市政道路非開挖頂管施工技術研究

王 麗 王 怡

（新鄉市市政工程處有限公司，河南 新鄉 453000）

在城市經濟高速發展的今天，我國市政管網建設也取得了令人矚目的成績，進一步完善了城市交通道路網絡。然而，城市建設存在反復施工等現象，將會對城市道路、城市生活等方面造成極大影響，也不得不面臨嚴峻的城市管道施工問題。頂管法是一項非開挖管道施工技術，不僅可以減少路面開挖面積，還能減少環境干擾，是實現城市文明、安全施工的關鍵手段。為此，在市政給排水施工當中，應積極運用頂管施工技術，做好施工準備工作，規范施工工藝，從而有效提升頂管施工的整體質量水平。

1 頂管施工技術原理

美國于1896年在某次鐵路鋪設當中首次采用頂管技術，其發揮出的應用價值得到了人們的認可，全面推進了頂管技術的進一步發展。隨著時代的發展和科學技術的不斷進步，頂管技術應用越來越多，促使頂管技術愈加成熟。目前，頂管技術在我國市政管網鋪設當中得到了廣泛應用，是一項非開挖掘進式管道鋪設工藝。其技術原理為利用主頂油缸和管道之間的中繼間等推力，便能在工作井下放工具管、掘進機等設備，并從土層穿過，直至進入接收井。通過這種施工方法，無需開挖路面，便可穿越構造物，實現開挖敷設目的。相比開挖埋管工藝，頂管施工具有明顯優勢，第一，對周圍環境干擾小，幾乎無影響；第二，施工占用土地少，減少資源浪費；第三，不會產生較大噪音，污染小等。

2 工程概況

某市政污水管遷改工程經現場勘查可見，W7～W9段距離某小學較近，無法采用明挖埋管法進行施工。此外，污水管線5～6m為埋設深度，一旦選擇明挖敷設方案，將會嚴重影響相鄰建筑物的質量。為此，在綜合考慮多種因素的前提下，決定采用頂管法進行W7～W9段施工，始發井以矩形為主，平面尺寸為3500×7000mm，井深為6970mm，C30混凝土強度，支護加固采用高壓旋噴樁。接收井則以圓形為主，Φ5000mm，井深為6150mm，C30混凝土強度，支護加固可采用高壓旋噴樁。根據地質勘查表明，本路段存在大量淤泥質土，土質強度偏低，易被壓縮。一旦前期無法有效加固軟土地基，或降水超過標準要求，均會引發沉降問題。因此，在施工中，必須重視管節材料、施工機械等合理選擇，避免開挖路段周圍出現嚴重沉降問題，此外，還要做好降水控制工作。

3 市政道路非開挖頂管施工技術要點

本工程頂管施工的始發均為工作井，為W7～W9段。在工作井內安裝主頂千斤頂，從而構成頂管動力系統，為頂管施工提供水平推力。在頂管施工前，可將出洞口預留到前墻上，并在導軌上安裝頂管機頭，由出洞口向土內推進，通過頂管機頭進行導向，隨后通過頂進系統頂進鋼筋混凝土管。在整個頂進環節，經泥水系統將切削下的泥土泵送到沉淀池內，待沉淀完以后，向棄土場內運送沉渣。根據地質勘查結果可見，本路段存在大量淤泥質土，地質情況較差，在整個施工時需保持施工的連續性，可組織2班施工人員進行24小時施工，直到完成頂管段施工。

1）設備調試及土體取樣。在安裝設備前，操作人員需清理干凈油管，并做好除塵干燥工作，避免污染物進入油管。同時，還要做好液壓系統檢查工作，保證無漏液問題。由于本工程屬于污水管網工程，施工作業環境具有較高濕度，為保證線路安全，需提前做好安全防護工作。在機頭組裝前，應先完成設備調試工作，確保設備正常運行。一般在始發井的后靠墻處安裝頂管特制鋼后座，保證兩者緊緊貼合，主頂油缸和后座之間按90°安裝，通過混凝土及時將管間縫隙填滿。機頭采用起重機向工作井內吊入，機頭在井內安裝時，刀盤和洞門之間需保持一定距離，約1m左右。待完成安裝工作后，需對導軌高程精度進行復測，保證誤差在規定要求以內，且同時完成土體取樣。根據工程實際情況，可在封口上下兩端進行取樣。

2）頂管出洞。頂管機頭放置在井內管床處，待完成調試工作后，便可做好一切頂管出洞準備。先通過風鎬將洞口磚墻鑿除，向橡膠密封圈內放入機頭，頂入土內，并將鵬潤土泥漿填滿機頭和洞口縫隙，起到管道潤滑及土體支護作用。應迅速頂管出洞，避免洞口外土體坍塌。此次頂管施工位于城市中心城區，人口密度大，車流量多。因此，只能采取水平鉆抽芯法進行施工，不宜采用爆破施工。為避免管線偏斜，需做到以下幾點：第一，做好工具試調工作，保證歸“零”，將工具管調成一條直線，隨后鎖住糾偏油缸。第二，工具管出洞之后，因支撐面面積有限，極易發生工具管下跌情況，為避免此類問題出現，需將支撐加設在工具管下的井壁上。

3）頂管進洞。在施工準備階段，需做好測量放樣工作，保證測量準確，為后期施工提供可靠的依據。頂管進洞是指頂完一段管道后，頂管機破進洞口封門向接收井內進入，同時，還應緊密連接頂管機后一節管和進洞口部位。頂管進洞前，必須做好工具管位置檢查工作，并將工具管的位置在接收井磚墻門內側準確畫出。隨后將磚墻門拆除，及時向接收井內頂入工具管與首節管，在接收井內外露長度需滿足規范需求。最后進行首管和接收井之間空隙密封處理。為保證頂進施工質量，需做好糾偏處理，保證測量準確。

4）管節注漿減阻。管節頂進時，將有大量摩阻產生于管材外壁和土體之間，為達到減阻效果，頂進時，需及時將觸變泥漿注入。根據工程實際情況，可設四個壓漿孔，且全部安設到頂管機機尾，并將四個注漿孔設于管節。通過壓漿孔向管節外壁進行減阻泥漿注入，管節外側將有泥漿套形成，以此達到減阻效果，大幅減小頂管所需頂力。為保證減阻效果，頂管機尾部的壓漿工作需持續進行，保證壓漿施工質量。

5）糾偏。在頂管施工中，糾偏問題極為常見，是指工具管與設計軸線偏離，通過工具管內的糾偏裝置實現管端方向變化，從而達到管線偏差降低的目的。為有效避免此類問題發生，可采取有效措施加以處理。在頂進過程中，靜態糾偏不利于管線施工。一般來講，鋼筋混凝土糾偏靈敏度較高，但需合理控制糾偏角度，不宜太大，防止出現過大彎曲現象。機頭通常分為兩節，可將糾偏油缸安設于兩節之間，一般為2～3根。通過擴張、縮短向設計的頂進軸向來控制掘進頭的方向，以此達到糾偏目的。常用方法如下：（1）某根糾偏油缸伸縮處治。一般將激光裝置安設到油缸上，頂進過程中，可將激光點射到光靶，按照光靶顯示點位置情況調整對應油缸位置。（2）頂進速度合理控制。在軟弱土質頂進時，掘進頭需向上一點，并加速掘進，避免向下偏差太大。或土質稀松性過于嚴重，則可采用悶頂糾偏。

4 結束語

綜上所述，伴隨城市化進程的不斷加快，我國城市建設突飛猛進。在市政管網建設當中，涉及的管道很多，比如熱力管道、排水管道、電力管道等等，地下管網錯綜復雜。污水管道是城市基礎設施建設的重點，保障施工質量，對城市建設發展意義重大。作為一種常用的施工形式，頂管法憑借自身優異的性能在市政管網建設當中取得了良好的應用效果。