凝土管以及鋼管等等，但是在應用中要根據管道的材質、強度如何以及接口的操作等方面進行選用，大多情況下，在排水施工中都會應用鋼筋混凝土管。在頂管施工技術中，選用的鋼筋混凝土管要承受壓力能力比較強，而且也要具備非常高的強度，所以應用專用的頂管管道材料。頂管管道的直徑要大于500毫米，因為要人工處理管道中的接口。頂管在施工中的長度應該結合經濟狀況以及技術水平來進行決定，距離相對比較短的以及線路比較彎曲的都適用短管，為了減少過多的進行裝管，距離相對比較遠的而且是直線的路段一般都適用長管。在施工中要依據地質以及管道覆土的深度適當的增加管材的強度與厚度。

2、頂力

在排水施工中應用到的頂管施工技術的油缸、頂鐵、油泵、千斤頂等多項設備就是頂進設備。頂管的管道材料、管道的直徑、施工的地質、頂進設備以及工作坑等很多因素都影響著并且制約著頂力的程度。在頂力的規劃與設計中要保留足夠的富裕量，因為在施工的應用中要糾偏頂管的方向，進而在規劃中還要注意頂管管道中一些局部地區的力度集中狀況以及偏心的受壓狀況等。一般在開挖以及操作這兩個工作部分設立頂管管道的工作艙，還要用鋼板將其隔開，在開挖的工作艙中會用到挖土以及運土等施工措施，在工作艙的底部設備中還會設立吸泥口。在操作的工作艙可以允許施工人員可進去操作，其中會設立水密封的閘門。

3、工作坑

工作坑分工作井與接收井兩種，有圓形的，也有矩形的，一般使用鋼筋混凝土結構，按照施工的技術工藝可以將其分為裝配式以及現澆式，在大多的排水施工中都會應用現澆式的頂管施工技術。并且還會在工作坑的周圍施打水泥攪拌樁或放置支撐物體，進而來增強后背墻的定力，還會在內部設置鋼質的墻圍，穩固工作坑的施工強度。工作坑影響著頂管施工技術的質量，有著很大的影響力度，所以一定要把握好施工中的工作坑，在確定工作坑時，要考慮排水、運輸、出土的等因素，還要注意在挖工作坑時不要破壞周圍建筑的根基。工作坑在頂管技術的組成中占著非常重要的地位，因此，在開挖工作坑時一定要把握好其強度以及規范性。

5、膨潤土懸浮液在疏松土層中的應用

在無粘性的疏松土層中以及在粘性很小的土壤中，例如在砂礫土中，若不采取其它輔助措施，土層由于本身極不穩定，以致在刃腳推進之后立刻就會坍落在管壁上。所以對這類土壤來說，膨潤土懸浮液的支承作用尤其具有重要意義。

為了起到這種支承作用，先決條件是要盡可能準確地掌握膨潤土懸浮在砂礫上中的特性。膨潤上懸浮液將滲人土層的孔隙內，充滿孔隙，并繼續在其中流動。流速取決于孔隙的橫斷面與懸浮液的流變特性，同時也取決于壓漿壓力。因此為了在同樣的壓漿壓力下達到相同的滲入深度，在孔隙橫斷面很小的細粒土層中便需要低流限的懸浮液，面孔隙橫斷面較大的粒粒土層則需要高流限的懸浮液。

在克服流動阻力的過程中，壓漿壓力隨著滲入深度的增加而成比例地衰減，所以相應每一種壓漿壓力，都有一個完全確定的滲入深度。盡管就某種場合來說，隨著管子的推進同時在管子整個圓周上和管路全部長度上均勻地壓漿證明是相宜的，而在另一些場合下，正確的方法則又可能是分段壓漿。例如現已得知，在管子下半部，膨潤土在頂進過程中比靜止狀態下更容易流出，而上半部的壓漿則是在管路靜止的情況下更容易進行。

因此，最好是將管子下半都的注漿孔和上半部的注漿孔分別組合起來。這種半側壓出韻原因在于，靜止狀態的管道以其全部很大的重量沉落于底部。這樣便在管道的頂部形成了小空隙，或者至少是形成了一個壓力較低的區域。

在這種狀態下，膨瀾土在管頂處比在管底部更容易流出。反之，在頂壓力和浮力同時作用下，管道有向上拱起的傾向。這時管道離地升起，于是管底下方便形成了一個低壓區，致使膨潤土更加容易滲入其中并均勻地散開。

6、結束語

在目前的工程施工中，市政給排水工程共分為供水、排水與循環水三個系統。而排水系統包括生產污水排水管、生活污水管和清凈下水排水管。循環系統包括循環冷卻水給水管和循環冷卻水回水管。在整個系統中，排水系統存在的問題相當較多。

頂管設計在市政工程中，特別是深覆土大管徑的管道工程和交通繁忙的城市主干道改造工程設計中顯得尤為重要。在特定工程條件下，相對與開槽埋管更具優越性。時代要前進，城市要發展。市政設施配套完善，地下各種管道建設將會大量增加，頂管設計和施工也會增多，這將是今后大城市頂管施工的發展趨勢。

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