市政工程建設(shè)中頂管工程技術(shù)的應(yīng)用

摘要：在我國進入21世紀(jì)快速發(fā)展的新時期，如今我國社會經(jīng)濟飛速發(fā)展，市政工程的建設(shè)對城市公共服務(wù)功能的實施有重要意義。在市政工程的建設(shè)過程中，地下管網(wǎng)建設(shè)水平至關(guān)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(tǒng)的影響。頂管施工技術(shù)則是一種十分適合市政工程地下施工的技術(shù)，具有污染小、成本低等特點。為了進一步提高當(dāng)代城市建設(shè)水平，需要對頂管施工技術(shù)的應(yīng)用進行深入研究。

關(guān)鍵詞：頂管施工;市政工程;頂進施工

引言

隨著國家對城市化發(fā)展的重視，市政建設(shè)的質(zhì)量尤為受到關(guān)注。但經(jīng)常發(fā)現(xiàn)個別城市在陰雨天氣下，許多區(qū)域會受到水漫，雖然其中一部分的原因是因為這些區(qū)域所處地理位置的海拔較低易積水，但是也離不開給排水建設(shè)質(zhì)量的影響。在給排水工程施工過程中，需要進行管道的建設(shè)，這就需要運用到頂管施工技術(shù)，頂管施工技術(shù)運用到給排水施工過程中，能減少施工過程中產(chǎn)生的噪聲，以減少產(chǎn)生的污染，這也符合“綠色建筑”的理念，而且能在一定的程度上，提升了工程建設(shè)的質(zhì)量及效率，為建筑行業(yè)的發(fā)展提供了技術(shù)支持。

一、頂管施工技術(shù)的發(fā)展

頂管法首先被研究應(yīng)用于實際工程中起源于美國，時間發(fā)生在1896年，美國鐵路鋪設(shè)過程中采用了該種施工方案，之后該施工方案受到了廣泛的關(guān)注。20世紀(jì)30年代，越來越多的國家開始研究頂管法施工，其中里程碑事件是1982年的英國，將直徑1524mm的混凝土管頂進了49m，用了9.5h，該記錄打破了當(dāng)時的世界記錄。該工程的成功促使歐洲各國開始重視以及研究頂管技術(shù)。之后日本在二戰(zhàn)結(jié)束也開始使用頂管法施工。該技術(shù)工藝在被大量應(yīng)用后，很多國家開始著重進行理論研究，其中日本主要針對小管徑技術(shù)進行探究，取得了實質(zhì)性的進展后，又開始研究長距離的頂管法施工。各國在基于自身市政建設(shè)過程中使用的材料進行不斷優(yōu)化頂管法，例如一些發(fā)達國家使用帶橡膠密封環(huán)的混凝土管道，實現(xiàn)了頂管法施工的提升，同時促進了城市的可持續(xù)發(fā)展。國內(nèi)關(guān)于頂管法技術(shù)研究滯后于國外，起初于1953年，在北京首先采用該技術(shù)，之后1956年，上海開始進行試驗研究，采用手掘式頂管機。之后先進企業(yè)進一步研究，將直徑為2m的鋼筋混凝土管道的頂進距離達到120m，然后又對不同口徑、不同類型的頂管進行實驗研究，其中研究最多的當(dāng)屬土壓型，但是當(dāng)時的研究重于實踐使用，理論知識較少，因此在施工時，只能針對某些具體情況進行施工，不能根據(jù)實地情況進行設(shè)置施工條件。1967年的上海一家公司，開發(fā)了一種無須人進入管道即可進行施工的小直徑遙控土壓式機械頂管機，該機生產(chǎn)后被應(yīng)用于隧道、高速公路以及下穿鐵路當(dāng)中，其累計頂進長度在1969年已經(jīng)超過400m。1978年，一種名叫擠壓型頂管被開發(fā)應(yīng)用于淤泥土等不良地質(zhì)條件，隨著頂管技術(shù)的不斷更新以及進步，從最初的應(yīng)用于給排水工程到電力電纜的施工，該法的發(fā)展得到了大力的推廣使用。

二、頂管施工要點

（一）施工前期的準(zhǔn)備工作

任何建筑工程都需要前期的準(zhǔn)備工作，對于市政給排水工程也是一樣。“三通一平”是施工現(xiàn)場的地面準(zhǔn)備工作，在完成了該準(zhǔn)備后，就需要對施工現(xiàn)場進行場地的布置，其中的內(nèi)容包括對建筑材料放置場地的選擇、建筑機械放置地點的布控、管道材料的購買及放置、膨潤土放置、攪拌系統(tǒng)、澆筑系統(tǒng)地、棄土場等，對工作井內(nèi)布置的設(shè)計（如對于后靠墻、導(dǎo)軌、主頂油缸、頂鐵等井內(nèi)設(shè)施的布置），以及對于爬梯位置的設(shè)計，確保施工人員順利進出，確保施工安全。為進一步確保施工的安全，還需對工作井的后靠土體及井的出口處進行加固，如使用高壓旋噴樁進行對工作井周圍進行加固，用具有壓實的機械對工作井洞口周圍進行加固，同時還需在洞口建設(shè)止水裝置。對施工人員進行安全技能知識的培訓(xùn)，增強施工人員的安全意識，對使用的機械進行全面的性能檢查，在工作井底部建立安全防護措施。

（二）頂管出洞

準(zhǔn)備工作完成、設(shè)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(nèi)部預(yù)留洞口，而整個內(nèi)部空間要做好密封，以此形成可靠的內(nèi)套環(huán)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)中還需要針對性進行防水處理。然后將內(nèi)套環(huán)結(jié)構(gòu)固定于預(yù)埋鋼管上，確保兩者緊密貼合。

（三）安裝作業(yè)

首先安裝頂進裝置。在一定程度上，頂進裝置以液壓、傳力這兩部分裝置為主。設(shè)備布設(shè)合理與否對頂進作業(yè)效果影響較大。故安裝作業(yè)前期，需開展液壓裝置單體實驗操作，細致檢查該液壓裝置內(nèi)所有零件是否處于正常工作狀態(tài)。待液壓裝置完成安裝后，及時實施檢查調(diào)試工作，以保證其維持正常穩(wěn)定的工作狀態(tài);其次安裝壓漿裝置。壓漿裝置需特別注意到工作井周邊實施組織安裝作業(yè)，為后續(xù)施工作業(yè)提供便利。壓漿裝置其內(nèi)部有螺桿泵1臺、泥漿泵2臺、沉淀池和過濾池各1臺，一般配有2寸的白鐵管連接沉淀池內(nèi)螺桿泵和頂進中的管節(jié)壓漿管;最后安裝基坑導(dǎo)軌。該工程項目頂管的頂進導(dǎo)軌，選用25B型號雙拼槽鋼經(jīng)焊接加工而成，在焊接坑處斷開導(dǎo)軌，在內(nèi)襯墻位置將延伸導(dǎo)軌安置好。

（四）頂進方法

頂進方法直接影響施工的成敗，在進行頂進方法選擇的時候，要先了解項目的情況，項目所處地質(zhì)條件，以及周邊的環(huán)境，其次根據(jù)技術(shù)的角度，泥水式頂管機施工的時候選用直徑較小的管道;如果地下水位低且土壤層相對穩(wěn)定，則可采用手工掘進的頂管，地下水位較大且土壤層強度較低，宜采用掘進法施工;對于地質(zhì)存在碎片的情況，則適用于手動式上管。當(dāng)在粘性土層控制地面沉降時，采用土壓平衡頂管法;爍石土壤層要采用帶有支撐功能的工具管;在淤泥層中需要提升地面的情況，采用的是泥水平衡式頂管或者是泥土式土壓平衡;當(dāng)頂管所處位置的正上方具有較厚的土壤層時，則采用擠壓或者網(wǎng)狀頂管。根據(jù)確定的技術(shù)方案，綜合考慮管材以及人工費用確定最經(jīng)濟的方案。最后一定要考慮安全因素，切不可因進度或者是趕工程進度而發(fā)生傷亡事件。

（五）管線頂進與地面形變控制

因為頂管端頭位置地層損失極易致使周邊土體發(fā)生變形或沉陷，并且在頂進管道過程中，和土體間形成的摩擦亦會引發(fā)地層擾動情況，所以在進行頂管作業(yè)前，工作人員需按照地質(zhì)勘測報告來強化控制覆土深度，同時要開展土樣試驗，確保土壓平衡。不僅如此，還需要嚴格控制頂管速度，保證地層形變及排泥量在可控制范圍中。此外，工作人員還要控制注漿數(shù)量與壓力，確保能有效控制地層變形。

結(jié)語

綜合來講，隨著如今各個城市建設(shè)工作不斷開展，大量地下管道工程的建設(shè)需要采用更為先進的施工技術(shù)。而頂管施工技術(shù)作為一種可以避免大量開挖土方、影響城市環(huán)境的技術(shù)，在市政工程的建設(shè)中有很高的應(yīng)用價值。施工單位需要深入研究頂管施工技術(shù)的相關(guān)原理和要點，在做好施工現(xiàn)場地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地下設(shè)施勘察的基礎(chǔ)上，做好頂管施工方案的設(shè)計，選用技術(shù)先進、安全可靠的設(shè)備。施工中做好施工質(zhì)量檢查和現(xiàn)場通風(fēng)，確保頂管施工達到設(shè)計要求。

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作者簡介：

史臣娟，青海建豐建設(shè)工程有限公司。