淺談頂管施工技術在市政管道工程中的應用

馬偉

摘要：近年來，市政基礎設施建設不斷加快，市政給排水工程作為市政工程的重要部分，由于其在工程施工中需要進行管道的埋設，這就難免在管道鋪設的路線范圍內對建筑物和道路的破壞，不僅影響了城市的環(huán)境，而且還會給本來就擁擠的交通帶來堵塞。頂管施工技術的出現有效的解決了這一問題，其只需要進行小范圍的土方施工就可以完成整體管道的鋪設。不會給周圍建筑物及道路交通帶來影響，在穩(wěn)定土層和保護環(huán)境方面都具有不可比擬的優(yōu)勢。本文對頂管技術的在市政給排水施工中的應用特點進行了分析，并對頂管施工技術在市政給排水工程中的應用實例進行了闡述。

關鍵詞：頂管技術;市政給排水;應用

隨著城市化建設進程的加快，有效的帶動了施工技術的快速發(fā)展，近幾年頂管施工技術得到在建筑行業(yè)中廣泛的應用，而且在發(fā)展過程中也日益成熟，由于其不需要大面積的對地面進行挖掘即可進行地下管道的鋪設，不僅避免了由于施工所帶給城市環(huán)境帶來的污染，而且不會對周圍建筑及道路帶來破壞，確保了經濟和社會效果的提升，所以在當前市政工程施工中，頂管施工技術受到廣泛的青睞。

一、頂管技術在市政給排水施工中的應用特點

1、適用范圍。頂管施工技術主要是對于施工位置處于城市中心地區(qū)及繁華地帶以及對于一些無法遷移及進行開挖的循環(huán)針帶，即不能進行開槽埋管也不是能在空中進行架線時，則會利用 80—600mm 管徑的管道進行頂管施工。另外在城市進行污水管道施工時，如果管徑在外 00mm 以上時，現場不能開挖明溝，同時現場內又沒有其他建筑物基礎，在這種情況下可以采用頂管法來進行施工。

2、頂管技術在市政管網中的應用。在城市快速發(fā)展過程中，各項基礎設施建設不斷加快，城市地下管網錯綜復雜，在管網施工和維修過程中存在著反復開挖的情況，不僅給城市道路帶來了不同程度的破壞，同時也使周圍構筑物存在著反復拆建的情況，存在著嚴重的浪費。利用頂管技術進行管網施工，不需要對道路及其他構筑物進行反復的破壞和拆建，不僅保護了城市的環(huán)境，而且降低了施工成本。

3、頂管施工技術的優(yōu)勢。利用頂管施工技術進行施工時，不僅具有高效和環(huán)保的優(yōu)點，而且還具有較好的經濟性。頂管施工技術由于不需要對地面進行開挖，這樣在施工過程不會對城市的交通帶來影響，同時不需要對地面建筑物和構筑物進行拆遷，也不會對地表植物和周圍環(huán)境帶來破壞，施工過程中不會受到氣候和環(huán)境的影響，不會產生建筑垃圾，具有省時、高效和安全的特點，工程造價較低，具有非常好的社會效益和經濟效益。

二、案例分析頂管技術在市政給排水工程中的應用

1、工程概況。某市污水改造工程二標段工程，總長約 2. 2km，路幅寬度 36m。道路下管線分別為 D300 一 D1200 污水管，路北側埋設 1 根 D1200 污水管。該管段約 486m 長緊貼路側有大量房屋，管道埋深約為 5.7～6.9m，路面下埋有雨水、電纜其它管線。管道底穿越 3-1 層粉質粘土層和 4—1 層粉土。根據土質等情況提出該段采用長距離頂管一次頂進補位的方案。

2、開槽埋管和頂管的比選。1）開槽埋管從地質情況分析。D1200 鋼筋混凝土管自重較大，管道位于 3-1 層或 4-1 層埋深在 5.0—6.Om，管基不易采用原狀土基礎，須采用錒性基礎底板。考慮到地下水位較高，為保證基槽大開挖，既要考慮多種降水方式，又要考慮基槽正常圍護，開槽施工時上部土層為粉質粘土層和粉土層，需要采取井點降水以防止地面發(fā)生沉降情況，這樣增加了施工成本。重要的是，管道埋設在慢車道下，并且路側緊貼大量連排 2-3 層磚混房，使基槽開挖難度更大，不僅需要對房屋進行加固圍護，而且原路面下的管線需移位，工程造價增加，而且影響了周圍的交通。2）從管道地基設計方面分析。進行地下管道施工時，需要在土方工程開挖時就要做好管道的基礎施工，不僅要鋪設碎石層，同時還要利用混凝土底板作為基礎，這樣可能有效的提高地基的承載力，但在整體施工中很難避免不會對地基帶來較大的擾動，所以管道沉降量不好控制。而利用頂管施工技術，由于在施工過程中管與土同體積轉換和土拱效應，這對于管道的沉降量就實現了很好的控制。另外在利用傳統施工方法進行開挖埋管施工時，由于需要對道路進行大面積的開挖，不難會對道路交通帶來很大的影響，破壞城市的整體環(huán)境，而且施工時間較長，需要大量的人力、物力和財力。而利用頂管施工技術，不需要對道路進行開挖，確保了施工場地的整潔和正常交通運輸需要，而且施工工期較短，不需要大量的人力。從各方面的情況進行綜合分析表明，在城區(qū)利用頂管施工具有較好的經濟性和社會效益。

3、頂管施工要點分析。1）采用觸變泥漿，向管道外壁壓入一定量的減阻泥漿，在管道外圍形成一個泥漿套，減小管節(jié)外壁和土層間的摩阻力，從而減小頂進時的頂力。利用泥漿套的支承作用，減少粉質粘土坍塌，形成的地層流失，以控制地面沉降。對頂管機頭尾端的壓漿要緊隨管道頂進同步壓漿，在中繼間和中部管節(jié)處須跟蹤補漿，泥漿的實際用量要比理論用量 4-5 倍。2）頂進中須嚴格按設計線路頂進，可利用削土刀盤上可伸縮的超提刀，結合千斤頂編組進行糾偏。經常對頂進軸線進行測量，檢查頂進軸線是否和設計軸線相吻合。在正常情況下，每頂進 1 節(jié)混凝土管節(jié)測量 1 次，在出洞、糾偏、到達終點前，適當增加測量次數。施工時還要經常對測量控制點進行復測，以保證測量的精度。3）洞口止水，頂管工程中，為使管子能順利從工作井內出洞，一般采取工作井預留洞口比管節(jié)外徑略大些的方式，頂進時此間隙需采取有效措施進行封閉，我們采用的洞口止水方法是在沉井制作時，預先在洞口預埋一個 10mm 厚鋼法蘭，在鋼法蘭上焊接螺栓，安裝 16mm 厚橡膠法蘭，用 10mm 厚鋼壓板壓緊，在我們完成的頂管中，未發(fā)現地下水和泥砂流入工作井內，同時橡膠法蘭和壓板可以回收，效果很好。4）進出洞是頂管施工中的一道重要工序，穿墻時，首先要防止井外的泥水大量涌人井內，嚴防塌方和流沙，本工程管道位于粉質粘土層較松散，在水位下呈流塑狀，則必須在管子頂進方向距離工作井邊一定范圍，對整個土體進行改良或加固，采用了井點降水措施，以提高這部分土體的強度，防止掘進機出洞時塌方。其次要保持使管道不偏離軸線，頂進方向要準確。5）在建筑物密集處和路面上須作監(jiān)測布置，觀測地表變形和土體位移，有效避免房屋開裂和路面沉降。

4、頂管施工注意事項

（1）在對地基澆筑的過程中不可以出現長時間的停澆情況。需要采取連續(xù)性的澆筑，這樣才可以保證施工質量不會存在問題，還有澆筑速度不可以過快 要采用合適的速度。

（2）挖土的時候需要查看地形和地質情況。挖開土層的時候要立即進行頂管，后面的工作也要隨即完成，還要嚴格控制注漿情況，壓力不合適或者注漿量達不到標準都會影響頂管工作。

（3）要嚴格控頂管施工速度 特別是頂進的速度，加強對施工的控制和管理。

（4）完成頂進時，需要注意是否有土層水土流失情況。

目前在市政工程中，不僅給排水施工中多采用頂管施工技術，在其他地下管道及過街隧道等工程施工中也普遍應用頂管施工技術，由于其給周圍建筑物及構筑物不會帶來多大的干擾，而且對周圍環(huán)境影響和破壞很小，施工工期較短，無論從經濟性還是社會效益方面，頂管施工技術都具有其他施工技術所無法比擬的優(yōu)勢，所以在當前建設施工中得到廣泛的應用，具有非常好的市場前景。

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