頂管技術在市政給排水施工中的應用

吳恩祥

（貴州省建筑設計研究院有限責任公司，貴州貴陽 550081）

0 引言

隨著城市化建設水平的快速提升，而市政給排水系統作為城市建設最為基礎的設施，國民對市政工程的要求也在持續提高。在這種情況下，很多新型施工技術被研發出來，其中就包括頂管施工技術，這是一種幾乎不需要開挖地表土層就可以使用的施工技術，頂管施工可以把路面交通影響及環境影響降到最低，其有效彌補了傳統施工技術中的缺陷和不足，因此市政工程的施工團隊應當合理應用頂管施工技術。

1 頂管技術的優勢作用

在埋管技術中存在一個類型比較特殊的技術，即頂管技術，其主要施工原理為按照設計圖紙及方案在管段兩端開挖工作井和接收井，對工作井后背進行加固處理，根據施工方案設置混凝土管或鋼管及頂進設備，按照方案開始頂進工作，頂進過程中把管道內土方運出，并及時糾偏，直至接收井。這技術與挖管技術并不是用一種技術，因為管道鋪設技術適用于地下施工環境，施工團隊不需要將地表挖開。使用非開挖技術與小規模開挖技術來修護和鋪設地下電纜和地下管道，這是一種便捷性很強的施工技術。相較于原先的市政施工技術來說，使用頂管技術不需要過高的成本、效率高，也不會造成道路交通堵塞。實踐證明，使用頂管技術可以減弱工程作業的噪聲，在最大程度上降低作業對于空氣的污染。頂管技術的優勢體現在如下幾個方面：①頂管技術能夠有效加快工程施工的進度，縮小施工面積，盡可能避免對于城市用地的過多占用；②使用頂管技術在保證施工項目高效率完成的基礎上不會對市民的生產生活造成影響；③頂管施工技術還可以被應用到特殊作業環境當中，這樣就能不用受到爆破工序、建筑施工等因素所干擾，從而有效節省工程成本[1]。

2 使用頂管技術的方法

如果想要在工程施工中引用頂管施工技術，施工團隊可以從三個類型的頂進方法；①土壓平衡封閉型法，多刀盤式和單刀盤式是這一頂進工法的兩種形式；②水平衡封閉型法，刀盤據進式和網格水沖式是這一頂進工法的兩種形式；③人工開放型法，擠壓式和手鋸式是這一頂進工法的兩種形式。人工開放型手鋸式頂進工法適合被運用在規定數值管徑的地質結構當中，硬質泥巖層、砂性、黏性等類型的地質結構是更合適使用頂管技術的場所，因為在這種地質結構內部不會受到地下水環境的影響。使用人工開放型手鋸式頂進工法能夠將頂管技術的優勢作用充分發揮出來，比如不需要復雜的設備、技術操作簡便、占地空間小、推廣性強。不過，這一方法還是存在一定的不足之處，比如頂進面土壓不處在平衡狀態，塌方概率高，并且需要高強度的施工作業，因此需要施工團隊投入較高的人力資源成本。土壓平衡封閉型頂進工法適合被運用到各種土質中，不僅適合被運用到砂礫土中，還適合被應用到軟黏土中，由此可見，這是一個類型適用于全土質的頂管技術作業法。用頂管設備的刀盤對設備內的土體進行支承和切削，從而對開挖面的土壓和水壓進行抵抗，從而穩定土體。土壓平衡型頂進工法是這三種頂進工法中使用便捷性最強的一種，因為在使用這種方法的時候，施工團隊不用專門安排人員去探井，也不會過多移動供水管道周圍的土體，從而對給排水工程施工的穩定性和安全性提供保障[2]。

3 在市政路給排水管道中應用頂管施工技術的有效方法

3.1 做好前期規劃

施工團隊在開展頂管施工的前期一定要做好周密的規劃工作，這樣才能進一步確保頂管施工技術的優勢作用得以有效發揮[3]。首先，施工團隊必須安排技術團隊對實際的施工條件和周邊情況實施全方位地考察，重點是地下空間的部署情況，主要包括暖通、電力、供水等管道的實際情況，對可能影響到頂管施工的各種影響因素進行全面分析。同時，技術團隊還要加大對管道周圍和地基內部巖土的考察力度，一般情況下要在管道的周邊選定一定數量的考察區，利用這些區域來獲取與工程有關的資料。不過需要注意的是在劃分這些考察區時要控制不同區域之間的間距。在完成完整的考察流程之后，技術團隊還應當結合頂管施工的設計方案和實地考察的資料來設計出一個完整的頂管施工規劃。

3.2 使用合適的施工方法和施工器材

在頂管施工方案中，技術團隊需要對不同環節的實際數據進行規劃，并且在方案中要明確注明這些參數信息，比如管道直徑、地質結構等。其次，不同施工方法所產生的效果也不同，技術人員一定要保證工程所使用的施工方法能夠真正符合實際施工情況，也不與后續施工工序產生沖突。同時還要在施工方案中明確列明不同施工方案的使用規范和注意事項。其次，施工工序一定要安排得相對合理，確保各個工序之間不會進行相互干擾。另外，因為頂管施工需要應用到一定數量的設備機械，而施工團隊一定要注重機械設備的選取，機械設備一定要滿足符合施工標準和實際的施工條件。因為在通常情況下，施工團隊都要在淤泥、砂或黏土層中進行作業，再加上需要面臨大直徑的管道，所以在頂管施工過程中，施工團隊需要使用到各種大型機械，例如起重機、千斤頂等機械設備，同時還要配備不同的輔助機械，比如水泵、電力設備等機械。除此之外，頂管施工的工作任務還是比較復雜，所以施工團隊需要提前對施工場地進行布置，做好安排設備機械的位置、預備注漿技術的配套材料等準備工作[4]。

3.3 對頂進施工的偏差值進行校準

在開展城市給排水施工的時候，施工團隊需要面臨各種影響因素，其中包括人力資源、技術資源、工程材料等。基于這種情況進行頂管施工，有很大概率會發生偏斜問題，要想盡可能規避偏斜問題的產生，施工團隊既需要對頂進施工的偏差值進行校準，從而優化頂管施工的效果，這對于頂管施工來說具有重要意義。一般來說，施工團隊應當使用千斤頂機械來校準頂進施工的偏差值。如果是管道的右側區域出現偏差值，施工團隊需要運用千斤頂機械來完成右伸左縮的校準工序。在另一側區域存在偏差值的時候，施工團隊就可以完成與左側相反的校準工序。

3.4 科學實施頂管施工的流程

首先，施工團隊應當先進行注止水處理這一工序。在穿培前對口進行注漿止水處理，防止墻面的坍塌。先將石灰、水泥、粘土放在一起進行攪拌，直到混合物被攪拌成漿液狀態的時候方可停止，再添加一定數量的自然土，然后將混合后的材料放在洞口固定，使其起到防止水土流失的作用。隨后，施工團隊需要實施穿墻這一工序。在注漿止水處理工序完成之后，如果漿液和自然土處于固結狀態，就可以實施穿墻施工。先進行準備工作，將工具管放入工作坑內，并按要求固定好。然后逐步清理洞前的硬塊和其他雜質，在進行這一步驟時，要有意識地控制工具頭的前進速度，避免造成洞口坍塌。同時，在前進過程中，不能壓到泥漿，且要嚴格按照路線圖前進，出現偏差時，立即停止前進，進行糾偏。在前進一段距離后就要按照圖紙進行檢查，出現失誤立即檢查。接下來，施工團隊需要實施頂管出這一工序，頂管出洞和頂管進洞同樣重要，所以要想規避頂管出洞發生安全事故，在出洞前也就是接近洞口的時候就要進行工具管調零，一旦存在輕微偏差就要立即糾正，采取措施防止下跌。各種測量和糾正方法：頂管施工主要是在地下進行施工，但不能盲目，光專注于地下，而忽視地面的情況，很容易發生安全事故。所以，要建立一個控制點，進行對地面和地下的統一管理。在施工過程中要盡可能減少對地面建筑和地面的影響。盡可能地避開地面上的建筑物，如果無法避免，在建筑物的下面施工時，一旦開工不得停止，盡量降低頂進管的前進速度，否則會造成難以挽回的傷害。另外，頂進管在前進過程很容易出現偏差，遠離既定的正確路線，前進過程中要定期進行失誤檢查和糾正。糾正要在前進過程中進行，切記不要矯正太猛，不糾正和糾正過度都是錯誤的糾正方法。糾正前要先查明出現偏差的原因，再根據實際線路。現有的工具進行預判找到正確的原因，再進行糾正[5]。

4 結語

總而言之，頂管技術具有加快工程施工的進度、縮短施工面積、不需要復雜的設備、技術操作簡便、占地空間小等優勢作用，對此施工團隊可以通過做好前期規劃、使用合適的施工方法和施工器材、對頂進施工的偏差值進行校準、科學實施頂管施工的流程等措施來改善頂進施工的質量，并根據實際需要來對土壓平衡封閉型法、水平衡封閉型法、人工開放型法等方法進行選擇使用，從而將頂管施工技術的優勢作用進行充分發揮。