關于市政給排水管道工程頂管施工的探析

張鵬

摘 要：市政給排水管道工程建設過程中，如果管道直徑大于500mm時，同時在施工現場無法采用明溝開挖的形式進行管道敷設、管道敷設沿線無其他建筑基礎，即可采用頂管施工技術。基于此，本文概述了頂管施工技術，闡述了市政給排水管道工程中的頂管施工類型及其特征，對市政給排水管道工程中的頂管施工要點進行了探討分析。

關鍵詞：頂管施工技術；類型；特征；市政給排水管道工程；施工要點

1 頂管施工技術的概述

市政給排水管道工程建設過程中，如果管道直徑大于500mm時，同時在施工現場無法采用明溝開挖的形式進行管道敷設、管道敷設沿線無其他建筑基礎，即可采用頂管施工技術。

頂管施工技術是一項被廣泛應用于市政給排水管道施工的非開挖掘進式管道敷設技術。采用頂管技術敷設管道，不需要在地面進行大面積開挖，可以穿過地面建筑結構和地下管線，能夠深入地下進行施工作業。同傳統的開挖埋管技術相比，頂管技術施工范圍較小，施工過程中產生的噪音較小，同時對周圍的環境影響較小。頂管施工技術具有較強的適應性，能夠適應不同的施工條件、地質和體形環境，并且具有施工安全和高效等特點。頂管施工技術是將施工面從線轉換為點，而后進行的垂直地面工作，具有施工效率高、無污染的優點，被廣泛采用。

2 市政給排水管道工程中的頂管施工類型分析

市政給排水管道工程中常用的頂管施工形式主要有：（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。（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。（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。該工藝除巖石外所有土質條件均可適用。

3 市政給排水管道工程中的頂管施工特征分析

市政給排水管道工程中的頂管施工特征主要體現在：（2）不受惡劣氣候影響。頂管施工是在地下所建的工作井中有序進行的，這就避免了外界雨雪霜凍等惡劣天氣條件對施工可能造成的不利影響，施工不會因天氣因素而被迫停工。（1）安全、高效、綜合造價低。隨著城市規模的不斷擴大，人們對生活的要求越來越高，許多處于城市中心位置的老城區普遍存在著管道老化、基礎設施不夠完善等問題，迫切需要進行市政給排水工程改造。應用頂管技術施工不開挖地面，沒有大量的拆遷工作要做，所以其在施工中具有安全性好、確保施工進度、經濟成本低和環境效益高等特征。（3）保護地表植被和綠地環衛設施。頂管技術拋棄了傳統的長距離、大面積的線狀施工形式，而采用小面積的、點狀的施工形式，因而運用這項技術在地表進行管道施工時的動土面積很小，它對地面植被和綠地設施的影響基本上可以忽略不計。

4 市政給排水管道工程中的頂管施工要點分析

4.1 頂進管選擇要點的分析

具體表現為：（1）頂管長度選擇分析。給排水施工過程中，選擇頂管的長度對于工程的控制性和經濟效益都具有重大影響。在垂直推頂的情況下，固然使用較長的頂管可以取得較好的施工效果，但由于長度逐漸增加，容易導致頂進路線同原定頂進路線產生偏差，而難以進行恢復；頂管長度較短時，在頂管施工的頂進過程中，容易將鋼管擠入周圍的土層中，導致頂進線路彎曲，無法確保頂管頂進的控制性。因此，為確保管道敷設工程質量，科學、合理選擇頂進管道的長度是重要基礎。一般情況下，可以根據管口直徑來制定頂管長度，具體為：頂進管道長度和頂管直徑的比值等于或超過2.1時，選擇長管；頂進管道長度和頂管直徑的比值等于1.15時，選擇標準長度的頂進管；頂進管道長度和頂管直徑的比值小于或等于1.1時，選擇短管。（2）頂進管直徑選擇分析。要根據施工需要和工程性質來確定頂進管的直徑，根據頂進管所承受的壓力來確定頂進管的厚度和配筋及外徑。由于管道敷設施工時，需要挖土工人的密切配合，因此一般情況下需要選擇直徑為500mm以上的頂進管。

4.2 市政給排水管道工程中的頂管施工要點分析

市政給排水管道建設應用頂管施工技術時，需要在管道分段之間設置作業井和接收井，采用頂進機械設備將預制構造物逐步頂進路基形成涵洞、交叉通道。推動頂管機頭進入路基，利用頂管機機頭引導管材緩慢向前推進，通過作業井將多余土方排除至路面，完成給排水管道敷設工作。（1）頂管井施工要點分析。頂管井主要分為作業井和接收井。頂管井一般為鋼筋混凝土結構，分為單孔井和單排孔井。單排孔井主要為矩形、單孔井為圓形、矩形和正方形。圓形的頂管井受力效果最為理想，而矩形的單排孔井受力較差。在管道敷設工程施工過程中，需要根據實際情況來布置接收井和作業井。（2）頂管施工過程中的要點分析。第一、穿墻要點。穿墻是將穿墻悶板打開，使用管推工具推出井外，從而安裝有效的止水裝置。在穿墻施工過程中，為了確保良好的止水效果，需要利用粘土和水泥混合后形成強度不是很高的填充物填充到穿墻管中，穿墻前在墻管外進行注漿加固操作，確保穿墻管周圍土層的強度。打開悶板后，要立即進行工具管的推進工作，并同時做好止水工作。一般可以采用法蘭加壓板的止水方法，此外也可采用夯實過的紙筋粘土作為填充物。第二、頂管出洞要點。頂管出洞發生在頂管設備進入土層之后，是頂管施工過程中的重要工序。由于在頂管頂進過程中，容易出現管線偏移等情況，因此需要在工具管下設置一個支撐。要隨時留意工具用管的調零，及時糾正工具管的下跌或偏移。第三、注漿減小阻力要點。為了降低頂進管頂進阻力、緩解頂管過程中出現的地面下沉問題，需要在壓住觸變泥漿而在管道附件形成保護層。施工過程中，頂管頂進的同時，完成頂進機頭尾部的注漿工作，同時為了滿足泥漿損耗，需要在混凝土管道合適的位置進行補漿操作。第四、頂管校正要點。給排水管道頂管施工過程中，經常容易出現頂管偏離軸線的問題，出現此類問題需要及時對頂管進行校正。頂管校正操作具體方法為：采用校正千斤頂的端部走向進行修訂，通過小角度、緩慢修正，將偏離的管線恢復到預定頂進位置上，進而按照預定頂進路線進行管道頂進施工。

5 結束語

綜上所述，市政給排水管道建設是城市建設的重要內容，在市政給排水管道工程施工過程中，合理運用頂管施工技術具有較好的社會效益和較低的施工成本，不會給施工場地造成較大破壞，施工范圍較小，對周圍環境影響較小，因此對市政給排水管道工程中的頂管施工進行分析具有重要意義。

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