曲線頂管施工在市政給排水工程中的應用價值分析

陳思明

（福建省榕圣市政工程股份有限公司， 福建 福州 350011）

0 引言

曲線頂管施工的質量會直接影響到市政給排水工程的運行效果，在這樣的背景下必須嚴格把握曲線頂管施工的質量，最終讓曲線頂管施工工藝在應用的過程中發(fā)揮出應有的價值。現(xiàn)在曲線頂管工藝已經(jīng)成為城市給排水網(wǎng)絡建設中最終要的工具之一。

1 曲線頂管施工特點和簡介

曲線頂管施工技術的主要原理就是根據(jù)設計方案在管道沿線周圍安裝一定的工作井和接收井，工作井內(nèi)部需要設置相應的后座，設置完成之后要做好接線、照明等處理，然后通過壓漿系統(tǒng)形成管道外的泥漿套，管道在泥漿套中能夠自由的滑行，在頂進施工工作進行的時候要邊頂進邊調整，最終將管道接到井內(nèi)。

曲線頂管施工技術又叫做非開挖性管道敷設技術，在應用的過程中不需要進行開挖工作就可以直接穿越地下管線和地下公路，大大降低了整個投資的成本和施工的時間，曲線頂管施工技術在應用的過程中還可以起到降低噪音的作用，同時也不會受到外界環(huán)境和城市交通的影響是一種無污染、高效率的施工技術。

曲線頂管施工技術在市政給排水工程應用過程中也有很多的優(yōu)點，這些優(yōu)點包括：整個施工進行的時候占地面積比較小；施工產(chǎn)生的噪音不會影響到附近居民的生活；施工在進行的時候可以直接安全的穿過公路和建筑物降低整個施工的成本；施工在進行的過程中不會影響到施工地區(qū)的交通。雖然曲線頂管施工法有很多的優(yōu)點，唯一的一個缺點就是整個施工過程中的施工技術難度比較大，要想順利的完成施工還需要借助到工程地質工作者和水文地質勘探工作者的幫助。通過實踐發(fā)現(xiàn)近幾年曲線頂管施工技術在市政給排水工程中的應用范圍越來越廣泛，給城市建設投資者和開發(fā)者提供了很多的幫助，也讓我國的城市建設發(fā)展越來越快[1]。

2 曲線頂管工藝在市政給排水施工中的應用特點和分析

2.1 曲線頂管施工技術的應用范圍

曲線頂管施工技術主要應用在城市的核心區(qū)域或者是沒有辦法進行開挖施工的循環(huán)地區(qū)，具體來說就是當區(qū)域沒有辦法進行高空布線操作和挖槽埋管操作的時候，就需要借助曲線頂管施工技術的幫助。不僅如此當城鎮(zhèn)安裝排污管道的時候如果管道的直徑超過規(guī)定的范圍，也需要借助曲線頂管施工技術的幫助。現(xiàn)在城市發(fā)展的速度越來越快出現(xiàn)了很多新的基礎設施，這些技術設施讓整個城市的地下管網(wǎng)變得更加的復雜，如果在施工的過程中沒有做好設計就會直接影響到整個城市的發(fā)展。在市政給排水工程建設的過程中應用曲線頂管施工工藝既能降低整個施工的成本，又能給以后的維修工作帶來一定的方便[2]。

2.2 曲線頂管施工設計方法

2.2.1 計算頂推力

在計算頂推力的時候主要計算頂管的外壁阻力和頂管的合計頂推力，在計算的過程中要先獲得相關的信息，例如：頂管表面的法向力、頂管表面的摩擦系數(shù)、頂管外部的單位摩擦力等。

2.2.2 計算頂進工作坑

頂進工作坑在施工的時候主要以排水法沉井施工為主，所以在實際計算的過程中可以忽略頂管底部的摩擦力，這是因為當頂力反復作用的時候會增加一定的壓力降低應力，最終減少底部的摩擦力，在計算頂進工作坑的時候也需要先了解相關的數(shù)據(jù)，例如：頂管厚壁的被動土壓力數(shù)值、頂管前壁的主動土壓力數(shù)值、頂管的沉井穩(wěn)定數(shù)值。

3 曲線頂管施工的方案

市政給排水系統(tǒng)在安裝的過程中主要由以下幾個步驟組成：出洞之前的準備工作、頂進過程、曲線區(qū)域的頂進過程、出洞收工過程。要想保證整個施工的質量，就必須要認真做好每個施工環(huán)節(jié)的控制工作。

3.1 曲線頂管施工技術的軌跡調控和軌跡糾正

頂管施工的路線在設計的時候一般都是通過自動檢測的方法來完成整個調控工作，要想保證整個施工的合理性就需要在調控工作進行的時候把頂管路線調控到可控的范圍內(nèi)，如果在調控的過程中出現(xiàn)軌道偏移的情況要馬上利用糾偏特殊管來控制頂管曲線的路線。

3.2 頂管自動測量引導系統(tǒng)的應用

在施工進行的時候嚴格把控頂管的路線，主要是因為施工中的測量設備在使用的過程中有時不會和相應的機頭進行對視，這時頂管就會處于不確定運動中，在運動的過程中就會發(fā)生頂管偏移現(xiàn)象。傳統(tǒng)的人工測量設備在使用的過程中雖然也能達到調控的目的，但是在使用的過程中不僅會增加工作人員的工作量，還會影響到整個施工的進度，為了避免這種情況出現(xiàn)在頂管施工的過程中引入了自動測量系統(tǒng)，自動測量系統(tǒng)既能自動的測量頂管的軌跡，又能實時的對機頭的軌跡進行跟蹤，最終達到提高整個頂管施工速度的目的[3]。

3.3 曲線頂管軌道偏差的糾正

在進行曲線頂管施工的過程中一般都會根據(jù)實際的情況設置相應的糾偏設備，糾偏設備主要由糾偏特殊類型管組成，在進行軌道偏差糾正的過程中要提前設計好控制的路線，需要注意的是因為曲線頂管的布局比較復雜，每個頂管和頂管之間會有一個過度曲線段，所以在設計的過程中要把控制曲線的位置安排在設計曲線的內(nèi)側。

3.4 頂管施工工序

頂管施工工序的內(nèi)容包括：穿墻，首先打開穿墻的悶板，然后用工具把管頂頂出井外，安裝相應的止水裝置，在操作的過程中具體的操作內(nèi)容包括：借助水泥土和紙筋粘土的幫助來起到臨時擋土的作用，同時，為了保證穿墻孔外的范圍，工作對穿墻管外側需要進行注漿固結處理。最后，在穿墻的過程中如果遇到問題，必須要停止進行解決，解決完成之后才能進行后續(xù)的工作。在開啟悶板的時候可以借助到止水法的幫助來提高拉伸率和耐磨性，減少土體暴露的情況發(fā)生。頂管出洞，頂管出洞是頂管工作中最需要注意的事項，因為頂管出洞是比較容易發(fā)生故障的一個工序，所以為了減少故障發(fā)生的幾率，必須要在施工進行的時候做好下跌檢查工作，發(fā)現(xiàn)問題及時的修補，修補方法如下，可以通過在工具管出洞前先設置一個初始的角度來減少下跌出現(xiàn)的幾率，這樣就可以起到防止管線偏移的情況發(fā)生，最終順利的完成頂管施工工作。

3.5 頂管進程中遇到障礙物的處理方法

3.5.1 處理長距離中風化或微風化地質的方法

需要注意的是：頂管施工技術并不是在任何情況下都可以順利的進行，如果在使用的過程中遇到中風化和微風化的地質結構就會直接影響到整個施工的頂進情況，這個時候要想繼續(xù)進行施工工作，就需要先在設計的時候做好地質研究工作，然后根據(jù)研究結果有針對性的對中風化和微風化的地質結構進行處理，在處理的過程中可以通過暗挖隧洞施工的幫助來完成處理工作。如果在處理的時候遇到需要在規(guī)劃建設內(nèi)部結構的時候，需要借助到大開挖施工或者是支護開挖施工技術的幫助來完成處理工作。

3.5.2 借助破巖井方法來處理孤石

因為鉆探工作是隔一段距離鉆一個洞孔，這種鉆探方法不能準確的反映出地下的情況，必須要借助到研究內(nèi)容的幫助來提高對中風化和微風化地層的處理工作。需要注意的是：如果在處理的過程中遇到有石頭存在的情況一定要重新完成鉆探工作，這樣可以更好的了解地質的情況，當遇到孤石的時候還需要根據(jù)孤石的大小來科學、合理的設置破巖井，最終順利完成頂進工作[4]。

4 曲線頂管施工工藝施工中產(chǎn)生的沉降問題和控制方法

4.1 出現(xiàn)沉降問題的原因

在安裝曲線頂管的時候有時會因為受到一些外界因素的影響造成地層下降，嚴重的時候還會影響到整個管道施工的質量，出現(xiàn)沉降的具體原因有以下幾種：因膨

潤土泥漿質量缺失引起的沉降現(xiàn)象，在曲線頂管安裝的過程中如果膨潤土泥漿的質量不合格就會降低泥漿的摩擦力增加曲線頂管的阻力，如果這時沒有及時的進行解決頂進軸線就會發(fā)生偏移進而產(chǎn)生沉降反應，嚴重的時候還會出現(xiàn)頂管上部土體坍塌的現(xiàn)象，最終影響到整個施工的安全。有時因泥漿配比出現(xiàn)問題也會影響到泥漿作用的發(fā)揮，如果這時曲線頂管上部的非粘性土出現(xiàn)坍塌情況也會影響到整個施工的質量。

4.2 控制沉降的方法

首先就是要認真做好泥漿的制備工作，在制備工作進行的時候要嚴格按照設計的規(guī)定和制作流程來制備泥漿，同時注意泥漿調配的配比，這樣就能保證泥漿在使用過程中的減摩效果，同時在關注泥漿的時候要注意把握好注漿的速度和注漿的壓力，需要注意的是注漿的壓力要大于頂管上部的靜止壓力，頂管在進行頂進施工的時候要根據(jù)地面實際的情況來對注漿壓力進行調整。

4.3 進出洞工藝

在進行進出洞工藝施工的時候要注意做好設備密封處理工作，在密封的過程中可以選擇橡膠阻水連接件來進行控制，為了更好的進行膨潤土泥漿的灌注工作可以在施工之前提前設計好灌注的漿眼，這樣就能夠提高整個施工的速度。

4.4 中繼環(huán)密封技術

在市政給排水工程施工的過程中還可以通過設計中繼間來提高整個頂進的壓力，中繼間能夠起到調節(jié)和密封的作用，在應用的過程中密封圈可以隨時進行更換，密封圈內(nèi)部還會有環(huán)向壓板來進行壓緊處理。當密封效果不好的時候就可以借助壓板的力量來提高密封效果，需要注意的是當一邊密封圈出現(xiàn)損壞的時候可以借助另外一邊密封圈的幫助來提高密封效果。

4.5 管節(jié)止轉的技術措施

要想在施工的過程中發(fā)生旋轉就需要借助到頂進時機頭的幫助，如果機頭旋轉的角度過于大時就會影響到整個頂進的效果，所以在施工進行的時候要借助工具管的幫助來及時的調節(jié)旋轉過程中可能出現(xiàn)的角度問題。不僅如此還可以通過加壓一些重塊的方法來減少偏移的角度。

4.6 泥水接力和泥漿排放的方法

在施工進行的時候可以把消防用水先排入到泥漿箱中，然后借助泥漿縫的作用把泥漿轉移到泥水倉庫中，泥水倉庫經(jīng)過攪拌之后以1.3的比重將泥漿排出，排出后的泥漿需要通過灌裝泥漿運輸車運輸?shù)街付ǖ奈恢蒙蟍5]。

4.7 保護公路、建筑物、管網(wǎng)的方法

4.7.1 借助沉降檢測的幫助來保護公路、建筑物、管網(wǎng)

在沉降檢測工作進行的時候要先確定好路面中斷面的距離和沉降觀測的位置，這樣就可以通過實時檢測來第一時間發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的問題，然后根據(jù)出現(xiàn)問題的原因找出相應的解決方案，同時要定期的對施工內(nèi)容進行檢測，例如：施工剛開始時要每3小時進行一次檢測工作，到施工后期時要每1小時進行一次檢測工作。

4.7.2 精心施工

在施工進行的時候一定要做好頂管安排的設計工作，同時根據(jù)地面下降的數(shù)據(jù)信息來調整泥水的壓力，避免出現(xiàn)水土流失的情況發(fā)生，另外在安裝頂管的過程中要仔細的校對頂管的軸線盡量減少偏差出現(xiàn)的幾率。

5 曲線頂管施工在市政給排水工程中應用的注意事項

當曲線頂管技術應用的時候如果出現(xiàn)附加摩阻力時就需要通過減小大動作來讓曲線頂管的軌跡偏移到正確的路線。曲線頂管技術一般會應用在施工比較困難的地區(qū)，這些地區(qū)的道路比較彎曲管線相對來說也比較的復雜，所以在施工進行的時候一定要非常的認真，盡量減少操作失誤的情況發(fā)生，否則就會影響到整個施工的施工質量和施工安全，嚴重的時候還會給附近的居民帶來一定的影響。

6 結束語

綜上所述能夠發(fā)現(xiàn)曲線頂管施工工藝在使用的過程中要想真正發(fā)揮其價值就需要認真做好每一步施工環(huán)節(jié)，同時做好監(jiān)督工作，只有這樣才能在保證施工進度的基礎上提高整個施工的質量，最終給市政給排水工程帶來更多的幫助。