市政給排水施工中的頂管施工技術

林巧英

（廈門市翔安市政集團有限公司，福建 廈門 361100）

0 引言

由于我國城市化建設步伐不斷加快，需在成熟或半成熟的城市中逐步完善市政配套設施，因此減少交通阻斷和道路、植被破壞成為市政項目施工工藝選型的先決條件之一，而頂管施工作為一種不開挖或少開挖的管道埋設施工工藝，在當前市政工程施工中凸顯優勢，日趨重要。該技術可大幅降低因施工對城市正常運作及既有建（構）筑物的影響，作業面小，綜合施工成本低，保證經濟效益的同時，最大限度降低對周邊環境的影響。因此，在市政工程建設中，頂管施工技術被廣泛采納。

1 工程特點和頂進方法的選擇

1.1 工程特點

東溪尾水利用工程主要解決尾水壓力管道接入現狀泵站問題：管道路勁為污水廠巴式流量槽附近的水泵站（流量為4000m3/d）至東溪流域，路經橫一路、馬塘路、同新路、后田洋路以及后田洋橋，處在車流量較大的交通干線上級橫穿支線，管線施工時對該路段人車同行帶來極大不便。為使項目實施與交通之間的相互影響降至最低，經過實地考察探勘后，根據該工程特點及地址條件和環境條件，采取了頂管施工和開槽埋管相結合的施工模式。從巴式流量槽至后田洋路實施頂管施工，后田洋路至東溪流域受地形影響實施管道開挖敷設施工。

1.2 頂進方法選擇

頂進方案的合理性對頂管施工的成敗及效益起決定性的作用，因此方案需綜合考慮管道埋設位置的土質、水文地質、管徑、周邊既有建、構筑物及各種設施等影響因素，同時納入經濟技術綜合考量，進而確定頂進施工方案。依據前期地質勘探，本項目所處位置的地層以雜填土為主，且可能遇到拋石、木樁等障礙物，地下水水位較低，影響小，因而采用人工頂管進行施工。

2 頂管施工技術在市政給排水中的應用及效益

在當前的城市建設中，因前期城市規劃時未充分考慮城市發展后期的管網建設，存在大量管網工程在部分路段重復開挖，給城市日常運作造成了不便，同時，路面重復開挖勢必對既有構筑物及道路結構造成影響，使用周期也同比縮短；舊城區因人口增長，為確保管網的效用，有必要進行重新建設。東溪尾水利用工程項目所在地施工現場情況復雜、作業面小，明挖施工受限，因此采用頂管施工技術，大幅避免了對既有構筑物及地表植被的影響。

此外，頂管施工時因其工作面大部分處于地表下部區域，受環境及雨期影響較小，并且環境或天氣對施工工期的影響有限，因此該方案在保證工程進度的同時，能為施工企業實現更高的經濟效益。

3 頂管施工技術在排水施工中的注意要素

3.1 管道的材質

應結合實際情況選取合適的管道材質、強度以及接口，鋼管需具有較強的承受壓力，也應具備較強的硬度[1]；鋼筋混凝土管其外觀質量和強度等級必須符合設計要求。在實際頂管施工技術應用中，管徑應不小于 800mm，便于施工人員進入管內進行施工作業。管道的材料強度和壁厚，需根據設計要求、現場土質情況以管道埋入深度確定。

3.2 工作坑

工作坑是指工作井和接收井，如圖1所示，均屬于頂管井，其形狀各異，材質主要是混凝土，頂管井施工工藝以錨噴護壁最為常見。在頂管井施工時，采用分層開挖方式，進而有效提升施工進度，每節開挖護壁的高度通常為 100cm，但不得超過150cm。此外，每層挖掘深度不得超過1.5m，否則將不利于井內積水的排出。此外，為有效提高后背墻的穩定性及工作坑的強度，需在工作坑周邊施打水泥或放置支撐物，并在內部設立鋼制的圍墻，同時需確保對洞口墻的水平度和垂直度符合要求。

因工作坑的施工質量是確保頂管施工進度及質量的先決條件，因此，在工作坑施工過程中，需充分考慮各類因素對其的影響，同時需避免工作坑施工對既有構筑物基礎產生破壞及影響。工作井施工必須依據其強度和相關規范要求進行。

3.3 設備安裝

設備安裝主要分為如下兩點，其一是導軌安裝，進行導軌安裝時，施工人員應實時監測導軌中心位置和高度，進而有效保證頂入管節中心和高度滿足設計需求。本項目工作井的地基較為穩定，可將導軌安裝于枕木上，同時將枕木放置于工作井的底板上，而后將枕木埋設并使用澆筑栓加以固定，通常選用長度為2～5m，間距為60cm的枕木，安裝過程中嚴格把控導軌的蓋高度中心位置；其二是其它設備的安裝，主要是安裝千斤頂和高壓泵為主的頂進設備，運土車和卷揚機為主的出土設備及空氣壓縮機帶風鎬機為主的挖土設備。此外，井內安裝設備所應用的電壓原則上不超過36v，并將工作棚作為重要的防雨設備。工作坑上的活動式工作平臺，應采用20#工字鋼梁，并輔以架設重架及在坑邊安裝電動卷揚機。

3.4 頂進施工

將頂進設備安裝完成后，應對設備各組成部分進行細致檢查，確保其處于正常作業狀態后，方可進行試頂作業。首先，將工具頭放置在導軌上，而后安裝頂鐵并連接好各個系統，檢查校準工具水平和垂直標高是否符合實際施工要求，檢查合格可頂進工具頭，隨后安放混凝土管節并核準標高，合格后進行試頂作業。調整各項參數至允許值，便可開始正式頂進作業。本工程頂進施工時，主要采用風鎬進行取土作業，在風鎬后背不動的情況下將千斤頂出鎬，同時將污水管向前挺進；待頂鐵安裝完畢，工具管的前端破取合適的距離后，啟動油泵千斤頂進油，當千斤頂的活塞伸出一個工作行程時，管道向前推進；停止油泵作業并打開控制閥，千斤頂回油后活塞返回，安放新的頂鐵，再次進行頂進作業，直至可安裝下一節混凝土管節；拆除各節頂鐵，下放管節，再次頂進；為確保管道接口縫隙密實、各節管道受力平衡及管節之間的連接效果，采用環形橡膠環連接混凝土管，重復上述過程，直至完成頂管作業。

3.5 測量與糾偏

在頂管頂進過程中，頂力會受多種因素的影響，如管材和管徑、現場土地狀況、施工所用設備及工作坑等，若無法有效管控好以上因素，會導致頂管的頂力受到嚴重制約。在實際的頂力規劃與設計中，應留有一定的空間，因頂進過程中，需不斷調整頂力方向。此外還需注意局部受力集中和偏心受壓狀況等，因此在頂進過程中應嚴格遵循頂進作業規范要求的測量次數進行中心、高程測量，在一個完整管段頂進完成后，應對中心和高程再次進行復核，每個管節接口選取一個測量點，有錯口的管節接口應選取兩個測量點，當測量發現出現偏差時，應及時糾偏。偏差范圍在10至20mm時，采用超挖糾偏法糾偏即可；當偏差范圍在20mm以上時，應采用千斤頂糾偏法進行糾偏，直到使管道中心及高程回到設計要求范圍內。

4 結語

綜上所述，由于我國改革開放的不斷深入，城市化發展越來越迅速，城市規劃要求越來越規范和嚴格，日趨成熟的頂管施工技術在城市建設進程中扮演著愈加重要的角色。以東溪尾水利用工程為例的市政給排水施工，應用了頂管施工技術，不僅減少了對環境的污染，使企業獲得經濟效益同時也保護了生態環境。