市政給排水施工中長距離頂管施工技術(shù)的應(yīng)用

朱巧霞

摘 要：作為一種常見的地下管道施工技術(shù)，頂管施工無須面層開挖，且能由公路、地下構(gòu)筑物等穿越。在我國城市建設(shè)快速發(fā)展的今天，非開挖鋪設(shè)管道技術(shù)應(yīng)用愈加廣泛。該技術(shù)的優(yōu)點在于不阻礙交通、拆遷量少且對附近環(huán)境影響小等。將長距離頂管技術(shù)用于市政給排水施工，可有效提升工程質(zhì)量，延長工程使用壽命。為此，本文在全面了解頂管施工基本原理的前提下，對市政給排水施工中長距離頂管施工技術(shù)要點進(jìn)行了分析與探究。

關(guān)鍵詞：市政給排水；長距離頂管；技術(shù)要點

中圖分類號：TU992 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

近年來，隨著社會的快速發(fā)展，國民經(jīng)濟不斷提升，日益復(fù)雜的城市規(guī)劃給基礎(chǔ)設(shè)施維護提出了更高的要求。由于受施工場地以及現(xiàn)場環(huán)境的影響，管道鋪設(shè)無法開挖會直接影響施工的順利進(jìn)行。應(yīng)運而生的頂管施工技術(shù)不但能夠使土地資源得到有效利用，而且能夠給人們?nèi)粘３鲂刑峁┍憷湟饬x重大。通過使用頂管施工技術(shù)，不但使地面亂挖現(xiàn)象大幅減少，而且不會阻礙交通的正常運營，另外能夠有效保護環(huán)境。

1 頂管施工的基本原理

手掘式頂管、氣壓平衡頂管、土壓平衡頂管等都屬于頂管施工的主要類型。無論何種施工工藝，都需利用一定推力，如主頂油缸、管道間中繼間等，將掘進(jìn)機由工作井內(nèi)向土層穿越，直至推向接受井內(nèi)并將其吊起。除此之外，需在兩個坑間范圍內(nèi)埋設(shè)掘進(jìn)機后方的管道。當(dāng)前頂管施工應(yīng)用較為廣泛，且具有較為成熟的技術(shù)。在不斷提高環(huán)保要求的今天，要求盡可能地降低頂管施工對附近環(huán)境的影響，進(jìn)而長距離頂管得到了廣泛應(yīng)用，一次頂進(jìn)百米極為普及，甚至頂進(jìn)距離可達(dá)到千米左右。因外部環(huán)境很少會影響到頂管施工技術(shù)的應(yīng)用，其具有較高的安全性、較好的經(jīng)濟性以及良好的環(huán)保功能，特別是在大型管子的管網(wǎng)建設(shè)中能夠充分體現(xiàn)。現(xiàn)如今，在國內(nèi)市政給排水施工中，頂管施工技術(shù)得到廣泛認(rèn)可和應(yīng)用。

2 工程概況

某頂管段總長度為3200m，分兩段施工。其中E至F工作井中心里程為K0+747～K2+927，總長度為2180m，屬于直線頂管，選取頂管機（1臺）從E頂進(jìn)F工作井，并在F工作井吊出，2164.3m為一次頂進(jìn)距離，屬于超長距離直線頂管。F至擴散器段的里程為K2+927～K3+947，總長度為1020m，屬于直線頂管，選取頂管機（1臺）從F頂進(jìn)擴散器段。

選取DN2000鋼管作為頂管管材，20mm為其壁厚，-21.5m為管道底部標(biāo)高，頂管全線縱向都屬于平坡，頂管需從中砂、粉質(zhì)黏土層穿越，12m～19m為管道覆蓋土層厚度。

3 市政給排水施工中長距離頂管施工技術(shù)要點

在充分掌握頂管施工基本原理的同時，應(yīng)結(jié)合施工實際情況，規(guī)范長距離頂管施工工藝，以此進(jìn)一步提高市政工程整體質(zhì)量。具體施工技術(shù)要點如下：

3.1 頂管出洞

由工作井內(nèi)導(dǎo)軌上將頂管機頭向工作井前壁預(yù)留洞內(nèi)推進(jìn)，且由前墻穿過向井外土層內(nèi)進(jìn)入，該過程即被稱為頂管出洞。作為整個頂管施工的重要內(nèi)容，頂管出洞的合理控制，才保證頂管施工質(zhì)量。根據(jù)施工現(xiàn)場實際情況，預(yù)留進(jìn)出洞口選取地下連續(xù)墻預(yù)埋鋼盒，且在洞口前與頂進(jìn)方向相鄰的連續(xù)墻外邊線進(jìn)行止水幕墻設(shè)置，其尺寸為厚2000mm、寬8000mm。

出洞前期，相比頂管附近摩擦力+導(dǎo)軌間摩擦力，頂管機正面主動土壓力較大，這種情況下將有頂管機反彈現(xiàn)象產(chǎn)生，導(dǎo)致頂管前方土體產(chǎn)生坍塌質(zhì)量問題，進(jìn)而影響頂管機再次推進(jìn)施工。基于此，需將一條工字鋼分別設(shè)置到洞口兩側(cè)與地面平行位置，如主頂千斤頂即將回縮加頂鐵時，需保證兩條工字鋼都能焊牢于第一個頂鐵，隨后進(jìn)行千斤頂回收，避免出現(xiàn)反彈現(xiàn)象。

3.2 正常頂進(jìn)

完成管道出洞后，即可進(jìn)行頂進(jìn)施工。管道向前頂進(jìn)的推力主要利用后座主頂油泵、主頂千斤頂產(chǎn)生，在推進(jìn)管節(jié)過程中，經(jīng)高壓水槍沖洗落下的土體可向工具管泥水倉內(nèi)流入，隨后利用排泥管道向機頭外排除，并抽到地面位置。緊隨機頭分節(jié)向前推進(jìn)管節(jié)，最終滿足設(shè)計要求。通常在每分鐘20mm～50mm合理控制頂進(jìn)前期速度，隨后按照每分鐘50mm～150mm控制正常頂進(jìn)速度。頂進(jìn)管道允許偏差見表1。

3.3 注漿

壓觸變泥漿是頂進(jìn)施工的主要工作內(nèi)容，以此降低頂進(jìn)阻力。一道觸變泥漿注漿孔可間隔10m進(jìn)行鋼管布設(shè)，共8個，孔直徑為25mm，設(shè)置角度為45°。按照注漿孔所在位置，構(gòu)成螺絲孔，且將一塊鋼板（3mm）加設(shè)到孔外側(cè)，以此實現(xiàn)泥漿有效擴散至管壁，避免堵塞注漿口，隨后進(jìn)行注漿管安裝。注漿施工應(yīng)先進(jìn)行造漿靜置一段時間，隨后進(jìn)行注漿，注漿時需逐步進(jìn)行頂管推進(jìn)，頂管停頂后，即可停止注漿。相比管道外圍環(huán)形空隙，壓漿量為其1.5～2倍，按照管頂水壓力合理確定壓注壓力。

3.4 鋼管施工

嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定合理確定焊條質(zhì)量，要求焊條干燥。選取交流電焊機作為焊接的設(shè)備，11.3mm為環(huán)縫長度，選取兩臺焊機用于內(nèi)環(huán)縫，3臺焊機用于外環(huán)縫，所需焊接施工共6h。完成接頭焊接后，可根據(jù)設(shè)計需求進(jìn)行檢測，直到質(zhì)量合格，隨后進(jìn)行干型防腐涂料涂抹。6m為各節(jié)鋼管長度，17t為其重量，吊放選取的吊車重量為50t。鋼管應(yīng)對齊其連接的鋼管，確保兩管軸線在同一直線上。

3.5 頂管進(jìn)洞處理

由于該工程無接收井，相比設(shè)計位置，頂進(jìn)相距1000mm～5000mm時，即可將水沖吸泥系統(tǒng)暫停，提高工具機頭前的土壓力，保證工具管腹腔內(nèi)充分?jǐn)D入土層，待引水鋼管向設(shè)計位置頂進(jìn)后，需將工具機頭全部設(shè)備去除，并將泥漿管封閉好，隨后將工具機頭和第一節(jié)鋼管剛性聯(lián)結(jié)去除，即可進(jìn)行下階段施工。

4 市政給排水施工中長距離頂管施工監(jiān)測

根據(jù)工程實際情況，地層以淤泥質(zhì)土為主，為提高工程施工質(zhì)量，保證施工安全，必須進(jìn)行施工安全監(jiān)測系統(tǒng)的建立，對施工地層變形、地下水位變化情況進(jìn)行實時觀測，通過監(jiān)測信息的合理利用，用于施工過程指導(dǎo)，且及時找出安全隱患，采取切實可行的措施予以遏制，嚴(yán)防安全事故產(chǎn)生。地層水平位移及地層垂直位移監(jiān)測是監(jiān)測的主要類型。選取測斜管進(jìn)行地層水平位移觀測監(jiān)控，選取地面沉降法作為地層垂直位移監(jiān)測，觀測過程應(yīng)與頂管施工合理配置，確保施工質(zhì)量。根據(jù)施工現(xiàn)場具體條件，可將兩組觀測點設(shè)置到頂管頂進(jìn)軸線周圍，以此觀測地層水平位移、垂直位移，以此充分掌握頂進(jìn)速度、出土速度影響附近土層的程度。各組設(shè)置測斜管1條、沉降觀測點1個。各組與頂管前進(jìn)方向垂直布設(shè)，可看作一個剖面。第一個剖面在與工作井相距5m處布設(shè)，第二個剖面距離第一剖面5m。除此之外，還需將一個側(cè)移變形、沉降觀測點分別設(shè)置到4段引水泵房前池進(jìn)口洞1m位置。該項監(jiān)測共有測斜管及沉降觀測點各4條。

同時，將一組觀測點分別布設(shè)到工作井后靠背墻后面，以此觀測地層水平位移、垂直位移。觀測的作用就是監(jiān)測頂力影響地層的作用或監(jiān)測工作井的位移。各組需與頂管中心線方向垂直進(jìn)行布設(shè)，要求將測斜管及沉降觀測點設(shè)置到后座墻后面，布設(shè)數(shù)量均為4條。

結(jié)語

綜上所述，伴隨社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，我國城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)。市政給排水施工是城市建設(shè)的主要內(nèi)容之一，如何保證施工質(zhì)量極為關(guān)鍵。長距離頂管技術(shù)在市政給排水施工中的大量應(yīng)用，可降低施工干擾程度，減少對施工周圍環(huán)境的影響，且能夠有效提升工程質(zhì)量，延長工程使用壽命。

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