市政工程項目中的大口徑頂管施工技術研究

龍大發(fā)

（中鐵十六局集團第三工程有限公司， 浙江 湖州 313000）

頂管施工技術有易于操作的特性，能夠促進市政工程施工質量的提升，并擴大工程的經濟效益。市政工程中采用頂管技術施工時需要對每個環(huán)節(jié)實施嚴格的質量控制，防止出現各種缺陷等不安全隱患，按照施工操作的標準要求進行作業(yè)，并對技術中的各項施工要點提前規(guī)劃，全面確保市政工程的質量。

1 市政工程頂管施工應用

一般情況下頂管技術所用到的頂進管為鋼筋混凝土管，當工程受腐蝕影響較小時還可選用鋼管。首先應當結合施工的實際情況來選擇合適的頂進管直徑，對于頂進管配筋以及壁厚則應當按照頂管所承受的實際荷載進行選擇，同時頂進管的外徑則要滿足挖土人員的施工需求，通常要保障頂進管的內徑＞50cm[1]。另外，由于使用的頂進管長度與市政工程的經濟成本有關，在直線推頂施工時，應當盡量采用長管進行施工。如此一來，不僅減少了裝管的頻率還降低了施工成本。但是隨著施工的不斷進行，頂管長度也會隨之擴大，一旦頂管的使用偏離了設計方案中的線路時，工程施工的難度就會隨之提高。為保證市政工程的質量，需要相應的支護結構，并及時回填，這也會造成施工成本的提升。假設在直線上使用短管進行推頂，同樣也會提高施工的難度，因為在使用短管的過程中很容易將周圍的土層擠入管連接處，使整體管道出現一定程度的變形。一般來說，根據外直徑的大小選擇合適的頂管長度，當外直徑≤1.1m 時采用短管進行施工；如果外直徑為1.15m 時則用標準管施工；當外直徑＞2.1m 的情況下則采用長管進行施工。

2 頂管施工技術特點和優(yōu)勢

頂管施工技術可以大大減少工程的施工時間，并且采用該技術施工時產生的噪音、粉塵都較小，不會對環(huán)境造成污染，基本不影響城區(qū)的正常交通。另外，還不會對既有的地下管線和周圍構筑物造成破壞，是一種高效、便捷、環(huán)保的施工技術。

3 當前大口徑頂管施工的技術難點及相應的解決措施

3.1 控制頂管頂力問題

在選取大口徑頂管進行施工時，合理掌握頂管的頂力一直是該技術的一個難點，尤其是在頂管機出洞的過程中（如圖1），對頂管頂力的控制要求更高。當頂管頂力設置的不合理時，就很容易造成頂管機出現旋轉與上飄的問題，嚴重影響了工程的質量，還會埋下較大的隱患。

就這一問題，在實際的頂管施工時，通常會充分利用刀盤的正反轉功能對頂管機的轉角進行適當的調整，經過調整，可以快速降低頂管機的頂進速度。該方法的使用要點在于，當頂管機馬上脫離洞口時，調整轉角使之迅速減速頂進，而且通過調整轉角還可以在很大程度上降低頂管機的壓力，防止出洞時發(fā)生各種失誤操作[2]。

3.2 頂管糾偏問題

一般來說，頂進施工時應當嚴格控制頂管的偏差，確保偏差不超過設計管道中心線的50mm，如果出現頂管的偏差大于這一數值時，應當及時作出適當的頂管糾偏，這也是市政工程施工中所必不可少的一個環(huán)節(jié)。特別是在長距離大口徑類型的施工中，更應當將頂管糾偏作為施工過程的重中之重。結合多年工作經驗，并對管道偏移的事故進行統計并作出合理的分析得出，造成管道偏移的原因主要有：（1）頂管的后背墻發(fā)生了一定程度的位移，或者后背墻本身就不平整；（2）頂進上體的質地發(fā)生改變，使得頂進機運行時所受的阻力不均勻；（3）千斤頂不能與頂進機同步運行，或者二者的頂力相差過大，使的受力不均衡出現偏移。

為了切實解決偏移問題，可以采取以下幾個措施，防止管道出現該情況：

（1）進行頂管的正式施工前，要制定預防管道偏差的相關措施。①在設計階段或者施工前，施工單位應當派專業(yè)技術人員對施工環(huán)境進行全面的勘察，獲取施工位置的地質條件等信息，結合勘察的結果制定科學合理的頂進施工方案，禁止不經實地勘察就盲目施工，隨意進行管道糾偏。②在施工過程中要保持管道行程、頂進機的運行速度以及頂力的相協調一致，選取相同規(guī)格型號的千斤頂，確保管道與設計的中心線位置相重合，并且受力均勻。

（2）對管道受力要進行嚴格的科學計算，確保頂進的后背墻穩(wěn)定不變形。在施工前，還要確認施工材料的質量是否滿足市政工程的需求，確保鋼筋混凝土的強度等性能滿足質量要求，避免出現在頂進時后背墻發(fā)生位移的情況。除此之外，還要檢查后背墻是否平整，在頂進過程中為了避免由于后背墻不平整造成管道偏離的情況，需要嚴格落實相關數據的記錄工作，及時準確記錄頂進施工中的各項數據，并對數據進行整理獲取相應的曲線，并以此作為管道是否出現偏移的依據，從而制定可行的糾偏措施。

（3）在頂進施工時，應當對管道出現的偏離問題及時進行糾偏，并采取合理可行的措施。比如當管道偏離是由于千斤頂的受力均引起的，則應當立即停止作業(yè)，對偏離值進行測量評估后再重新調整千斤頂的位置及相應頂力；如果管道偏離是由于后背墻發(fā)生位移而造成的，則需要立即對后背墻采取相應的加固措施，確保后背墻穩(wěn)定、平整。不僅如此，還要全面收集施工中的各項數據信息，對管道的行進方向進行科學的預測，盡可能地減少管道出現偏離的情況，按時完工。

3.3 出渣與通風問題

當頂管向上層頂進時，頂管的行進方向一般是從下往上，綜合分析多起頂管施工的案例發(fā)現，在頂進過程中常常會發(fā)生的施工事故很大一部分原因是出渣后周圍受力不均造成的。另外，在長距離大口徑類型的施工中，受到較大的頂進距離的影響，頂進工作井的深度也往往較大，這種情況下頂進洞內部就會發(fā)生空氣不能良好循環(huán)的現象。當空氣循環(huán)較慢時，洞內的生產性粉塵以及有害氣體就會產生一定的集聚，嚴重影響了作業(yè)人員的生命健康。為了避免頂進施工中發(fā)生出 渣及通風不佳的問題，施工單位可以在以下幾個方面做出改進[3]：

（1）在出渣設備上安裝相應的制動設備，以便出渣過程中發(fā)生事故時能及時停止運轉。

（2）當頂進深度達到一定程度時，安裝鼓風機，尤其是離心式鼓風機加強空氣流通（見圖2），防止洞內氣體集聚，快速排出污染氣體，確保施工人員的健康。

（3）相關人員在作業(yè)時應當佩戴相應的安全防護，并攜帶氣體檢測儀器，發(fā)現問題及時撤離，做到安全第一。

4 結束語

綜上所述，大口徑頂管的施工技術在市政工程尤其是地下工程中應用廣泛，為了保證施工的質量，提高施工的效率應當嚴格按照技術規(guī)程進行相關的操作，對頂管技術中的難點積極研究應對措施，不僅可以確保市政工程的質量，還能夠推動頂管技術的進一步完善。