試論市政工程非開挖頂管技術(shù)的應(yīng)用

孟祥坤

摘要：隨著我國交通事業(yè)發(fā)展建設(shè)要求的不斷提高，在市政道路工程施工中非開挖頂管施工方法是否科學(xué)、合理直接關(guān)系著整個工程的質(zhì)量關(guān)系到人們的生命安全。本文主要對非開挖頂管技術(shù)的特點(diǎn)、施工流程與質(zhì)量控制進(jìn)行了分析與探究。

關(guān)鍵詞：非開挖頂管技術(shù)；市政工程；特點(diǎn)

1頂管施工的特點(diǎn)

頂管技術(shù)又稱為非開挖管道敷設(shè)技術(shù)，它在施工時不需要對面層進(jìn)行挖掘，就可以順利穿過地面建筑和地下建筑以及鐵路、河道，與開挖敷設(shè)技術(shù)進(jìn)行比較，這樣的施工能夠大量節(jié)省資金投入，減少工期。與此同時，該項(xiàng)施工技術(shù)能夠使噪音得到有效降低，粉塵大量減少，并且減輕了對交通條件的干擾和對環(huán)境情況的破壞，起到了環(huán)保無污染的效果，施工效率也得到了明顯提升。由于頂管施工法在多個方面都占有一定的優(yōu)勢，因此被廣泛推廣應(yīng)用于市政管道工程施工中。我們將頂管施工的優(yōu)點(diǎn)總結(jié)為以下幾個方面：一是施工過程中占用了較小的施工面積，施工面由線縮成點(diǎn)；二是對交通的影響比較小，沒有影響正常的地面活動；三是施工過程中對城市居民正常生活干擾不大，不影響居民線路和構(gòu)筑物的正常使用，僅出現(xiàn)較低的噪音和震動；四是能夠穿越河流、建筑鐵路等各種障礙，在較深的地下后水下進(jìn)行管道敷設(shè)，使沿線的拆遷工程大量減少，有效降低了工程資金投入。它主要適用于城市中心地區(qū)、繁榮商業(yè)街道或無法搬遷、不可深挖的文物古跡等特殊地段。通常情況下采用管徑Φ80至Φ600的地下埋管進(jìn)行頂管法施工作業(yè)。

2市政工程非開挖頂管技術(shù)施工流程

1、測量放樣與井下、地面設(shè)備安裝

頂管軸線與設(shè)備安裝標(biāo)高等都是測量放樣的內(nèi)容，利用井下投點(diǎn)、后視點(diǎn)精度的確定，可對頂管軸線放樣精度進(jìn)行有效控制。在安裝井下設(shè)備時，設(shè)備安裝部件包括：導(dǎo)軌、千斤頂?shù)取０惭b施工中，軸線確定必須嚴(yán)格遵循相關(guān)測量規(guī)定，確保操作符合施工要求。為防止標(biāo)高人為誤差的產(chǎn)生，應(yīng)降低軸線安裝量。安裝地面設(shè)備時，其設(shè)備包含：起吊設(shè)備、主頂泵站等，施工時，必須嚴(yán)格按照現(xiàn)場具體情況，進(jìn)行合理設(shè)置，并與頂管軸線存在一定的距離。

2、頂管機(jī)下井與出洞

通過起吊設(shè)備將頂管機(jī)吊入安裝好的導(dǎo)軌上，臨時千斤頂安裝后，應(yīng)和頂管機(jī)連接的管線相連。必要的安全措施應(yīng)在頂管出洞前進(jìn)行，如軟眼位置在工作井施工中，可進(jìn)行相應(yīng)墻體的澆筑，應(yīng)確保該墻體具有較高的強(qiáng)度及可對洞口外水土壓力產(chǎn)生抵抗作用，向出口器放入頂管機(jī)后，可對墻上的出洞進(jìn)行直接切割與封堵。同時，還可以將部分鋼封門安裝在工作井軟眼位置，以此起到加固洞口外土體及地下水位降低的作用。在打開洞口后，對土體自身的穩(wěn)定性及牢固性進(jìn)行加固。如頂管出洞沒有地下水，可將一定量的鋼板樁打在洞口外部，進(jìn)而對打開洞口后出現(xiàn)的土壓力加以抵抗。在打開洞口后，出口器內(nèi)進(jìn)入頂管機(jī)時，可拔出鋼板樁，隨后不斷頂進(jìn)。

3、正常頂進(jìn)控制

頂管出洞：完成井內(nèi)外準(zhǔn)備工作后，可在導(dǎo)軌上吊放機(jī)頭，先將方向調(diào)好，在進(jìn)行頂管出洞作業(yè)。將機(jī)頭與管道出洞洞口預(yù)留到工作井前壁位置，為避免預(yù)留洞口和機(jī)頭外壁縫隙有井外水或土向工作井流入，可將密封裝置設(shè)置在預(yù)留孔洞和管道之間。其主要設(shè)置在井壁預(yù)留孔位置，并進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)套環(huán)的制作。止水板設(shè)置在套環(huán)內(nèi)圈，在預(yù)留孔與管節(jié)之間安裝套環(huán)，在孔的預(yù)埋鋼板上焊接外圍，內(nèi)圈橡膠與管節(jié)貼緊。當(dāng)機(jī)頭前端進(jìn)入洞口密封圈后，就可以破墻出洞。選用磚砌體對工作井預(yù)留洞口進(jìn)行臨時封堵，在頂進(jìn)前通過風(fēng)鎬將內(nèi)層部分封堵墻體鑿除，隨后通過機(jī)頭前端刃口將外層墻體破除，并向土體內(nèi)切入，當(dāng)工具管向土體內(nèi)頂入后，將其尾部預(yù)留部分（300毫米）在導(dǎo)軌上進(jìn)行放置，縮回千斤頂活塞桿，將替頂、分壓環(huán)卸除，并進(jìn)行管節(jié)安裝，隨后進(jìn)行管道頂進(jìn)施工。

中續(xù)間設(shè)置：在長距離頂管施工中，中續(xù)間是指中間增設(shè)的推力系統(tǒng)，短行程千斤頂組、殼體與千斤頂緊固件等都屬于中續(xù)間的重要組成部分。中續(xù)間的工作原理就是在高壓油路作用下，中續(xù)間千斤頂組以后管道作為后支承點(diǎn)，不斷推進(jìn)其前段管道，距離控制在30厘米，隨后主千斤頂在推后管道向前30厘米左右，分段逐步向前推進(jìn)管道，進(jìn)而達(dá)到長距離頂管施工的目的。在管道分段安裝位置中續(xù)間的確定可利用阻力進(jìn)行計(jì)算，機(jī)頭正面阻力與管道外壁阻力主要通過第一號中續(xù)間進(jìn)行有效克服，同時進(jìn)行安全頂力儲備的大量預(yù)留。遵循相關(guān)計(jì)算方式得出，推力為4000KN時，頂進(jìn)距離為70米，因此，一號中續(xù)間應(yīng)在機(jī)頭20米位置進(jìn)行留設(shè)，隨后遵循50米間距設(shè)置中續(xù)間。完成頂管施工后，必須由一號中續(xù)間逐漸將千斤頂組、操作管線撤除，最后將鋼筋籠、鋼管內(nèi)模設(shè)置在中續(xù)間空擋內(nèi)，并進(jìn)行混凝土填充澆筑。

4、頂管機(jī)進(jìn)洞、起吊及轉(zhuǎn)移

在洞口位置放置頂管機(jī)市，必須遵循洞口位置的具體情況、地質(zhì)條件及地下水文狀況進(jìn)行相關(guān)措施的選擇。在確保施工安全的前提下，指派施工人員及時除去軟眼封門，隨后不斷頂進(jìn)，直至頂管機(jī)進(jìn)入接收機(jī)內(nèi)，最后將機(jī)頭與管道的連接解除。

5、洞口密封處理、管道修補(bǔ)及驗(yàn)收

在井中進(jìn)行項(xiàng)管機(jī)轉(zhuǎn)移，并徹底清理洞口，根據(jù)安裝軌道，進(jìn)行止水設(shè)備的安裝，洞口封閉可利用混凝土澆筑的方式進(jìn)行施工。在完成該段管道施工后，必須先清理管道，在回填管縫，并補(bǔ)襯、修補(bǔ)施工受損位置。隨后驗(yàn)收管道，確保管道軸線位置不出現(xiàn)任何誤差、回填管縫施工效果良好等。選用“F”型鋼筋混凝土頂管作為該工程的方式，密封時可選用橡膠圈。在混凝土管內(nèi)埋設(shè)鋼套，可對其剛度進(jìn)行有效提升，并確保變形現(xiàn)象不出現(xiàn)在運(yùn)輸過程中。與此同時，焊接其和管內(nèi)鋼筋骨架，當(dāng)頂進(jìn)管端位置混凝土?xí)r，如產(chǎn)生受壓情況，可起到約束保護(hù)管端混凝土的作用。

3市政工程非開挖頂管施工質(zhì)量控制

1、超前探查地下管線盡管先進(jìn)的頂管設(shè)備具有在施工時探查前進(jìn)路線不遠(yuǎn)距離管線的能力，但是采用在地面提前查明地下管線仍是值得開展的，這對于保證通訊、電力、上水、排水、煤氣等其它管線安全運(yùn)營，確保公眾正常生活仍有必要。

2、穿越建筑時對基礎(chǔ)的探查頂管在建筑物基礎(chǔ)下施工時，需要明確施工施工路線上所遇到的基礎(chǔ)類型，對于部分基礎(chǔ)頂管頂進(jìn)前可采取托換、加固措施。

3、頂進(jìn)計(jì)算頂進(jìn)計(jì)算其一包括準(zhǔn)確計(jì)算頂進(jìn)推力，根據(jù)計(jì)算結(jié)果選定相應(yīng)的油缸類型和確定中繼間的分布：其二是工作井設(shè)計(jì)，根據(jù)計(jì)算得到的最大頂力，提出工作井的加固方案。

4、“先挖后頂、隨挖隨頂”為頂進(jìn)施工的原則。頂進(jìn)施工前需對頂鐵安裝平直性進(jìn)行檢查，避免偏心荷載出現(xiàn)于頂進(jìn)施工中。頂進(jìn)施工中，要求隨時對油泵壓力表變化情況加以關(guān)注，如壓力增加較為迅速，需將油泵暫停，找出原因及時采取科學(xué)有效措施進(jìn)行施工。需在規(guī)定進(jìn)度內(nèi)確定千斤頂活塞桿外伸長度，避免超出。頂進(jìn)工作需連續(xù)進(jìn)行，停頓時間不宜過長。

4結(jié)束語

綜上所述，市政道路工程作為道路施工與交通運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要組成部分，其不僅關(guān)系著運(yùn)輸結(jié)構(gòu)、運(yùn)輸能力變化，更推動了城市經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。作為一項(xiàng)非開挖掘進(jìn)式頂管技術(shù)，頂管技術(shù)在市政工程中的應(yīng)用，不僅能夠深入地下施工，更不會影響附近環(huán)境。為達(dá)到施工流程的規(guī)范性、合理性，必須重視市政工程非開挖頂管施工技術(shù)，只有這樣才能推動工程建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展。endprint