非開挖頂管施工技術(shù)在市政管網(wǎng)中的應(yīng)用

田江友

摘要：非開挖頂管施工技術(shù)主要是一種非開挖形式的管道敷設(shè)方式.在實際應(yīng)用中，管網(wǎng)可以在不破壞地基表層的情況下通過區(qū)域建筑群，具有良好的施工效率和性價比。非開挖頂管技術(shù)的長距離開挖也導(dǎo)致了實際施工過程中各種風(fēng)險因素的影響。在無開挖頂管施工技術(shù)理論基礎(chǔ)上，從管徑選擇和施工工藝規(guī)劃等方面對非開挖頂管施工技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了簡單的分析。

關(guān)鍵詞：非開挖頂管施工技術(shù);市政;管網(wǎng)

隨著我國城市建設(shè)要求越來越高，市政排水工程的施工越來越受到重視，而在市政排水工程施工中，通常用到的方法便是非開挖頂管施工技術(shù)，這項技術(shù)可以在最大程度減小對周邊環(huán)境和交通的影響，保護(hù)土層和環(huán)境，因此在市政排水工程中得到了十分廣泛的應(yīng)用。

1頂管技術(shù)的作用

所謂頂管施工，即是通過非開挖或者少開挖的方式進(jìn)行給排水管道等管道的安裝，在原理上，頂管施工即是通過頂管施工機(jī)器的動力，將頂管按設(shè)計的坡度頂入土層中，在施工時，施工團(tuán)隊會將管道分節(jié)進(jìn)行施工，完成第一段施工后，在進(jìn)行第二節(jié)施工，最后將頂管的土方運走，保證城市的清潔。與傳統(tǒng)的給排水施工技術(shù)相比，頂管施工技術(shù)具有較大的優(yōu)勢，首先非開挖或者少開挖可以提高施工效率，減少施工人員投入，降低施工成本。其次頂管施工可以降低傳統(tǒng)施工技術(shù)帶來的開挖地面、拆遷、破壞地面建筑物、影響交通、破壞環(huán)境等問題都會得到環(huán)節(jié)，并且使施工不用在受到地區(qū)氣候和周邊環(huán)境的影響，都可以省時、高效、安全的完成給排水施工。

2非開挖頂管施工技術(shù)在市政管網(wǎng)中的應(yīng)用

2.1頂管管材及參數(shù)選擇

首先在市政管網(wǎng)建設(shè)過程中，非開挖頂管施工技術(shù)所用到管材主要為球墨鑄鐵管、灰口鑄鐵管、鋼管等。其中灰口鑄鐵管抗拉強(qiáng)度為140，抗彎強(qiáng)度為380，屈服極限在110-160之間，硬度在200以下;而球墨鑄鐵管主要抗拉強(qiáng)度及抗彎強(qiáng)度均在420以上，其屈服極限在300以上，硬度小于230;鋼管抗彎強(qiáng)度及抗拉強(qiáng)度均在410以上，屈服極限在300以上，硬度小于140。結(jié)合以上數(shù)據(jù)，可得出球墨鑄鐵管抗彎強(qiáng)度較大，且由于其在生產(chǎn)過程中，經(jīng)過了脫硫、融化、孕育、球化、離心等多個處理工序，具有良好的抗壓、抗腐蝕氧化及抗動荷載性能。因此在市政管網(wǎng)非開挖頂進(jìn)施工技術(shù)應(yīng)用過程中，可優(yōu)先選擇球墨鑄鐵管作為基礎(chǔ)材料。其次在市政管網(wǎng)非開挖頂管直徑選擇環(huán)節(jié)，需要綜合考慮項目類型及施工地質(zhì)條件確定具體施工管徑。同時結(jié)合非開挖頂進(jìn)管實際承受動載荷、靜載荷情況，可對砼管配筋情況、壁厚要求進(jìn)行統(tǒng)一分析，進(jìn)而得出相應(yīng)頂進(jìn)管外部周長。由于在具體非開挖頂進(jìn)管作業(yè)環(huán)節(jié)，需要進(jìn)行不同土方挖制節(jié)點的設(shè)置，因此在頂進(jìn)管內(nèi)徑設(shè)置過程中，應(yīng)至少在510mm以上[1]。最后在非開挖頂進(jìn)管長度選擇過程中，由于非開挖頂進(jìn)工序中頂進(jìn)管長度對頂進(jìn)效益具有較大的影響。因此若整體市政管網(wǎng)為直線推頂形式，可保證整體施工質(zhì)量。

2.2頂管工藝實施

在進(jìn)行施工工作前，首先，要做好非開挖頂管施工技術(shù)的前期準(zhǔn)備，對地下管線的敷設(shè)進(jìn)行充分分析，要對導(dǎo)向孔的位置進(jìn)行精確確定;其次，在探測棒的幫助下，對導(dǎo)向孔內(nèi)部進(jìn)行探測，引導(dǎo)頂管掘進(jìn)設(shè)備推動頂管的進(jìn)入;最后，要在孔道的位置上進(jìn)行鉆機(jī)拉擴(kuò)孔的操作。

2.3測量放樣與井下、地面設(shè)備安裝

在進(jìn)行頂管施工時，首先需要做測量放樣，利用井下等方式，確定施工的地點和方式，同時標(biāo)注出施工安全高度。其次在施工過程中，作為頂管施工，需要做到井下和井上相互配合，在井下安裝千斤頂、導(dǎo)軌等工具，確保頂管工具的正常運行，同時在井上時，需要設(shè)置起吊設(shè)備、主頂泵站等，施工時首先需要確定施工周圍環(huán)境，結(jié)合實際情況制定施工計劃。

2.4頂管進(jìn)出洞處理

首先應(yīng)將工具管推向出洞位置，最終停止在距離出洞位置1.1m處。并在工作井洞口位置進(jìn)行橡膠止水裝置的設(shè)置。在這個過程中，為了降低掘進(jìn)機(jī)出洞階段扣頭問題出現(xiàn)概率，可在出洞止水槽下部進(jìn)行輔助導(dǎo)軌的設(shè)置，并采取適當(dāng)油缸糾偏收緊及底部延伸導(dǎo)軌安裝措施。隨后通過上一階段鋼混凝土與機(jī)頭的剛性連接體系設(shè)置，可在后續(xù)頂管出洞階段，采取逐節(jié)施工的形式。其次，在頂進(jìn)工具管運行過程中，需要以洞口止水圈起作用作為終止標(biāo)志，在其到達(dá)洞口止水圈4個小時后，可進(jìn)行靜止土壓力檢測，確定最終壓力控制系數(shù)。需要注意的是，在頂管不斷推進(jìn)過程中，在首節(jié)頂管安裝前期，需要設(shè)置一定數(shù)量的止退裝置，降低主頂回頂概率。同時為了控制接頭頂管出洞后阻力，可在沉井洞1/3位置進(jìn)行注漿管的設(shè)置，通過觸變泥漿的流動，可最大限度降低頂進(jìn)管與土層之間的摩擦阻力。最后，在頂進(jìn)管距離接收井32m左右距離時，應(yīng)進(jìn)行軸線復(fù)測措施，并維持頂進(jìn)管在接收井控制范圍內(nèi)，保證頂進(jìn)管平穩(wěn)運行。由于大多數(shù)工程接收井外圍具有隔水帷幕、水泥攪拌樁等裝置，因此在持續(xù)推進(jìn)工作中，不需要再進(jìn)行土體特殊加固作業(yè)。而在頂管推進(jìn)預(yù)定尺寸之后，可將頂管與后混凝土管拆除，并在雜物清除后，采用水泥砂漿填充頂管外壁與預(yù)留孔洞的空余空間。

2.5洞口密封處理、管道修補(bǔ)及驗收

在完成井下工作后，需要進(jìn)行頂管機(jī)轉(zhuǎn)移，并將洞口進(jìn)行徹底清理，在安裝軌道處進(jìn)行檢查，做出防水設(shè)計處理，安裝止水設(shè)備，在洞口的封閉過程中，可以使用混凝土澆筑的方式，在完成頂管作業(yè)后，首先要做的是對管道破損進(jìn)行修補(bǔ)和回填，保證管道達(dá)到最為合理的使用狀態(tài)，其次對管道的線路進(jìn)行校準(zhǔn)，確保管道的軸線位置不出現(xiàn)任何誤差，管道封填中，可以加入鋼圈，提高封填的剛性，選用“F”型鋼筋混凝土頂管作為該工程的方式，并確保變形現(xiàn)象不出現(xiàn)在運輸過程中。與此同時，焊接其和管內(nèi)鋼筋骨架，當(dāng)頂進(jìn)管端位置混凝土?xí)r，如產(chǎn)生受壓情況，可起到約束保護(hù)管端混凝土的作用。

3結(jié)語

隨著城市建設(shè)的不斷進(jìn)行，越來越多的市政排水工程投入建設(shè)，在進(jìn)行排水工程的管道施工時，為了避免對城市環(huán)境和交通造成較大的影響，需要進(jìn)行非開挖的施工技術(shù)，這樣既可以保證施工的正常進(jìn)行，又可以避免對周邊環(huán)境造成較大的影響。因此在市政排水工程施工中，非開挖頂管技術(shù)以其獨特的優(yōu)勢，必將得到越來越廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]李萍.市政給排水施工中的非開挖頂管施工技術(shù)研究[J].低碳世界，2016，23（32）：264-265.

[2]王萌萌，姚守勤.非開挖頂管技術(shù)在市政排水管道施工中的應(yīng)用[J].技術(shù)與市場，2015，22（01）：75.

（作者單位：河北建設(shè)集團(tuán)安裝工程有限公司）