市政道路非開挖頂管施工技術(shù)分析

韓旭陽 鄧彥鵬

摘 要：伴隨城市的不斷擴(kuò)張，地下管網(wǎng)、管線系統(tǒng)也愈加復(fù)雜。市政給排水工程是一項(xiàng)與居民生活息息相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施，如何提高工程質(zhì)量成為關(guān)鍵。頂管施工作為一種非開挖技術(shù)，無需開挖便可穿越地面建筑物、公路、各種地下管線。為此，在市政給排水工程施工中，必須重視頂管施工技術(shù)的應(yīng)用，提高施工技術(shù)水平，規(guī)范施工工藝，全面提升工程建設(shè)質(zhì)量。本文在全面掌握頂管法基本原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合具體工程案例，對市政道路非開挖頂管施工技術(shù)要點(diǎn)和質(zhì)量控制措施進(jìn)行了分析與探討。

關(guān)鍵詞：市政道路;非開挖頂管;施工技術(shù)

1 市政道路非開挖頂管施工技術(shù)要點(diǎn)

1.1 施工準(zhǔn)備

施工前，為保證施工安全，可將防護(hù)圍欄設(shè)于工作井、接收井周圍。相比地面高度，工作井、接收井的上邊緣需略高一些，用于防止井內(nèi)流入周圍泥水，或?qū)⑴潘疁?、積水坑等設(shè)于井周。頂管進(jìn)出洞口是整個(gè)頂管施工的關(guān)鍵，事關(guān)頂管施工成敗。為此，在進(jìn)出洞口20m距離以內(nèi)，要做好預(yù)防措施，避免土體流失，并保證進(jìn)出洞口施工安全。

1.2 頂管出洞

作為頂管施工的重要工序之一，頂管出洞是指頂管機(jī)和第一節(jié)管子由工作井中破出洞口封門而向土內(nèi)進(jìn)入的過程，屬于頂管施工初期階段，也是最易產(chǎn)生事故的環(huán)節(jié)。

井內(nèi)頂管機(jī)頭在管床就位，待調(diào)試正常后，需采用風(fēng)鎬等工具將洞口的磚墻鑿除，機(jī)頭由橡膠密封圈穿過直至頂進(jìn)土內(nèi)，此時(shí)可將膨潤土泥漿注滿機(jī)頭和洞口的縫隙，保證管道潤滑，支護(hù)土體。一般情況下，為避免出洞口外土體產(chǎn)生坍塌事故，需加快出洞施工速度，保證施工質(zhì)量。由于本路段車流量較大，為保證通行安全，嚴(yán)禁采用爆破法，擬采用水平鉆抽芯工藝，且以風(fēng)鎬為輔破除巖石施工。在整個(gè)施工中，工具管出洞之后，因支撐面不足，極易產(chǎn)生工具管下跌情況，此時(shí)為避免管線偏斜，需將一道支撐設(shè)于工具管下面的井壁之上，加大支撐力度。

1.3 管道頂進(jìn)

拼裝管節(jié)之后，便可按照設(shè)計(jì)要求，正常頂進(jìn)管道。開始頂進(jìn)時(shí)，要先將總電源開關(guān)及分系統(tǒng)電源開關(guān)開啟，隨后打開主油泵，待主頂系統(tǒng)進(jìn)入頂進(jìn)狀態(tài)之后，便可將渣漿泵開啟，在此過程需對泥漿輸送機(jī)和主頂千斤頂?shù)乃俣冗M(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，保證滿足頂進(jìn)施工要求。待其進(jìn)入平衡狀態(tài)后，便可開啟壓漿系統(tǒng)，在整個(gè)頂進(jìn)施工環(huán)節(jié)，要實(shí)時(shí)查看掘進(jìn)機(jī)的狀態(tài)與施工趨勢，隨時(shí)微調(diào)千斤頂，避免偏差，做好機(jī)頭方向控制。

1.4 注漿

機(jī)頭同步注漿和管道補(bǔ)漿是頂管注漿系統(tǒng)的兩種不同形式，根據(jù)施工設(shè)計(jì)要求，可將4只壓漿孔以環(huán)向均勻布設(shè)到頂管機(jī)尾部，用于隨時(shí)跟蹤觀察頂進(jìn)注漿情況。并將3只壓漿孔設(shè)于頂管機(jī)后三根混凝土管節(jié)之上，其后每隔一節(jié)管道設(shè)壓漿孔，根據(jù)施工具體情況確定壓實(shí)量、補(bǔ)壓漿次數(shù)。待完成頂管施工后，便可通過水泥漿進(jìn)行管外側(cè)觸變泥漿置換，要求通過高速攪拌機(jī)均勻、連續(xù)注漿，可在0.05～0.1MPa之間控制注漿壓力。注漿結(jié)束后，需及時(shí)沖洗注漿管。

2 市政道路非開挖頂管施工質(zhì)量控制措施

2.1 管道糾偏

（1）管道產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)原因分析。在頂管安裝和使用過程中，如果主油缸或工具管刀盤軸線與管道軸線不平行，則在頂管施工過程中很容易使管道產(chǎn)生扭矩，從而在頂進(jìn)過程中發(fā)生管道扭轉(zhuǎn)。在進(jìn)行頂管施工時(shí)，管道內(nèi)要布置各種施工設(shè)備，如果布置位置不對稱，就很容易使管道朝著某個(gè)方向形成固定扭轉(zhuǎn)。

（2）糾偏措施。①提高頂管設(shè)備安裝質(zhì)量，預(yù)防管道發(fā)生扭轉(zhuǎn)，主要是從提高頂管設(shè)備安裝工藝精度入手，盡量避免或減少頂管設(shè)備的各部分安裝偏差，如主油缸固定牢固，盡量與管道軸線平行等。②嚴(yán)格按照施工程序施工，減小糾偏造成的扭轉(zhuǎn)。首先是管內(nèi)設(shè)備布置重量要對稱，盡量避免由施工程序造成的扭轉(zhuǎn)。另外可以通過施加外力進(jìn)行管道扭轉(zhuǎn)，使管道產(chǎn)生相反扭轉(zhuǎn)，從而平衡原先存在的扭轉(zhuǎn)力。當(dāng)頂距較短（<15m）時(shí)，如發(fā)現(xiàn)管軸線有偏差，可以利用主壓千斤頂進(jìn)行校正。

2.2 導(dǎo)軌偏移防治

（1）導(dǎo)軌偏移原因分析。①導(dǎo)軌自身的剛度不夠;②軌道固定不牢靠，受到外力及震動后發(fā)生偏移;③工作井底板損壞或變形;④后座不穩(wěn)固，受頂力后使主頂油缸軸線與頂管軸線不平行，產(chǎn)生橫向分力，引起導(dǎo)軌偏移和損壞。

（2）防治措施。①對導(dǎo)軌進(jìn)行加固或更換;②校正偏移的導(dǎo)軌，并支撐牢固;③墊木應(yīng)用硬木或用型鋼、鋼板，必要時(shí)可焊牢;④對工作井底板進(jìn)行加固。

2.3 后靠背控制

（1）后靠背嚴(yán)重變形、位移或損壞原因分析。①后靠背的剛度不夠。若采用單塊厚鋼板做后靠背，則剛度更差;②后靠背后面的預(yù)留孔或管口沒有墊實(shí);③用鋼板柱支護(hù)的工作井，由于覆土太淺或被動土抗力太小而使鋼板樁產(chǎn)生位移影響到后靠背的穩(wěn)定。

（2）防治措施。①應(yīng)該用剛度好的鋼結(jié)構(gòu)取代單塊鋼板做后靠背;②后靠背后面的洞口可用剛度好的板柱或工字鋼疊成“墻”，墊住洞口或管口;③后座墻后的土體采用注漿加固，或者在地面上壓上鋼錠，增加地面荷載。

2.4 地面沉降防治

（1）地面沉降過大原因分析。井點(diǎn)降水時(shí)土體會因失去地下水而產(chǎn)生一次壓密沉降。再加上手掘式頂管的開挖面是敞開的，不加正面支撐，稍有疏忽就會發(fā)生正面坍塌，引起較大的地面沉降。這種沉降會因土質(zhì)的不同而不同，但地面沉降大是手掘式頂管的一個(gè)通病。

（2）防治措施。采用這種工具管必須謹(jǐn)慎從事，仔細(xì)地查清穿越地層的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況并判別可否采用。符合穩(wěn)定基本條件，才可采用。施工中要精心施工，防超挖、塌方。

3 結(jié)束語

綜上所述，本工程在采用頂管技術(shù)后，減少了大量的土方開挖工作，充分發(fā)揮了施工污染小，交通干擾小和減少工期等優(yōu)勢，竣工驗(yàn)收，各項(xiàng)結(jié)果均滿足要求。雖然在施工中還存在不少問題，但是頂管施工的技術(shù)優(yōu)勢還是其他施工技術(shù)無法比擬的。因此，在頂管施工中必須不斷總結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)，一旦發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)采取相應(yīng)的質(zhì)量控制，著眼于改進(jìn)提高頂管施工技術(shù)，這樣才能為今后改善提升頂管工程的施工技術(shù)積累經(jīng)驗(yàn)。

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