淺談非開挖頂管施工技術在市政管網工程中的應用

孔祥璞

摘 要：非開挖頂管施工技術普遍應用于受周邊環境影響而無法采用明挖法施工的市政雨污水管網中，現已成為城鎮建設所關注的重點內容之一。由于城鎮地下環境較復雜，經常存在淺層地下水、含砂層、暗洞、各種管線等不良地質條件，非開挖頂管施工技術的應用極大改善了因開挖難度大、環境復雜的市政管網工程。本文以S221石首市城區至桃花山段改擴建工程 （東岳山路—G234 段）配套工程為依托簡要探討非開挖頂管施工技術的基本工作原理和在市政管網工程中的具體應用實例及對相關的施工質量管理控制要點進行分析。

關鍵詞：非開挖;頂管;工作原理;應用

1 引言

隨著我國城鎮化建設的飛速發展，許多原有的老舊雨污水管網已不能滿足人們的生產生活需要，對現有城市管道網絡的升級改造迫在眉睫。受制于當前環境條件的限制諸多管道施工都難以用常規方法進行全斷面明開挖施工，而頂管施工技術在此工程中的應用能很好的解決因施工場地狹小、地質情況復雜等原因而無法大面積明開挖的城市管網工程。這一施工技術的應用能夠顯著降低施工對周邊環境、建筑物及構筑物的影響，因此得到了廣泛的應用，對此本文將針對非開挖頂管施工技術施工在市政管網工程中的應用開展簡要討論。

2 非開挖頂管施工技術的優點及工作原理

市政管網工程中的非開挖頂管施工是一種土方開挖量較少并對周邊地面既有建筑物影響小，能夠穿越公路、鐵路、地下各種管線等障礙物的一種暗挖式施工技術，特別適用于存在淺層地下水、暗洞、各種管線等不良地質條件不利于大開挖施工的軟弱土層。

頂管施工首先要對工作井、接收井、檢查井的定位應準確。頂管頂進施工前，應對施工完成的工作井、接收井及檢查井井位重新校驗以保證管道按設計軸線埋設，掘進機能從工作井頂出后，準確的通過檢查井到接收工作坑。頂管施工最主要工作在頂進入土這一施工環節，施工過程中應注意最大頂力和軸向位置的控制。利用掘進機等機械設備將事先安放在工作井中的管節，通過傳力頂鐵和導向軌道利用液壓千斤頂將管節壓入土層中，同時挖除并運走管正面的泥土，一節管道頂入土層后再接下一節管節，注意相鄰管節之間的接縫處理，防止出現滲漏問題，直至準確到達接收工作坑。將到達接受井的掘進機等設備用起重機具吊起運走后將工作井、接收井進行回填處理。

3 頂管施工技術在市政管網工程中的應用

3.1 頂管管材及參數選擇

在市政管網工程建設中經常涉及到的管節材料為鋼筋混凝土管、球墨鑄鐵管、灰口鑄鐵管、鋼管等，在上述材料中，灰口鑄鐵管抗拉強度應不低于140MPa，抗彎強度應不低于380MPa，屈服極限在110—160MPa的范圍。球墨鑄鐵管子的抗拉強度應該不低于420MPa，抗彎強度不低于420MPa，屈服極限不低于300MPa，管材硬度在230以下。鋼管管材的抗拉強度應該不低于410MPa，抗彎強度也應該在410MPa以上，屈服極限不低于300MPa，硬度不高于140。總體來看，球墨鑄鐵管對抗彎性的要求較高，因為這一類管材在生產過程中需要經過多重工序，進而使其形成良好的抗拉性能，而且在長期使用中不會受到明顯的腐蝕。所以，在市政管網工程的頂管施工中，施工人員應優先選擇這一類管材，將其作為整個管網的基礎性材料。

在確定頂管直徑時，技術人員需要對施工環境進行深入考察，既要了解施工區域地質情況同時也要滿足其功能性要求，進而確定頂管的直徑。在調查分析中，需要對頂進管的承受荷載進行充分考慮，然后以此為參考來明確管徑。在頂進管長度的選擇中，需要考慮到頂進管長度對頂進效益造成的顯著影響，所以，在市政管網工程中，應盡量采用直線頂進的方法，以此來確保施工成本效果。

3.2 頂管工藝的實施

施工人員需要對市政管網工程中地下管線的設置情況有一個詳細全面的了解，并明確導向孔的準確位置，而且需要借助探測棒對導向孔內請進行探測，然后將頂管推入，之后需要進行拉擴孔，這一階段的施工需要借助鉆機進行。

3.3 設置工作井

在頂管施工中，可以根據井的差異將施工內容分為兩個層面，一是頂管機頭安裝、出坑頂進井，二是是機頭進坑、拆卸接收井。在具體是施工過程中，施工人員需要根據設計管的位置對地下管線的位置予以明確，以此減少施工活動對周圍建筑設施的不利影響，根據附近建筑設施的分布情況，確定最小平面半徑，然后選擇相應的工作井。在選擇工作井時，如果確定了使用沉井模式，那么在實際控制時需要以實際工作井深度的1.5倍為標準。

3.4 頂管進出洞處理

頂管進出洞的處理中，需要將工具管放置于距離孔1.1米的位置做好地軌的安裝。施工人員需要對掘進機位置進行準確校正，然后將其頂出。

4 完善施工管理工作

頂管施工技術在市政管網工程中的應用中，為了充分發揮頂管施工技術的應用效果，施工單位有必要做好相應的施工管理工作，具體包括以下幾方面的內容：

第一，建立完善的施工管理制度。針對即將開展的頂管施工工作，施工單位首先要能夠以制度的形式對施工流程以及每一環節的施工內容予以明確，進而對施工人員的施工活動進行有效約束，減少施工人員在施工工作中的不規范性，這對于整個施工工作的推進有著重要的促進作用。其次，在施工管理制度中融合責任制，通過制度的形式對每一環節的施工責任進行明確分配，并確立相關責任人，在責任制的約束下，促使施工人員能夠認清自身的責任，并全力以赴投入到施工工作中，一旦出現施工失誤，則要對相關責任人進行責任追究，而且，在責任制的作用下，針對那些因自身懈怠而耽誤工期或引發不必要工程投入的人員，則依規進行懲處，通過這種方式，促使施工人員能夠樹立起高度的責任心，并高效參與到施工實踐中。

第二，進一步完善施工規劃設計工作。首先，要科學制定施工方案。在方案制定過程中，需要對此次管網工程項目頂管施工內容進行全面梳理，然后從宏觀層面確立施工步驟，然后根據每一環節的施工內容及相關要求對相應的施工方法予以明確。為了確保所涉及方案的合理性，則可以事先制定多套施工方案，然后結合本次市政管網工程項目的實際要求對每一個方案進行綜合評估，然后從中選出最為恰當的施工方案，進而為具體施工工作的開展提供科學的指導。其次，進行技術經濟分析。對于施工單位而言，其參與市政管網工程項目建設的主要目的就是獲取經濟效益，因此，要能夠安排專門的技術及經濟管理人員對照頂管施工方案內容對各個環節的施工內容及其方法應用進行審核，針對不合理的施工環節、施工人員分配以及施工原料的使用予以剔除，進而確保整個項目的經濟效益。

第三，做好施工監理工作。在施工監理中，要能夠不斷提升監理工作與施工的配合效果，在頂管施工技術的具體應用過程中，通過對每一施工環節的監理，及時了解施工技術運用中存在的不足之處，并在第一時間進行反饋，然后使施工技術應用不合理的環節得到及時的改進，進而確保施工技術的應用效果。而且要加強施工進度的監理。施工進度監理的主要目的在于縮短市政管網工程項目的施工時間，提升整體施工效率。對于監理工作者而言，要能夠在監理工作中全面查找耽誤工期的影響因素，然后進行及時反饋，促使施工人員能夠在認識到相關問題后及時改進，進而保障施工進度。

第四，做好施工物料管理。在頂管施工中，還要做好施工物料管理，針對所購置的施工物料要進行專門的保存，尤其是管材的保存，所保存的空間應該干燥通風，而且溫度較低，針對放置于施工現場的物料在每次施工結束后要進行遮蓋處理，通過這種方式，能夠有效防范施工物料變質，進而保障施工質量。

第五，做好施工人員的技術培訓工作。在市政工程頂管施工中，每次施工之前都需要對參與此次施工的人員進行技術培訓，通過培訓，促使施工人員對本次施工所使用到的技術內容有一個全面的了解，針對存在施工難度的環節進行共同探討，還可以通過現場模擬的方式來確定特定環節的最佳施工方式。針對施工技術培訓工作的開展，要設立完善的施工流程，由淺入深開展相應的培訓工作，促使施工人員在全面掌握施工技術的同時，高效參與到施工實踐中。

5 結語

綜上所述，非開挖頂管施工技術在市政管網工程中的應用，是市政工程項目建設的重要內容之一，為此，施工人員要能夠在明確頂管施工技術原理的基礎上從多個層面入手完善相應的施工工作，進而確保整體施工質量。

參考文獻：

[1]研究頂管施工技術在水利水電工程中的應用[J]. 石榮鋼.? 建材與裝飾. 2019（33）

[2]市政工程施工中頂管施工技術分析[J]. 宋春梅.? 科學技術創新. 2019（30）

[3]泥水平衡式頂管施工技術在紅嶺灌區工程中的應用[J]. 蔡世強，張元海，高鵬，陳虹燕.? 廣東水利水電. 2019（10）