頂管施工工藝在市政管網施工中的應用研究

史文斌

西安灃東市政工程建設有限公司 陜西 西安 710016

近些年，人們的生活水平不斷提高，為了滿足人們的生活需求，在城市建設的過程中，需要建設大量的市政管網設施，包括供電管道、給水管道、雨水管道、污水管道、消防管道、通訊管道、燃氣管道、小區智能化管道等，分布在城市各個角落，其施工會對城市交通、居民生活造成較大的干擾[1]。頂管施工是一種不開挖或少開挖的管道埋設施工技術，需先挖設工作坑，利用頂進設備的頂力幫助管道克服周圍土壤的摩擦力，以設計坡度頂入土壤中，一節節完成管道鋪設工作，對于地上環境的干擾較小，優勢顯著，當前被廣泛應用于市政管網施工中。

1 頂管管材及頂管設備的選擇

（1）頂管管材的選擇。在市政管網施工中，頂管施工工藝應用時，應該優選頂管管材，加強原材料質量審核，為施工質量提供基礎保障。當前，可選用的頂管管材有鋼管、玻璃鋼管、鑄鐵管、鋼筋混凝土管、陶土管、球墨鑄鐵管等，不同材料特性不一，具體如下：①鋼筋混凝土管材。這種管材被廣泛應用于市政管網施工中，具有強度高、性價比高的優點，但同時其止水性與抗滲性欠缺；②鋼管。鋼管在頂管施工工藝中的應用，存在重量輕、頂進阻力小、密封性好、抗滲性能好的優點，但缺點也很多，比如說造價高、防腐性能差以及使用年限短等，適用于短距離頂進施工中；③玻璃鋼管。玻璃鋼管具有重量輕、承壓能力高、使用年限長的優點，同時存在造價偏高、只能直線頂進的缺點，適用于長距離直線頂進，適用范圍相對狹窄，難以推廣；④鑄鐵管。鑄鐵管的優點是頂進力強，缺點是造價高、適用范圍相對狹窄；⑤陶土管。陶土管的優點是性價比高、防腐性能佳，適用于長距離頂管施工，缺點是其剛度較大，容易發生脆性破壞[2]。

（2）頂管設備的選擇。在頂管施工工藝中，有多種頂管設備可供選擇，比如說手掘式頂管機、土壓式頂管機、泥水式頂管機、氣壓平衡頂管機等，不同類型設備適用于不同范圍。在市政管網施工中，應該根據施工區域的地質條件、土壤情況，選擇合適的頂管設備，在淤泥質黏土中，宜選用泥水式頂管機和土壓式頂管機；在砂性土壤中，宜選用泥水式頂管機，如若想要達到理想的頂進效果，可以采取改良開挖面的方式；在黃土地質中，需要改良土質，宜選用敞開式頂管機和氣壓平衡式頂管機；在強風化、中風化巖中，可以根據實際情況選擇合適的頂進設備，同時根據地質構造及結構，選擇合適的刀盤和管頭，保障施工質量。

2 注漿減阻及頂進方法分析

（1）注漿減阻。為了便于管道頂進，頂管機直徑應大于管道直徑，在施工時，管道外徑會與頂管機內徑之間存在一定孔隙，注漿填滿孔隙，能夠讓管道與周圍土壤間形成一個泥套，這樣可以預防泥漿滲透至外層土壤中，同時周圍土壤可以形成支撐浮力，避免鉆孔塌方。流動的泥漿，能夠保持濕摩擦，降低管道與周圍土壤間的摩擦阻力，便于頂管行進。

（2）頂進方法。在頂管施工工藝中，合理計算，明確背部強度、管道強度、千斤頂數量及噸位等參數，計算出最大頂推長度，合理設計施工方案。根據施工區域的地質條件、土壤性質，選擇合適的頂進方法，在泥水式頂管機施工中，應該選用直徑較小的管道；在淤泥層中，宜選用泥水平衡式頂管或泥土式土壓平衡；在土壤層穩定，且地下水位較低的情況下，以選用手工掘進式頂管；在土壤強度較低，且地下水位較高的情況下，宜采用掘進法施工；在黏性土層中，地面沉降現象易發生，宜選用土壓平衡頂管法；在爍石土壤層中，必須選用支撐性好的工具管；對于存在地質碎片的施工區域，宜選用手動式上管；如若施工區域上方土壤層較厚，宜選用擠壓頂管或網狀頂管[3]。

（3）頂進糾偏。在頂管施工工藝中，測量是極其重要的一道工序，應該做到隨頂隨測隨校正。在施工過程中，應用激光經緯儀配合水準儀進行測量，觀測管道是否發生偏移，如若偏差，應及時處理。在第一節管頂進是，測量間隔控制在300mm內，管道進入土體后，測量間隔控制在1000mm內。在頂管糾偏中，可采用以下方法：①超挖糾偏方法。但頂管偏差為10至20mm時，可采用超挖糾偏方法，在管子偏向的反側適當超挖，形成阻力，這樣管道頂進過程中，管道會逐步回到設計位置；②頂木校正法。當頂管偏差較大時，可借助挖圓木或方木，將其一端頂在管子偏向一側的內管壁上另一端支撐在墊有木板的管前土層之上，這樣千斤頂啟動后，可以利用頂木產生的分力，校正管道；③千斤頂糾偏法。千斤頂糾偏法的具體方式與頂木糾偏法一致，不同的是，千斤頂糾偏法主要用小千斤，在頂木上逐步強行校正管道移位。

3 結束語

綜上所述，市政工程是指政府基于責任和義務在區、鎮（鄉）內規劃建設的為居民提供有償或無償公共產品、服務的設備、建筑物、構筑物的統稱，其施工質量將直接影響到城市面貌，關系到城市居民的日常生活質量，必須予以重視。市政管網施工是市政工程建設的重要內容，常采用頂管施工工藝，施工單位應該加強對于施工工藝的研究，掌握其技術要點和注意事項，完善施工技術管理制度，做好施工準備工作，強化對于施工現場的質量監管，實現對于施工活動的精細化控制，確保工程質量達標。