探討頂管施工技術在市政工程中的應用

熊勛華

（福建典盛建筑工程有限公司， 福建 邵武 354000）

0 引言

如今我國社會經濟飛速發展，市政工程的建設對城市公共服務功能的實施有重要意義。在市政工程的建設過程中，地下管網建設水平至關重要，需要在滿足市政工程功能需求的同時降低對其他城市系統的影響。頂管施工技術則是一種十分適合市政工程地下施工的技術，具有污染小、成本低等特點。為了進一步提高當代城市建設水平，需要對頂管施工技術的應用進行深入研究。

1 頂管施工技術的概念及應用優勢

1.1 概念

頂管施工技術是一種不用進行地面開挖的施工方法，在具體實施過程中能夠在盡量減少或者不進行地面開挖的情況下，完成地下管道的施工。該技術的實施，需要頂進設備作為基礎。目前常用的頂進設備是利用液壓頂缸提供動力，將管道頂入地層之中達到設計位置。具體施工中，一般按照次序單根管道進行頂入施工。如果施工線路比較長，常規油缸頂力無法滿足長度過長的管道的頂進施工，則一般采用分段施工的方法。根據施工線路，將管道分段，然后在接口處使用移動式頂推站，完成接口工作[1]。對于長度較長的管道頂進施工，一般還會在管壁、接口位置諸如減摩劑，減小管道在土層中的前進阻力，同時也可以有效避免地層摩擦對管道產生破壞。

1.2 應用優勢

1.對周邊環境影響小

該技術的優勢在于不需要進行大規模的土方開挖，適用于地下公共工程較多、有文物古跡存在的地段。而市政工程的施工現場幾乎都是位于城市區域，這些地區地下環境復雜，遍布各類電氣管道、給排水設施等，同時周邊環境也比較復雜，不適合進行大規模的土方開挖。因此，在市政工程的施工中，頂管施工技術的應用價值很高。

2.施工便捷成本低

傳統市政地下管道施工工程涉及到大量的土方開挖，同時還需要占用大量的城市公共空間，由此產生的一系列成本極高。而采用頂管施工技術，可以有效減少土方開挖、回填、地面恢復等施工成本。同時，相比傳統地下管網施工技術，頂管施工技術的效率也更高。因此，從市政地下管網工程的角度來講，頂管施工技術的性價比優勢十分突出。

3.安全性高

頂管施工技術在地下進行，施工設備及人員都在地下進行施工作業，地面工地占用面積小。對市政工程而言，有效減少了地面工地施工過程給周邊環境帶來的安全隱患。同時，目前頂管施工技術趨于成熟，無論是地下支護、通風等都做到了安全可靠，因此頂管施工被認為是安全性極高的施工方法之一。

2 工程案例

某污水處理廠污水管網工程位于湖南某市，工程涉及到三組管線的安裝，A 組長度3.50km，B 組長度1.35km，C 組長度3.25km。三組地下排水管線總長度8.10km，其中，C 組管線需要穿過該市人口密集、環境復雜的老城區，該工程的施工需要考慮覆蓋地區的周邊環境情況，同時要重點考慮老城區地下公共工程的復雜情況。為此，施工單位經過全面勘察和分析，決定C租管線施工工程采用頂管施工技術。

3 頂管施工要點

采用頂管施工技術時，需要先對管段中工作井、接收井的位置進行確定，然后再于工作井內使用頂進設備將頂管機頭按照設計標準頂入地層內部。之后將實現預制的鋼筋混凝土管道頂入地層，并清理好施工過程中產生的土方[2]。接下來，本文根據以上案例，對頂管施工要點進行分析。

3.1 設置工作井和接收井

在該工程施工中，施工技術人員根據實際情況分別設置了6 個工作井和9 個接收井，兩種井采用的是現澆鋼筋混凝土矩形結構。設置工作井和接收井之前，通過現場勘測確定相關位置的地質結構足夠穩定，土層含水量較少，并確保兩者內凈空分別達到6x5m 和5x5m。然后按照分層施工的方式進行開挖作業，在合適位置給管道進程預留空間。

3.2 設備選型和布置安裝

針對該市政工程的具體情況，技術人員選擇了兩臺電動空壓機，以此作為氣壓系統。再選取了鼓風設備，用于凈化施工場地的空氣，給施工人員提供良好的施工環境。針對主頂、中繼間千斤頂用到的壓力油，選取了專用液壓系統。在所有工作井中配置了兩臺高壓泵，以此作為并聯循環作業的基礎，同時還配置了壓漿系統[3]。另外還選擇了一臺性能可靠的門式吊機，用于執行施工現場設備、材料的吊裝工作。

針對井內的頂進設備，技術人員結合實際情況選用了兩臺油壓為2000kN的千斤頂，按照對稱結構布置于兩側。需要注意的是，千斤頂油程需要控制在1500mm 左右。在設備系統中，電動油泵用于主頂油管的供油。

4 頂進施工要點

4.1 頂管出洞

準備工作完成、設備到位之后，頂進施工正式開始。施工過程中，需要考慮對積水流入工作井的情況進行避免，比較合適的方法是在工作井內部預留洞口，而整個內部空間要做好密封，以此形成可靠的內套環結構，該結構中還需要針對性進行防水處理。然后將內套環結構固定于預埋鋼管上，確保兩者緊密貼合[4]。

4.2 長距離頂管施工設計

考慮到該工程C 組頂管施工過程中，存在多處需要長距離施工的情況，因此需要對頂管施工流程和方法進行專門設計。長距離頂管施工時，要為頂進設備設置輔助系統。該工程C 組管線最長的頂進長度約為65m，所以技術人員決定在施工中布置中繼間，以滿足整個工程的施工。中繼間的設置，目的在于滿足長距離頂管施工的需求，能夠在頂進施工時提供更大的推力。中繼間主要由千斤頂設備組、緊固件、承壓法蘭片等設備和元器件組成，同時配置有相關的電氣操作系統。在中繼間工作過程中，應當將后支撐點設置在后油壓管道位置，然后利用千斤頂設備組來給前半段油壓管道提供推力，然后用主千斤頂給后半段油壓管道提供推力。根據該工程的長距離頂進施工情況，中繼間每次推進距離約為25cm[5]。施工時，要操作千斤頂設備組來開展分段推進工作，滿足長距離頂進施工需求。然后，要根據管道阻力，在油壓管道中分段進行中繼間安裝。安裝位置在最前方的中繼間在進行頂管的過程中，會受到管壁及機頭產生的阻力，為此，要針對性儲備適量的安全頂力。該工程技術人員通過科學計算，油壓管道每推進65m 左右，所需要的推進力約為4000kN。由此反推，安裝于最前端的中繼間位置應當設置在距機頭約20m 左右的位置，后面相鄰兩個中繼間距離應當控制在50m 左右。

4.3 設置中繼間

5 頂進施工技術后期工作

5.1 檢查和糾偏

在頂管施工中，需要確保管道中心線符合設計要求，執行頂管測量工作時，不能隨意改動線路，并且保證測量處清晰無誤。按照規范設置測量平臺，然后選取臨時水準點，每次測量時都要做好核查，從設計管道到工作井，做好觀測。一般情況下，針對頂管施工的檢查，按照每頂進500mm 測量一次為宜。執行頂管糾偏工作，目的在于減少機頭和設計軸線的偏差，避免施工結果不符合設計規范。在發現機頭出現偏離時，一般是通過合理調整千斤頂設備組讓機頭回歸正規。

5.2 頂管通風

在進行頂管施工期間和結束之后，都需要處理好內部的通風工作。因為在頂管施工過程中，系統及作業位置會產生很多有害氣體，可能會產生安全隱患。尤其是在長距離頂管施工中，需要做好系統通風換氣工作。目前比較常見的通風方法是通過抽風、鼓風設備，持續不斷地將施工現場的廢氣排放出去，達到換氣通風的目的[6]。

6 結束語

綜合來講，隨著如今各個城市建設工作不斷開展，大量地下管道工程的建設需要采用更為先進的施工技術。而頂管施工技術作為一種可以避免大量開挖土方、影響城市環境的技術，在市政工程的建設中有很高的應用價值。施工單位需要深入研究頂管施工技術的相關原理和要點，在做好施工現場地質結構、地下設施勘察的基礎上，做好頂管施工方案的設計，選用技術先進、安全可靠的設備。施工中做好施工質量檢查和現場通風，確保頂管施工達到設計要求。