大口徑頂管工程施工方法分析

麥華軍

汕尾市廣投建設工程有限公司（516600）

頂管工程在施工過程中，工程質量受到泥漿、頂進方向以及推力大小等因素的影響。為保障整體管道的質量，應對其進行合理的監督管理，通過對施工流程的合理控制，保障整體工程的效果，減少對環境的影響，提高頂管工程的建設質量。

1 頂管工程概述

頂管工程指的是在不開挖的條件下，對地下管道進行鋪設，利用千斤頂等設備產生的頂力，對管道進行頂進，實現整體管道之間的連接。頂管工程尤其適用于中、大型管道的鋪設，能夠在不破壞地面植被和建筑物的同時，實現對管道的鋪設或更換，施工過程較為簡單，并且速度快、效率高[1]。

現階段，我國的頂管工程施工技術已經得到了長足的進步，部分施工技術達到了世界級先進水平。頂管工程使城市化建設效果得到優化，不僅能夠應用于城市管道的建設，而且能夠應用于能源的運輸，如我國的西氣東輸工程，其內部的關鍵工程使用了頂管施工技術，使管道順利橫穿黃河，實現能源的運輸。雖然我國頂管技術已獲得不小成績，但仍需要不斷提升。受到施工環境的影響，頂管施工中仍存在一定的難點，需要技術人員進行研發和解決。

2 工程概況

以某市政工程為例，工程施工區域位于市區內部。該區域有較多建筑，并且交通流量較大。現需要在地下鋪設管道，使用頂管技術進行施工建設。頂管管道直徑為3000mm，長度為162.5m，管頂覆土為20m。管道施工區域的地層主要為淤泥層、黏土層和中粗砂層。頂管管材為Ⅲ級鋼筋混凝土管，管壁的厚度為0.3m，每節管節的長度為2.5m。

3 大口徑頂管施工方法

3.1 施工流程分析

1）對施工平面進行適當的布置。由于工程處于市內，因此，應盡量減小工程的占地面積。設置相關的管道儲存位置，對管道進行合理存放，便于起吊機進行起吊和移動。在施工過程中需要對泥漿進行控制，應在合適位置設置泥漿泵，并設計泥水沉淀池。外部設備和設施準備完畢后，應對其功能進行檢查。在工作井施工時，應通過測量和計算確定工作井的位置和管道放置方向，按照頂進推力的大小選擇合適的千斤頂，以便合理調節頂進過程中產生的力量。對泵站和排泥泵進行調整，設置相應的鋼梯、護欄、配電箱和照明設備等，便于在井下作業。

2）管道的頂進。在管道頂進前應對頂力進行計算，計算完畢后，按照結果準備千斤頂，提高施工頂進的效果[2]。使用泥水平衡原理進行施工的過程中，應適應頂管機進行轉動切削。在土層挖掘頂進的過程中，切削產生的粉碎土石在設備中水流的沖擊下成為泥漿，隨著泥漿排出系統排出，同時保持泥土平衡狀態，完成管道的頂進施工。在管道進入一定長度后，停止頂進，調整千斤頂活塞，并添加頂鐵，繼續頂進直到下一節管道能夠安裝在頂進位置后，更換下一節管道。

3）對管道的接口處進行管理。為保障管道之間連接的效果，接口處一般由外套環、止水帶以及襯墊三部分組成。其中，外套環大多使用鋼制套環進行施工，在施工過程中要避免結構變形損壞，影響管口的連接效果。在管口對接的過程中，應加強對管口位置的控制，確保連接的合理性。對接后對連接處進行密封處理，使用橡膠止水帶進行安裝施工，要避免橡膠發生老化，保持管道建筑施工質量[3-5]。在選擇襯墊時，應盡量使用多層膠合板進行施工，避免前后管道結構連接不合理。

3.2 泥漿平衡管理

頂進過程中使用泥水平衡方式進行施工，此時應加強對泥漿指標的系統控制，確保工程施工的順利進行。在頂進時，使用掘進機對土層進行挖掘和粉碎，粉碎后的泥土和砂石進入泥水倉，與水混合后以泥漿的形式排出。泥水平衡的效果關系到設備的使用情況，合理控制泥水平衡系統能夠更好地進行排土，使掘進機正常運行，避免發生泥土聚集導致的地面隆起或者塌陷等不良情況[6]。

在對泥水進行控制時，首先對泥水的密度進行測量和計算，使泥水的密度保持在正常的范圍內，避免密度過大，造成管道堵塞，影響運輸的流暢性。泥水密度過低，也會影響運輸土石的運輸效率。在開挖速度保持穩定后，應對密度進行控制。密度一旦發生較大變化，應對設備進行及時調整。施工人員應加強對泥水密度的控制，泥水較為黏稠時會影響泥水排除效果，因此應對泥水情況進行詳細的檢測與控制。在發現泥水黏稠度發生變化時，應進行適當調整，確保管道內部的泥水保持平衡狀態，提高泥水運輸效果。在泥水管道堵塞后，應及時進行維修管理。施工過程中常用逆洗的方式消除管道堵塞情況。在逆洗的過程中，應控制切口水壓，提高排泥流量，從而解決堵塞問題，使排泥管道恢復功能[7]。

3.3 頂進過程中的糾偏管理

在頂管施工過程中，為避免管道施工方向出現誤差，應及時進行管道糾偏，使管道向正常方向頂進。產生偏差的主要表現形式為:第一，頂管設備在水平頂進的過程中，與水平軸線產生角度偏差，從而使頂進方向發生偏移；第二，在向豎直方向頂進時與設計軸線存在角度偏差；第三，頂管機旋轉過程中發生孔位偏斜，影響頂管前進方向。偏差的主要原因為地質土層密度不均勻、頂進設備受力不均勻造成角度偏差或者受到障礙物影響發生偏移。

為保障大口徑頂管的順利頂入，應做好頂管的測量和糾偏工作。在對頂管進行測量時，應先對測量工具進行檢查，確保測量結果符合標準。對測量工具檢查完畢后，可以進行后續的測量處理。在第一節頂管頂進時，檢測人員需要對其方向進行測量，檢查其是否與導軌重合，確保方向無誤后繼續頂進。為保障頂管測量的準確性，應適當增加檢測次數，確保每300mm距離測量一次或一次以上，保障導管施工頂進過程中，整體前進方向準確無誤。一發現管道方向偏離導軌方向，應增加測量的次數，關注管道前進的過程與方向。檢測人員應采用高程測量用的水準儀和經緯儀等精密儀器，結合計算機對測量結果進行輔助計算，提高測量的準確性。在糾偏時，可以對前進方向的土層進行挖掘校正，從而對管道前進狀態進行調整。或者對管端進行使力調整，強行校正管道前進方向。根據管道所處環境來選擇適合的方式進行糾偏，提高頂進效果。

3.4 頂進施工質量監管

1）在頂管施工前的準備階段，應對工作井以及相關的準備工作進行監管。監管人員應對工程進行測量和計算，確保地上建筑物和交通不受地下施工影響[8]。在監管過程中，要制訂相應的應急保護措施，避免突發情況的不良影響。

2）在施工過程中，應對沉降情況進行監管，沉降量過大時，應及時做好支護工作，避免對工程安全產生影響。對施工過程中頂進設備的運行情況及泥漿的平衡效果進行全面監管，嚴格審核相關的檢測數據，避免數據超出標準，保障工程順利進行。

3）在對工程施工進行監管時，最重要的是確保工程施工的安全和穩定，避免發生沉降和塌陷等不良情況，因此應對施工的整個過程進行全面監控，選擇合適的監測點，對工程沉降變化進行分析，以便后期工程的分析管理。

4 結語

在對頂進工程中的大口徑管道進行施工管理的過程中，應加強對施工流程的控制和管理，嚴格對相關數據進行計算，維護工程施工的順利進行。管理人員應加強對施工情況的監管，保障工程的施工質量和安全性。