市政給排水施工中的長距離頂管施工技術分析

文/孫健 濟南市市政工程設計研究院（集團）有限責任公司 山東濟南 250000

1、長距離頂管施工技術在施工中的工作原理

長距離頂管施工技術的工作原理：以設置在工作井的油缸為動力，從而推動頂管機做向前頂進，在頂進的施工過程中，土體在土壓平衡頂管機中刀片的作用下被切削下來，然后進入到螺旋輸送機和密封的土倉內，通過擠壓成型，壓縮土體上具有一定的土壓，然后壓縮土體再被螺旋輸送機送出，從而完成給排水管道施工的基礎工序。由于不同的地層有著不同的特點，在開挖過程中，向土倉和刀盤正面加入適量的粘土漿或者清水等材料，把不容易施工的地層土壤改變成泥狀，以方便施工，這種泥狀土既可以承受地下水的壓力和施工面的土層壓力，同時，還能增強刀盤前面土體的整體穩定性。

2、長距離頂管施工技術在給排水施工中的應用

2.1 長距離頂管施工技術的應用現狀

長距離頂管施工技術的應用現狀市政給排水系統是現代化城市建設與發展的基礎工程，該工程的建設不僅能夠對自然資源起到一定的保護作用，提高其利用率，還能夠為城市抗洪減災，具有至關重要的作用。但是從當前我國發展現狀來看，市政給排水工程在建設與施工中存在著許多問題，例如排水系統不完善、相關排水設施失靈等，這些都嚴重影響到給排水系統的正常使用。因此我們必須要與時俱進，采用現代化設備進行市政給排水工程的施工，已解決其中存在的各種問題。非開挖技術是在管線施工過程中不對地面進行開挖或者未開挖的一種施工手段，這種施工技術具有環保、經濟、影響范圍小等優點，是一種值得推廣的技術。在市政給排水施工過程中，我們將非開挖技術應用在頂管施工過程中，由于其具有施工噪聲小、地表干擾少、振動小等優點，因此受到了人們的廣泛關注。

2.2 對于長距離頂管的關鍵施工環節

主要的長距離頂管技術施工程序包含了正面穩定、觸變泥漿減阻和長距離壓漿、中繼間設置、管節之間的接頭處理、糾偏、頂管接收井進洞以及頂管穿墻等幾個環節，而其中最為重要的環節就是長距離壓漿和觸變泥漿減阻這道程序。在進行長距離頂管的施工過程中，要進行及時、有效地向管節外側壓注觸變泥漿，從而讓其形成良好的和圍護好泥漿套，保證對管節頂進發揮出高效的減阻效果，與此同時觸變泥漿也可以很好的降低地面沉降，由此來看注漿通常是頂管成敗與否的重要因素。頂管施工中所使用的膨潤土觸變泥漿，是在地上的壓漿站配置后，通過液壓注漿泵壓入到輸漿總管機管節上的環形分管注入至頂管機及管節的各個注漿孔形成管節外圍泥漿套。觸變泥漿降低摩擦的效果如何，一方面與選用的漿液材料和配比有關外，另一方面也與布置的注漿、選擇的注漿泵、注漿的壓力及其注入量有關。頂管掘進機后部環狀勻稱配置了4個壓漿孔，頂進時能夠保證跟蹤注漿，使之在頂進機后面充分形成較為完整的泥漿套。同時跟蹤注漿地面泥漿站配備完畢的觸變泥漿，經液壓注漿泵增壓后，注入注漿的總管，通過環形分管注入頂管機及管節的壓漿孔形成泥漿套。管節在頂進過程中，基于少量漿液將外流到土層，所以務必保證管節上的注漿孔進行補壓漿。通常一節管內部頂進完畢就該進行補漿。此外，要根據每段頂進阻力進行隨時分段補壓漿。壓漿量的一般原則是控制在同步跟蹤壓漿量為管節外理論空隙體積的大約8倍，補漿量通常為管節外理論空隙體積。注漿壓力值，運用注漿的粘度和管路輸送長度，通過試頂后，壓漿站的壓力控制在0.08MPa至0.1MPa更合適。

2.3 泥漿制備和注漿工藝

（1）配置觸變泥漿要選用優質膨潤土，根據經驗和試驗采用合適的配比，以保證泥漿的減摩效果和支承能力。漿液必須攪拌充分，在膨潤土泥漿壓入以前，對儲漿箱內的泥漿再進行一次攪拌。

（2）嚴格控制注漿壓力，使其不能小于管體上部的靜止土壓力和水頭壓力。頂進時要根據地面變形、地下水位等因素適當調整壓力和壓漿量。在泥漿出口處裝單向閥，不使其回漿，以使觸變泥漿套的壓力在臨時停泵后仍基本不變。根據工程實際情況設置中繼壓漿泵，以抵消輸送管的壓力損失，穩定注漿壓力。

（3）由于曲線段外側存在法向分力作用，對土體擾動和摩阻力都會增大，當掘進機進入曲線段時，要增加對曲線外側的注漿量，盡可能形成完整泥漿套。

（4）頂管貫通后，要及時利用觸變泥漿壓注孔對頂進時處于管道外的觸變泥漿進行純水泥漿置換，從而減少管道的后期沉降。

2.4 管節止轉的技術措施

頂進時機頭在刀盤及螺旋機的作用下會發生旋轉，而機頭旋轉尤其是轉角偏大時會對頂進造成不利影響，因此對工具管要采取糾旋轉措施。在機頭前方筒的水平二側焊翼板，長1.8m，寬30mm，厚25mm，以防止機頭旋轉。對機頭的旋轉主要采用加壓重塊的方法。在機頭二側焊壓鐵支架，1號與6號管二側亦焊壓鐵支架。二側先平均放壓鐵，共20t。一旦發現機頭有微小偏轉，立即將壓鐵移到一側。

2.5 水平螺旋鉆進法

水平螺旋鉆進法是一種依靠螺旋鉆桿向切削鉆頭傳遞鉆壓和扭矩，利用電機頂進推動鋼管從工作井穿到預留井，完成管道施工的一種方式。具有地表干擾少、土層擾動少等優勢，主要應用于小口徑鋼筋混凝土排水管道施工。其缺點就是施工過程中難以控制螺旋鉆桿的方向，不能有效控制管道，導致管道的施工精度受到一定限制。

2.6 頂管施工法

頂管施工方法主要應用于穿孔施工時頂進鋼套管或無鋼套管情況下頂進永久性公共管道，具有施工噪聲小、地表干擾少、振動小等優點。其施工方法的過程具體是從地面開挖兩個基坑井，將鋼管從工作井安放，然后通過千斤頂或中繼間的頂推機械的頂進，推動鋼管從工作井預留口穿出，穿越土層直至接收井的預留口邊，最后穿出接收井的預留口，形成管道的施工過程。

結語：

通過以上的分析，可以明確的知道，在城市給排水施工過程中，想要使整個工程達到最好的效果，就需要不斷的對其中各項施工技術進行改善，與時俱進，跟上時代的步伐，長距離頂管施工技術的大力推廣就是最好的證明。