頂管技術在市政給排水管道施工中的應用探討

許坤

摘要：頂管技術作為一項新型非開挖掘進式管道鋪設技術，具備不影響周邊環境、噪音小、不開挖地面等開挖埋管技術無法比擬的優勢，在市政給排水管道施工領域中得到廣泛應用，有利于工程建設質量與施工水平的提升?；诖?，為充分發揮技術優勢，本文以頂管技術應用作為切入點，簡要敘述頂管技術的工藝流程及操作要點，結合自身工作經驗，闡述市政給排水管道施工期間的頂管技術注意事項，以供參考。

關鍵詞：頂管技術;市政給排水;管道施工;應用

一、頂管技術在市政給排水管道施工中的操作要點

1、穿墻

在穿墻環節，施工人員清理穿墻管內的泥土與掉入雜物，在管道內部填充適量的低強度水泥粘土或是紙筋粘土，起到臨時阻水擋土效果。隨后，檢查穿墻孔外側區域的土體結構的穩固狀態，必要時采取注漿工藝，對穿墻管外側區域進行注漿加固，避免在穿墻期間受施工擾動出現土體流變現象。最后，施工人員打開穿墻悶板，快速將工具管推出井外，并根據實際情況采取恰當的穿墻止水措施，完成穿墻作業。一般情況下，可采取安裝止水法蘭加壓板與橡膠止水板環，在管道頂進帶動作用下，使橡膠板形成逆向止水裝置的穿墻止水方法。

2、挖土與管道頂進

第一，重復檢查工作坑內設備安裝情況與各部位狀態，將管道下到導軌處就位，安裝頂鐵，對管道底部標高與中心點進行測量校正，確定一切無誤后，開展管前端挖土作業。

第二，根據管線走向等施工現場情況，合理選擇管前挖土方向與開挖形狀，在管徑較大與較小情況下，施工人員分別使用手推車和雙筒卷揚機牽引小車作為運土工具，將管前所挖土料運至管外，操縱搖頭扒桿將土料經工作平臺運輸至坑外，在指定位置堆置存放，直至管前挖土量達標后，完成挖土運土作業，進入頂進步驟。一般情況下，在管前端挖設一個深度在30-50cm范圍內的坑道即可。

第三，開展管道頂進作業，在后背固定不動條件下，施工人員安裝頂鐵，在管前坑道挖土完畢后，啟動油泵與千斤頂裝置，活塞進行工作行程，使管子向前推動，在行程結束后關閉油泵，開啟控制閥件，將千斤頂保持為回油狀態，重復開展上述步驟，完成首節管子的頂進作業，按順序依次頂進后續節段管子，直至完成管道頂進作業。同時，要求施工人員嚴格遵循“先挖后頂、隨挖隨頂”的施工原則，不得私自篡改作業順序，盡可量連續性完成管道頂進作業，如果中途出現管道停止頂進情況，將會加大阻力和作業難度。

3、頂管出洞

在頂管出洞環節，施工人員操控頂管機與首節管子自工作井破開洞口封門進入土內，需要提前在工作井指定部位設置預留洞口，根據管節管徑來控制孔洞尺寸，要求管節外徑值稍小于洞口直徑，如果二者偏差值過大，會影響到洞口封閉效果，或是頂管機與管子無法順利出洞。隨后，使用止水法蘭等配件，對工作井預留洞口間隙部位加以封閉處理，提前在洞口處埋設法蘭件，采取焊接工藝，在法蘭件上焊接多處螺栓，設置橡膠墊圈與鋼板進行壓緊處理，必要時對土層松動的頂管出洞口加以注漿固結處理。最后，為預防管線在頂管出洞期間產生偏斜情況，對工具管進行調零處理，預先在工具管下方井壁部位設置支撐件，持續觀察頂管出洞情況，當出現下跌問題時，操縱主頂油缸對工具管加以糾偏處理，或是在出洞前設置初始角來彌補下跌量。

4、注漿減阻

在注漿減阻環節，提前鉆設注漿孔與安裝中繼加壓泵、單向逆止閥、存漿箱等工具設備，根據實際施工情況來制備觸變泥漿，在正常施工情況下，使用膨潤土加水拌制即可獲取觸變泥漿，將二者配合比控制在1：8左右，可以調節配合比來控制泥漿稠度。隨后，通過管道向注漿孔內送入觸變泥漿，填充管道周圍空隙，在一段時間后固結形成泥漿保護套，起到支撐底層、營造良好頂管潤滑環境、減少頂管阻力的作用。最后，明確注漿順序，以頂管機頭尾部作為注漿起始點，延伸開展壓漿作業，持續觀察注漿情況，對注漿量與注漿壓力值進行調整，如在注漿至頂管拐角部位時，可適當上調頂管外側注漿量。

二、頂管技術在市政給排水管道施工中的注意事項

1、地表沉降與隆起監測

在頂管施工期間，受到管前端挖土量、頂管合力偏差、工程管與頂進管環形孔隙等因素影響，會對周邊地層結構產生影響，嚴重時出現地表沉降和隆起問題，進而影響到頂管施工效果，這也是管道接口滲漏、管道偏位、管道變形開裂等質量問題的產生誘因。因此，為預防質量通病的出現，需要同步開展頂管施工與地表沉降隆起監測作業，提前在作業區域安裝壓力監測裝置、裂縫觀測鏡等設備，設置若干觀測點，持續測量現場作業數據，如果監測報告中顯示已出現或可能出現地表沉降、地表隆起、周邊構筑物開裂等問題時，采取相應的控制處理措施，如對地表沉降部位進行注漿加固處理，使漿液充滿地層中的裂縫孔隙，待漿液凝結固化后起到改善地層承載力的效果。

2、管線糾偏

在頂管施工期間，受到地下土層構造、頂管合力偏差、頂進工具壓力差等因素影響，頂進管線的實際軸線和設計軸線往往會產生偏差量，使得管道脫離預先設定的頂進路線，如果二者偏差值過大，將會造成管道彎曲、接口部位滲漏、管道破損開裂等嚴重后果。因此，需要在頂管期間做好管線糾偏作業，在頂管引入工作坑與管道每頂進一端距離后，重復開展管線測量作業，測量項目包括頂管中線、頂進方向、頂管機位置與高程，如果管位偏差值超過10mm，則及時采取校正措施，緩慢將管子復位，禁止施工人員采取猛糾硬調的不規范操作行為，并在管子復位后重復測量頂管中線。在市政給排水管道施工活動中，可采取頂木校正法或是挖土校正法來糾偏管線。其中，頂木校正法適用于管線軸線偏差過大的情況，設置方木，將方木兩端分別支撐在墊設木板處管前土層部位和頂在管子偏向一側內管壁部位，待方木設置完畢后，啟動千斤頂設備，頂木形成分力來使偏離管子復位。而挖土校正法適用于管子偏差值不超過20mm的情況，在管子偏向方向的另一處的超挖土體，控制偏離管子逐漸回到設計位置。

3、施工前準備

考慮到市政給排水管線施工現場環境較為復雜，頂管施工質量受到水文地質、臨近建筑物與城市地下設施、機具設備等多種因素影響，存在不確定性。因此，需要在正式施工前做好準備工作，預先開展地質勘察與實地考察工作，全面掌握現場水文地質條件、臨近建筑物與地下設施分布情況，論證頂管施工方案的可行性，必要時對施工線路及方案內容加以調整。隨后，在頂管工作井內設置集水坑等排水設施，在工作井基礎確定后，按照管線走向情況來設置后靠背，根據管徑值與頂進方向來安裝導軌設備，并安裝千斤頂、搖頭扒桿、起重器等機具設備，以千斤頂作為頂進設備。最后，在頂管工作坑四周搭設圍護結構，擺放醒目的施工安全警示標志牌，開展機具設備調試檢查作業，處理設備隱性故障。此外，如果頂管路線上存在不具備使用功能的障礙物和軟土地基等不良地質問題時，應及時清除此類障礙物，對不良地質問題采取注漿加固、換填、排水固結等處理措施，避免因此影響到頂管施工質量。

結語：

綜上所述，為解決城市復雜環境中無法大范圍開挖面層和敷設管道的施工難題，減小施工活動對城市交通與市民日常生活造成的影響，施工單位應在市政給排水工程中靈活運用頂管技術，掌握規范的工藝流程、操作要點，嚴格控制各施工環節質量，保證給排水管道施工活動順利開展。

參考文獻：

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