市政道路排水工程污水管頂管施工探究

【摘要】本文對市政道路排水工程污水管頂管技術進行全面探究，首先簡單介紹頂管施工技術概況，然后羅列三個頂管的施工問題，最后全面論述該項技術的施工要點。

【關鍵詞】市政道路排水工程;污水管頂管施工技術;概述;問題;施工要點

污水管頂管施工技術作為一種較新型施工方法，在降低市政道路排水工程施工難度上可發揮有效功用，能夠減縮工程工期，保證安全和質量。

1、市政排水工程污水管頂管施工技術概述

1.1 原理與方式

頂管施工技術是目前排水工程建設與改造中常用的一種非開挖施工技術。此技術最大的優越性就是不需全管段開挖地面，只需在檢查井位置挖工作井和接收井，便可通過施工設備將管道按設計要求敷設到位。此技術中，把污水管道壓入地層的工作動力來源于千斤頂油缸，污水排水管在千斤頂作用下跟隨著頂管機頭壓入地質層，完成管段的敷設。

1.2 施工工藝種類

在國內，污水管頂管施工的兩種主要方式是手掘式與機械式兩種頂管施工方式。對于靠人在帶刃腳的機頭內挖土的頂管方式稱為手掘式。在推進管前的鋼制殼體內安裝掘進機進行挖土作業的方式稱為機械式。手掘式頂管適應于管徑800～2400mm內徑的管道，人工作業勞動強度大，安全風險大，施工進度慢。而機械式頂管機械化程度較高，可根據管道管徑選用不同機頭，使用范圍廣，頂進速度快。以上兩種頂管施工方法以機械式頂管方式使用較多，而機械式頂管以泥水平衡頂管法運用最為廣泛。。

2、市政道路排水工程污水管頂管施工中存在一些問題種類

2.1 施工方

施工方問題可從施工人員和施工企業來分析。由于頂管施工屬非開挖施工，地下情況復雜多變，不可預見因素多，需要及時發現和解決問題，專業性較強。頂管施工要求施工技術人員和勞務作業人員有較豐富的施工經驗，能及時處理常見性問題。而現階段國內頂管施工中，一些施工人員專業技術水平有待提高，施工盲目性大，存在一定的安全和質量隱患。而施工企業對施工一線管控不到位，技術培訓和應急管控措施基本沒有落實。

2.2 施工操作技術

污水管頂管施工兩個重要的工作過程分別是工作坑接收坑的開挖與建造、管道頂進施工。由于全過程的地下施工，總會有一些自然地質或人為原因導致的施工技術難題出現，如地下水難以控制、孤石或地下管道障礙、流砂粉土地層等。如對這類問題處理不當，將造成工程投資大幅增加、工期延誤等。

2.3 施工誤差

給水排水管道工程施工及驗收規范（GB50268-2008）對污水管管道施工質量做出了明確要求。頂管頂進過程中，受地質不均等諸多因素影響，糾偏多且過程復雜、操控準確性難以保證，施工貫通后管道水平軸線和內底高程偏差滿足規范要求有難度。

3、污水管頂管施工技術的施工要點

3.1 市政道路排水工程污水管頂管施工前的兩個準備工作

3.1.1 施工場地勘探與施工方案優化

頂管施工開始前，工作人員除了熟悉設計文件和地勘資料外，必須實地勘探現場水文地質情況，核對地勘資料的準確性。同時根據建設單位提供的地下管線布置圖，逐一坑探落實，查明是否遺漏，必要時可求助城市規劃部門、城建檔案館和地下管線產權單位，向他們求取場地地下管網的相關資料。只有全面了解場地地下情況，才能保證污水管頂管施工工程方案的針對性，進而保障工程項目的穩定有序進行。設計單位或技術管理部門編制工程圖紙時，應對工程的全部情況進行清楚標注，如尺寸、埋設深度等，且這些內容的制定應在實地勘察結果的基礎上進行[1]。

3.1.2 安裝設備、設施

頂管施工中配備的起重設備主要有兩類：汽車吊和龍門吊。一般情況下，龍門吊安裝之前可臨時性利用汽車吊完成垂直運輸任務。而在龍門吊的安裝完成之后，大部分工作便會由龍門吊接手，如設備裝卸、頂進管頂鐵安裝、垂直運輸物料等。龍門吊可提升設施安裝速率，加快物料的運輸速度，是一種經濟有效的垂直運輸設備。導軌是污水管頂管工程安裝在工作坑內為頂管管段出洞時提供導向基準的設備，導軌本身需具備一定的剛度、耐磨等特性，能承受管道自重和摩擦力。導軌一般用鋼質材料如角鋼、槽鋼制作，固定在鋼筋混凝土梁體基座上。

3.2 污水管頂管施工過程解析

3.2.1 井位確定與頂管線路設計

施工設備特點與施工環境會對頂進距離產生一定影響。工作坑造價較高，基于節省施工成本的考慮，工作坑一般考慮雙向頂進。在頂進線路設計中，應充分考慮頂管的施工環境，應避開其中的障礙物，如環境周圍的樹木、建筑物、土地等，這樣做可為后續的對井作業檢查工作帶來極大便捷性[2]。

3.2.2 頂管出洞與位置糾正

頂管出洞是頂管施工的重要步驟之一。開始頂進前必須確認是否具備施工條件，首先應對全部設備進行檢查和試運行，再則應檢查頂管機頭在導軌上中心線、坡度和高程是否符合設計要求，最后應檢查防止地下水由洞口進入工作井的措施是否到位。為預防頂管出洞后，管道發生傾斜低頭現象，洞口拆除后立即將機頭頂入土層，并在調零后的機頭下方井壁上放置一定的支撐物，將機頭和前3～5節管連成一體。若在施工中出現下跌，則可利用主頂油缸實施糾正。管道出洞前的初始角設定也會對下跌現象產生積極的預防作用。

3.2.3 頂進過程中的主要減阻措施

在管道頂進過程中，摩擦阻力隨著頂進長度的增大而增加。要降低摩阻力常采用管節外表面融蠟或觸變泥漿技術來降低摩擦系數的大小。頂管工程一般采用壓注膨潤土泥漿減阻的方式。頂管注漿的方法有：頂管機頭切削刀盤注漿、非進人管道的注漿管注漿和進人管道的人工注漿。在頂進過程中，應盡可能保證漿液均勻包裹管道形成泥漿潤滑套，同時通過試驗結合經驗確定注漿壓力、漿液濃度和注漿，確保潤滑減阻效果。

3.2.4 測量與糾偏頂管

頂進過程中由于土質不均、設備和管道安裝偏差、操作技術等主客觀原因，頂進管道管壁和機頭的受力狀態始終處于不平衡狀態，導致頂進過程中管道出現上下左右擺動前進狀態，偏離了設計位置。為保證管道頂進安裝后達到設計和規范要求，在頂進過程中應采取“勤測量、勤糾偏、多微調”的操作方法。在頂管頂進過程中，管道總是沿著最前端的機頭或管節所走的軌跡前進。首節管起導向作用，首節管頂進時出現偏差，應立即進行糾偏，這樣才能確保整個頂進管道段不發生偏移。在利用激光導向定位系統測量頂管高程、位置或進行偏差糾正時應做好頂進記錄，連續作業小組間保持良好的工作交接。在頂進組工作時，可以千金頂組的方式來糾偏，糾偏數據應為四組，若管道向左偏，則左方增加頂力，反之一樣，若兩邊都發生偏移，則對差距較大的一邊進行修正。修正偏差工作應以一個較小角度開始，在過程中逐步增加角度，慢慢調整糾正角度[3]。

3.2.5 處理施工障礙物

頂管施工前，施工技術人員需要準確研讀地勘資料，掌握地下土層基本分布情況。但地質勘探鉆探孔很小，且相鄰鉆孔會相隔一定距離，施工人員并不能通過地勘資料掌握地下全面真實情況，因此在頂進施工中遇到地下障礙物要果斷處理。孤石是施工中可能會出現的一種障礙物，對其的處理可采取破巖法。破巖井的設定應依照孤石大小來確定。若在施工中發現風化地層，且其風化程度較深、時間較長，便可使用大開挖法或支護開挖法。

結語：

我國污水管頂管施工技術隨著經濟的快速發展也在不斷被改進，污水管頂管施工人員應吸取經驗教訓，不斷引入先進施工設備與施工方式，進而提升自身與國家整體的市政道路排水工程建設水平。

參考文獻：

[1]馬麗麗.市政道路污水管頂管施工技術論述[J].建材發展導向，2017，15（1）：75-76.

[2]高逸群.頂管技術在市政給排水施工中的有效利用[J].科技風，2017（26）：79-79.

[3]馮樹文.市政道路排水工程污水管頂管施工技術[J].黑龍江水利科技，2016，44（7）：15-16.

作者簡介：

王勇，湖南順天建設集團有限公司，湖南長沙。