頂管施工技術(shù)在市政工程中的應(yīng)用

韋昆 中國水利水電第八工程局有限公司

一、頂管施工技術(shù)概述

頂管施工技術(shù)主要指的是，在不開挖地表的前提下，有針對(duì)性的結(jié)合實(shí)際情況充分應(yīng)用液壓頂進(jìn)工作站，從頂進(jìn)工作井將待鋪設(shè)的管道頂入，通過這樣的方法在頂管機(jī)之后直接鋪設(shè)管道的非開挖地下管道施工技術(shù)。針對(duì)具體內(nèi)容而言，主要是結(jié)合具體的施工方案和設(shè)計(jì)圖紙，在管道的沿線設(shè)置相對(duì)應(yīng)的工作井和接收井，與此同時(shí)，在工作井內(nèi)部設(shè)置堅(jiān)固后座，并有效連接相對(duì)應(yīng)的油管、照明和泥漿管等管線，然后再進(jìn)一步有效采用油壓千斤頂?shù)劝鸭磳㈩A(yù)埋的管道實(shí)施頂進(jìn)作業(yè)，再利用壓漿系統(tǒng)確保管節(jié)周圍構(gòu)成泥漿套，通過這樣的方法，確保管道能夠在泥漿套中有效滑行。除此之外，在有效實(shí)施頂進(jìn)作業(yè)時(shí)，要科學(xué)合理的控制好頂管方向，與此同時(shí)，確保邊頂進(jìn)、邊排土和邊調(diào)整實(shí)施作業(yè)，通過這樣的方法進(jìn)一步保證所要預(yù)埋的管道可以更有效的頂進(jìn)接收井內(nèi)。

二、頂管施工技術(shù)過程應(yīng)注意的問題

（1）相關(guān)方面的困難因素。在針對(duì)舊城進(jìn)行改造的過程中，會(huì)面臨很多挑戰(zhàn)和困難，例如，多年的地下管網(wǎng)錯(cuò)綜復(fù)雜，地下的管線位置不夠明確，第1手資料丟失等等，此類問題都使整體施工面臨巨大困難，對(duì)于市政工程給排水施工也造成嚴(yán)重挑戰(zhàn)。對(duì)此要著重把握。（2）架空線問題。在實(shí)踐的過程中，如果遇到繁華的街道或者文物古跡等比較特殊的場合，無法進(jìn)行架空施工，在這樣的情況下，可以結(jié)合實(shí)際情況有效采取地下過渡的方法。（3）埋管施工。在具體的操作過程中，一旦污水管道直徑超過100mm，為了使周圍環(huán)境得到有效保護(hù)，不會(huì)受到施工的破壞，在這樣的情況下，就需要結(jié)合實(shí)際情況更有效的進(jìn)行埋管施工。

三、頂管施工方法

（一）機(jī)械設(shè)備選型

1.頂管機(jī)選型

以深圳市龍崗區(qū)創(chuàng)建路為例，根據(jù)地勘報(bào)告及現(xiàn)場土質(zhì)實(shí)地調(diào)研綜合分析，采用泥水平衡掘進(jìn)機(jī)（見圖1）。

該頂管機(jī)主要包括刀盤切削裝置、動(dòng)力裝置、液壓裝置、糾偏裝置、泥水裝置、電氣操作系統(tǒng)、顯示裝置等。設(shè)備樣式如圖2所示。

2.主頂裝置

主頂裝置采用2只200t液壓千斤頂，并排布置。頂進(jìn)過程中調(diào)整軸線，主要依靠主頂裝置上的活動(dòng)底架，該底架一般采用槽鋼焊接。

3.頂進(jìn)設(shè)備安裝

頂進(jìn)設(shè)備主要包括液壓裝置和傳力裝置兩部分。設(shè)備布置得是否合理，直接關(guān)系到施工頂進(jìn)的效果，因此，安裝前應(yīng)對(duì)液壓裝置進(jìn)行單體實(shí)驗(yàn)，檢查液壓裝置各零部件是否工作正常。安裝好全部液壓裝置后，必須進(jìn)行檢查調(diào)試，確保能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

4.壓漿設(shè)備安裝

壓漿設(shè)備應(yīng)優(yōu)先考慮在工作井附近處組合安裝，主要是便于施工作業(yè)方便。該設(shè)備主要包括過濾池、沉淀池、2臺(tái)泥漿泵、1臺(tái)螺桿泵組成，再配置2寸白鐵管將沉淀池的螺桿泵與頂進(jìn)中管節(jié)的壓漿管連接[1]。

（二）安裝設(shè)備

頂管技術(shù)在進(jìn)行正常施工之前，必須要預(yù)先制作導(dǎo)軌。作為金屬材料以及其他材質(zhì)制成的可以對(duì)其他設(shè)備進(jìn)行引導(dǎo)以及固定的裝置，導(dǎo)軌能夠在高負(fù)荷的前提下進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，并對(duì)頂管的直線頂進(jìn)產(chǎn)生比較可觀的幫助，防止在頂進(jìn)過程中出現(xiàn)比較明顯的偏移。因此，在對(duì)導(dǎo)軌的原材料進(jìn)行選取時(shí)要反復(fù)斟酌。與此同時(shí)，導(dǎo)軌在正常運(yùn)行之前首先要對(duì)其進(jìn)行整體固定，以確保其在正常工作時(shí)能夠保持合適的角度。在固定好導(dǎo)管的位置時(shí)，施工人員可以開展正常施工，其次是在進(jìn)行施工過程中，施工人員必須要定期對(duì)導(dǎo)軌進(jìn)行故障檢查。如果遇到突發(fā)情況，必須要在第一時(shí)間予以處理，從而保證導(dǎo)軌的位置不發(fā)生較大偏移[2]。

（三）頂進(jìn)、出土流程

圖1

圖2 頂進(jìn)設(shè)備示意圖

泥水平衡掘進(jìn)采用全自動(dòng)的泥水輸送方式，在機(jī)艙內(nèi)將挖掘的泥土和泥水不停地?cái)嚢栊纬赡酀{，然后通過泥漿泵、泥漿管抽排至沉淀池及過濾池循環(huán)利用。工作井周邊配套設(shè)置沉淀池，積攢的沉淀余土通過挖掘機(jī)裝運(yùn)，外運(yùn)至棄土點(diǎn)。掘進(jìn)過程中相關(guān)參數(shù)控制，主要通過PLC全自動(dòng)操控臺(tái)控制泥水倉壓力及流量值，從而達(dá)到泥水平衡效果。若機(jī)頭土倉內(nèi)泥水壓力遠(yuǎn)大于壓力控制值時(shí)，地面會(huì)隆起；若泥水壓力遠(yuǎn)小于壓力控制值，地面會(huì)下沉或沉陷。鑒于頂進(jìn)過程中會(huì)出現(xiàn)上述現(xiàn)象，所以控制掘進(jìn)速度與出泥的速度相當(dāng)關(guān)鍵。

（四）水平螺旋鉆井法

對(duì)水平螺旋鉆井法予以實(shí)際應(yīng)用時(shí)，就是要對(duì)螺旋桿具有的推力予以利用，使得鋼管能夠抵達(dá)預(yù)定位置，此種方法能夠使得地表形態(tài)得到有效保護(hù)，切實(shí)避免水土流失的發(fā)生。當(dāng)然，對(duì)于小口徑鋼筋混凝土來說，此種方法是較為適宜的，然而施工時(shí)會(huì)出現(xiàn)準(zhǔn)確度偏差問題，施工效果和預(yù)期會(huì)出現(xiàn)差異，這樣一來，工程質(zhì)量就無法得到保證。

（五）后排座椅的承壓能力

座椅承壓能力是快速排水工程中短管頂管現(xiàn)場施工的最佳結(jié)果。在頂管的實(shí)際結(jié)構(gòu)中，最大的推力施加在管道上，鉆孔樁的副駕駛位置可以承受很大的壓力，以避免損壞頂管的前座，并增加其壓縮強(qiáng)度。一般來說，適當(dāng)增加副駕駛座的厚度，以提高汽車后座的整體承載能力，從而滿足頂管工程實(shí)際施工單位的實(shí)際需要。

（六）非開挖頂管施工技術(shù)

隨著科技發(fā)展的速度持續(xù)加快，非開挖頂管技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，此種技術(shù)在經(jīng)濟(jì)性方面是具有優(yōu)勢(shì)的，所以在市政給排水工程中得到了應(yīng)用。在現(xiàn)階段，非開挖技術(shù)的受重視程度提高了很多，然而其也是存在弊端的，對(duì)施工產(chǎn)生的影響較大，會(huì)使得系統(tǒng)安裝受阻，管道使用也會(huì)受到影響。若想解決相關(guān)的問題，施工人員必須要通過有效措施提升自己的專業(yè)素養(yǎng)，確保施工的每個(gè)環(huán)節(jié)均處于良好的控制中，同時(shí)要針對(duì)非開挖技術(shù)展開更為深入的研究。非開挖技術(shù)并不需要在地表進(jìn)行開挖，也不需要進(jìn)行挖溝處理，為了使得此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用效果更為理想，必須要對(duì)以往的經(jīng)驗(yàn)予以總結(jié)，確保非開挖技術(shù)能夠得到有效應(yīng)用。在市政給排水工程發(fā)展逐步加快之際，傳統(tǒng)的地質(zhì)工程技術(shù)已經(jīng)較為落后，這對(duì)非開挖技術(shù)的同樣也會(huì)產(chǎn)生影響，使得工程質(zhì)量變得較為低下，所以說，在展開工程施工時(shí)，要對(duì)非開挖技術(shù)予以合理應(yīng)用，如此方可保證其具有的作用能夠真正發(fā)揮出來。

四、結(jié)束語

總而言之，通過上面的分析，我們能夠著重看出，在市政工程給排水施工過程中有效應(yīng)用頂管技術(shù)，能夠呈現(xiàn)出更為顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，從根本上有效避免過去開槽埋管亂挖、多挖的操作方式，更有效的適應(yīng)環(huán)境保護(hù)要求，同時(shí)減少破壞，節(jié)能環(huán)保。要著重關(guān)注，頂管過程是一個(gè)十分復(fù)雜的系統(tǒng)性工程，要嚴(yán)格按照要求，選擇更科學(xué)合理的設(shè)備和頂管，更新頂管技術(shù)，以此使施工工作呈現(xiàn)更大的效益。