頂管技術在城市排水管道施工中的應用

李江偉　王云朋

摘 要： 隨著國內經濟的發展我國城鎮化進程不斷地在加快，對城市給水管道的施工提出了更高的要求。在城市給水管道施工過程中不但會受到當地地形和地質的影響，同時水文環境也會對給水管道的正常施工帶來一定程度的影響，并且在傳統的給水管道正常施工過程中會對當地的建筑、道路以及公共設施造成不同程度的破壞。通過使用非開挖施工技術能夠有效的避免這些問題的發生，在非開挖施工技術中頂管技術作為最重要的施工技術之一，在正常施工時不但不會對地面建筑、道路、以及公共基礎設施造成損壞，并且能夠加快給水管道施工的效率，在城市建設中有著廣泛的應用。本文主要對頂管施工進行了基本介紹，并且對給水管道施工中的頂管技術進行了分析，頂管技術的正確應用對促進給水管道的正常施工以及城市化建設具有重要意義。

關鍵詞： 頂管技術；城市排水管道；施工；應用

引言：作為非開挖施工方法中的重要施工技術之一，頂管施工技術不但能夠避免對建筑物以及公共設施造成破壞，同時能夠減少施工過程中對地面交通產生影響，對保護城市土層以及維護市容具有重要作用。在城市給水管道建設過程中由于通常都是在人口較為密集以及交通比較繁忙的地區來進行給水管道的建設，工程涉及的建筑范圍非常的廣泛，所以要加強頂管技術在給水管道施工中的應用，從而在維護城市正常秩序以及環境的情況下保證給水管道施工的正常進行。

一、頂管技術施工原理

頂管施工是一種新興的地下管道施工方法，它區別于盾構施工，其最重要的特點是頂管施工不需要開挖面層即可完成相應的地下管線施工，頂管施工主要利用主頂油缸以及管道間、中繼間的推力，將工具管以及其他挖掘管道設備由工作井一直穿過土層推到接收井，將工具管以及挖掘管道設備吊起，緊隨其后的管道則埋設在兩井之間，進而實現了非開挖敷設地下管道的施工工藝。

二、頂管技術施工要點

1 工作坑施工

工作坑施工是頂管技術施工中的重點與難點，施工人員只有確保工作坑的質量才能進行后續工作。前期準備工作是工作坑施工中必須進行的，施工人員要確定施工環境可以滿足施工需求。進行工作坑的正式施工首先需要根據城市排水建設需要和施工情況劃定工作坑的施工范圍，然后需要降低地下水位，以免出現地下水滲漏問題影響施工效率和質量，具體做法是在工作坑的4個角挖4口井，并用潛水泵降低水位。總之，施工人員應排除影響工作坑施工質量的各項因素。

2 頂進過程操作及控制

頂管技術的適應性是城市排水管道施工中必須注意的問題，施工單位需加強頂進過程的施工質量。糾正管道在地下延伸時的偏差是頂進過程中需嚴格控制的技術，目前我國主要使用三維動態測量法控制頂管在頂進過程中的偏移，不僅精確度和準確度高，還可以對工作井中的情況進行實時測量和糾正。隨著現代科技的發展，自動測量控制系統在頂進施工中也有了廣泛應用，既可以糾正微小偏差，還可以對重要施工區域加以控制。注漿減阻是頂進施工中較為重要的任務，高質量的注漿減阻工作可以大大減小后續施工的低摩阻力，施工單位一般將膨潤土作為減阻劑，配制漿液時不可忽略儲漿熟化步驟，另外開頂時的注漿工作要嚴格遵循隨停隨止、隨頂隨開的原則。

3 管接頭密封與密封材料

頂管在施工過程中任何管線都要承受很大的推力，因此保證頂管接頭的密封性具有重要作用。密封材料可以提高頂管接頭的密封性，施工中一般選擇中密實度纖維作為密封材料。但由于接頭使用了密封墊，導致應力發生變化，施工人員需重新計算各項參數。中密實度纖維在多次循環使用時經常出現負荷壓力性能前后差別較大的問題，施工人員應對這一現象加以重視。

三、頂管技術在工程中的具體運用

1 糾偏

管道在頂進的過程中，會受到土壤的阻力發生偏移。頂進設備在運行過程中， 會產生一定的偏心力，同樣也會導致管道發生偏移。一般來說，管道頂進的偏差不得超過10毫米，所以，頂管技術必須采取一定的手段來糾正頂進過程中出現的偏差，確保管道位置與設計要求相符。如果管道頂進的偏差比較大，就要對頂進的管道端口采取一定的措施，加強管道端口的反向力矩，通過反向力矩的作用將管道慢慢移動到正確的位置。在糾偏的過程中，要遵循多糾正、小幅度糾正的原則。如果糾正的力矩過大，就會造成管道位置再次出現偏差，這就需要工作人員多多加以注意，把握扭曲力矩的大小。

2 頂管出洞

頂管出洞就是頂管的機頭和第一節管道從工作井當中穿過土壤，通到接收井的過程。在這個過程當中，最容易出現的兩個問題就是管道的變形和線路的偏移管道在穿越土壤的過程中，要承受土壤的巨大壓力，機械設備也會對管道產生一定的作用力，就會造成管道發生變形或者偏離設計路線。為了防止這些現象，要在頂管出動洞的時候采取一些措施，比如預先在頂管出洞的位置加墊下跌角，這樣就可以保證頂管的坡度符合設計要求。

3 減阻

在一些線路比較長的施工區域中，管道長期處于土壤當中，不僅要承受土壤內部的壓力，對管道形成摩擦，阻礙管道的頂進，還會受到土壤當中的物質腐蝕，發生質量上的變化。所以，對于施工線路比較長的管道施工區域，要使用一些潤滑劑，將管道外部與土壤隔離開，減少土壤對管道造成的阻力，降低頂進設備的工作壓力。觸變泥漿就是一種常用的潤滑劑。在管道頂進的過程中，既可以在頂管機頭的尾部進行壓漿，也可以在中繼站進行壓漿。通過這樣的方式，能夠減少觸變泥漿的流失，提高觸變泥漿的利用率，延長管道的使用壽命。觸變泥漿的使用量多少與管道的直徑大小和線路的長短都有關。如果線路比較短，則可以只在頂管機頭的尾部進行壓漿。

4 穿墻

排水管道在施工當中，不可避免地會穿越墻體。為了保證土壤和墻體的強度，在管道穿墻的過程中一定要保持比較快的穿墻速度。這樣就能夠保持土壤掉落的穩定力度，不破壞土壤結構的強度。在管道穿墻施工之前，可以注人一些混凝土來加強土壤的穩固程度。在管道穿墻時，首先打開墻體的門板，然后通人工具管，實行止水措施，避免地下水滲漏。還可以利用耐磨、柔韌的橡膠圈來進行止水，避免管道穿墻時水流不止，影響土壤和墻體的穩固程度。

5接頭密封

頂管接頭的密封材料選擇很重要。頂管在施工過程中承受巨大的壓力，如果密封材料選擇不慎，頂管的質量就會大大降低。頂管接頭的密封材料主要有粗紙板、膠合板、中密度纖維等。理論上來講，材料的厚度越大，密封性也就越好，但是應力也會比較集中。所以，在選擇接頭的密封材料時，要考慮到接頭的角度和受到應力的大小。另外，密封材料在多次循環使用后性能會發生顯著下降，需要定期進行更換。

四、結語

總而言之，在給水管道的施工過程中頂管技術的有效應用，不但能夠減少施工對周圍環境的影響，還能有效提高施工效率，在未來的城市化建設中，擁有著很大的發展空間。頂管技術的應用為城市排水工程建設提供了極大幫助，也為施工企業的發展打下了堅實基礎，提高了施工企業的經濟效益與社會效益。

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