市政給排水施工中的長距離頂管施工技術(shù)分析研究

靳 楠

西安市第二市政工程公司，陜西西安 710054

1 頂管施工技術(shù)概述

該項技術(shù)在實際的應(yīng)用中，要求不對作業(yè)區(qū)域的地面進(jìn)行開挖，借助于頂管工作坑以及液壓工作站，將需要鋪裝的管道頂進(jìn)、安裝至地下的相應(yīng)位置即可，當(dāng)前該項技術(shù)在河道、公路等工程施工中有著較多應(yīng)用，與常規(guī)給排水管道作業(yè)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用效果的對比可知，該技術(shù)有著非常顯著的應(yīng)用優(yōu)勢，該種技術(shù)作業(yè)時使用的機械設(shè)備操作簡單、施工效率高、造價成本低、無需開挖鋪裝管道的溝槽所以省時省力，技術(shù)應(yīng)用的限制條件較少，因此頂管施工技術(shù)值得在目前的市政給排水工程施工中多加應(yīng)用與推廣。頂管技術(shù)應(yīng)用時的作業(yè)原理為依托工作井的油缸獲取管道頂進(jìn)的動力，之后頂管裝置在動力推動下需要將管道推進(jìn)土層中。在此期間，地下的土體在刀盤的旋轉(zhuǎn)作用之下，可以實現(xiàn)土體的合理切割，之后再通過土倉的擠壓作用，生成新的壓縮性較強的土層，被輸送到基底相應(yīng)位置形成穩(wěn)定性較好的土層即可進(jìn)行后續(xù)的管道頂進(jìn)施工[1]。

2 長距離頂管施工技術(shù)在市政給排水工程施工建設(shè)中的應(yīng)用分析

2.1 技術(shù)應(yīng)用

目前的長距離頂管施工技術(shù)主要包括兩種，分別為密封型和開放型。密封型按照具體的應(yīng)用情況又可以分為土壓、泥水、泥濃三種作業(yè)方式，第一種土壓式施工技術(shù)在進(jìn)行旋轉(zhuǎn)刀盤切割作業(yè)時，需要添加一些混合料，以此平衡土壓、水壓，工程施工的支出成本低、效率高，可以對100cm以上、300cm以下直徑的給排水管道進(jìn)行施工。第二種為泥水式，借助于刀盤掘進(jìn)機進(jìn)行擠壓與推進(jìn)，施工迅速，作業(yè)后地基不會有嚴(yán)重沉降的情況發(fā)生。第三種則為泥濃式，該法施工過程中對于長距離排水管道的施工效果良好，作業(yè)方式為二次注漿，注漿作業(yè)之后地基與頂管機之間的摩擦作用力可以顯著降低，排水管道管徑在70cm以上、230cm以下均可以使用該法來建設(shè)工程[2]。所以施工單位需要分析工程建設(shè)要求，選取適合的長距離頂管施工工藝，具體施工技術(shù)應(yīng)用情況如下。

2.1.1 頂管施工

在施工時，需要設(shè)置基坑井，將鋼管放在井中，用千斤頂將機械設(shè)備移動至基坑井口位置，該井共要設(shè)置2個。注意在設(shè)置工作井時要在與接收井的上下連接處設(shè)置出口，而且該出口需要從接收井預(yù)留出口穿過。挖掘工作井時，對施工標(biāo)準(zhǔn)線進(jìn)行放線測量，以此獲得中心線，并將中線樁釘在工作井的兩端，能夠起到支護(hù)作用，中線樁與工作井邊的間隔距離需要在1.5m以上，寬度依據(jù)管道、集水井等的寬度參數(shù)來確定。按照施工前選用的排水管道選擇導(dǎo)軌并安裝，由于管道大小的不同分別可以使用重、輕導(dǎo)軌來施工，在枕木上進(jìn)行導(dǎo)軌的固定處理，作業(yè)期間需要對導(dǎo)軌高程偏差進(jìn)行檢查，如果偏差值超過3mm需要重新進(jìn)行導(dǎo)軌的安裝工作，以此讓管道能夠順利進(jìn)入[3]。

2.1.2 水平螺旋鉆進(jìn)

該種鉆進(jìn)方法在長距離頂管施工中使用較多，作業(yè)過程中需要在工作井中使用螺旋鉆桿進(jìn)行管道推進(jìn)處理，常規(guī)情況下以鋼管進(jìn)入到預(yù)留井中為施工合格。水平螺旋鉆進(jìn)法的作業(yè)質(zhì)量非常好，施工期間所受到的外界干擾較小，不會對地表造成嚴(yán)重的破壞，地表的穩(wěn)定性較好，對于周邊生態(tài)環(huán)境也有保護(hù)作用。分析水平螺旋鉆進(jìn)技術(shù)應(yīng)用情況可以了解到該法對于排水管道口徑大小有一定要求，若管道為小口徑時頂管施工效果好，發(fā)生頂管作業(yè)偏差大的風(fēng)險低，鉆進(jìn)時能夠干擾鉆入?yún)^(qū)域土層方向，使得管道可以安裝在施工方案中要求的位置，土層也不會輕易的發(fā)生松動、沉降情況。

頂管施工結(jié)束后，需要對頂管的管位進(jìn)行測量檢查， 如果有明顯的偏差或者偏差值超過1cm的情況，要求施工人員及時對管道管位進(jìn)行校正處理，常用的校正方法有高程、中線法，前一種方法校正時可以使用千斤頂支頂、留封、超挖等方式進(jìn)行管道復(fù)位處理，后一種方法則使用超挖方式在一側(cè)區(qū)域挖掘，以此調(diào)整管道中心線，之后為保證管道有著理想的復(fù)位效果需要在另外一側(cè)放置木樁來推動管道向正確的位置移動[4]。

2.1.3 灌注漿頂管作業(yè)

應(yīng)用泥濃式長距離頂管施工技術(shù)時，需要使用灌注漿來對地基土層物理性能進(jìn)行改進(jìn)處理，以此減少機械設(shè)備的進(jìn)管阻力，使得灌注漿能夠?qū)⒐艿馈⑼翆又g存在的間隙完全填充，構(gòu)建一個保護(hù)膜，在降低管道頂進(jìn)難度的同時增強土層的穩(wěn)固性，避免在受力作用下發(fā)生土層支撐力下降以及沉降等問題。在灌漿時須注意灌漿的整個過程要連貫，中途不可停止，頂進(jìn)設(shè)備要先灌漿，并隨時檢查泥漿量，如有不足及時配置并補足灌注泥漿，保證注漿作業(yè)能夠持續(xù)進(jìn)行。

2.1.4 通風(fēng)系統(tǒng)

通風(fēng)系統(tǒng)為給排水工程施工的重要內(nèi)容，作業(yè)時施工現(xiàn)場有著運行良好的通風(fēng)系統(tǒng)，可以為施工人員構(gòu)建一個安全的作業(yè)環(huán)境。采用長距離頂管施工技術(shù)的工程施工現(xiàn)場空氣質(zhì)量較差，部分施工人員在此種環(huán)境中施工常會出現(xiàn)缺氧、呼吸不暢等身體不適情況，因此施工單位需要構(gòu)建通風(fēng)系統(tǒng)。當(dāng)前給排水工程施工中主要采用三種通風(fēng)方法，首先，規(guī)定作業(yè)人員連續(xù)作業(yè)的時間，通常情況下在2h以內(nèi)，每間隔2h更替一組施工作業(yè)人員，以此保證所有的作業(yè)人員都有著良好的體力，人員更換期間可以采用通風(fēng)換氣設(shè)備對作業(yè)區(qū)域內(nèi)的空氣進(jìn)行抽風(fēng)、送風(fēng)處理，此種通風(fēng)方式應(yīng)用時的總成本較低，但是對于施工長度有一定要求，管道不可過長，以免造成通風(fēng)換氣效果不佳的情況出現(xiàn)。

其次，作業(yè)區(qū)域內(nèi)安裝常規(guī)通風(fēng)設(shè)備的方式，即準(zhǔn)備抽風(fēng)機、鼓風(fēng)機，在兩種設(shè)備共同作用之下每天連續(xù)不間斷進(jìn)行抽風(fēng)、供氧，此法的通風(fēng)效果非常好，但是設(shè)備長時間運轉(zhuǎn)使用使得施工單位需要額外支出一大筆施工成本。

最后，使用專業(yè)化程度高的通風(fēng)設(shè)備，施工單位可以根據(jù)本單位的經(jīng)濟實力租賃或者購買專業(yè)通風(fēng)設(shè)備，借助于專業(yè)設(shè)備來對作業(yè)區(qū)域內(nèi)的空氣進(jìn)行處理，及時排出產(chǎn)生的二氧化碳等廢氣，并且吸收新鮮空氣之后作以過濾處理，形成優(yōu)質(zhì)的氧氣對作業(yè)環(huán)境內(nèi)的工作人員進(jìn)行連續(xù)24h的持續(xù)供氧，同時此種設(shè)備在使用期間還可以將大量的揚塵吸收進(jìn)去，自動調(diào)節(jié)周圍環(huán)境的溫濕度，所以該法一般在很多大型的給排水工程施工通風(fēng)中應(yīng)用，可確保工程的作業(yè)質(zhì)量[5]。

2.2 應(yīng)用難點

結(jié)合長距離頂管施工技術(shù)的實際應(yīng)用情況，可知還存在著兩個方面的難點問題，如果在施工作業(yè)中沒有得到妥善處理與解決，對于技術(shù)應(yīng)用的有效性會產(chǎn)生不利影響。首先，進(jìn)出洞施工，管道在依托頂管技術(shù)進(jìn)行進(jìn)出洞處理時，一般情況下使用的設(shè)備會對土層穩(wěn)定性造成干擾或者會出現(xiàn)不同程度的水滲漏問題，所以在施工過程中需要施工人員要先確定地層的物理性質(zhì)，如果為軟土地基時則要使用固化劑等方法進(jìn)行處理，之后再進(jìn)行鉆進(jìn)；還可以在鉆進(jìn)位置附近設(shè)置支護(hù)鋼圈，以此有效保護(hù)土地。其次，泥漿制備、鋪筑作業(yè)，在應(yīng)用基于注漿作業(yè)的頂管施工方法時，施工人員要對泥漿制備時使用的原材料質(zhì)量做好檢查，尤其要注重濕潤土的質(zhì)量，若該材料的質(zhì)量不合格則容易造成摩擦力過大問題，泥漿應(yīng)用之后無法起到降低頂管設(shè)備進(jìn)入土層困難的作用；并且在拌和時需要控制好時間，制備完畢后盡快運送至施工現(xiàn)場進(jìn)行澆筑作業(yè)，以免發(fā)生泌水情況；澆筑時施工人員需要對頂管管體的靜止土壓進(jìn)行測量，要求澆筑作業(yè)的壓力在該壓力之下，以此確保泥漿能夠完全進(jìn)入要求的區(qū)域內(nèi)，如果澆筑后檢查發(fā)現(xiàn)有泥漿澆筑變形的情況，則需要重新準(zhǔn)備泥漿再次進(jìn)行澆筑作業(yè)，以避免排水管道沉降情況的發(fā)生。

3 結(jié)語

現(xiàn)階段諸多城市在利用頂管施工技術(shù)（長距離）開展給排水工程的建設(shè)期間，存在一些不足和缺陷，所以要求施工單位在承建此類工程期間能夠?qū)﹂L距離頂管施工作業(yè)技術(shù)涉及的內(nèi)容進(jìn)行充分熟悉和了解，從而結(jié)合工程建設(shè)需要，高質(zhì)量、高效率的做好給排水工程施工建設(shè)工作，使得該項工程能夠在實際使用中發(fā)揮各方面的價值。