市政工程中頂管施工技術的應用

朱偉捷

廣州市市政工程機械施工有限公司，廣東 廣州 510030

南大干線（新化快速至蓮花大道）工程位于廣州國際創(chuàng)新城商貿(mào)服務組團，由于工程所處周邊地段交通繁忙，為減少對交通的影響，K0+395～K0+990右幅輔道內(nèi)均采取頂管施工方法。文章主要結合該工程的頂管施工項目，分析施工過程中存在的技術難點，并從優(yōu)化施工細節(jié)、提高綜合效益角度出發(fā)，采取合理的施工技術和措施，提高頂管施工技術的應用水平。

1 工程概況

南大干線（新化快速至蓮花大道）-新化快速至石化大道工程施工總承包（6.1標）位于廣州國際創(chuàng)新城商貿(mào)服務組團，即番禺區(qū)化龍鎮(zhèn)，工程范圍西起新化快速，東止石化大道，全長約2.0km，工期為730d。該排水工程新建雨水管道長約3775m，管徑為600～2200mm，挖深為1.51～6.19m，采用明挖施工方法。新建污水管道長約3135m，其中長約2550m段（管徑500mm）挖深為1.60～4.99m，采用明挖施工方法。頂管施工段位于K0+395～K0+990右幅輔道內(nèi)，長約643m段（管徑800mm）埋深8.0～13.0m，采用泥水平衡頂管施工技術進行施工。根據(jù)勘探揭露，擬建道路沿線地層結構自上而下主要由雜填土、素填土、耕田、淤泥、淤泥質粉細砂、粉質黏土、粉細砂、中粗砂、砂質黏性土、礫石及片巖組成。井點采用沉井和倒掛井施工工藝，在施工前，工作井采用高壓旋噴樁加固，并采用攪拌樁進行井底止水處理。通過運用頂管施工技術確保了管道的施工質量和提高了施工效率。該工程平面布置圖如圖1所示。

圖1 平面布置圖

2 頂管施工技術應用思路

頂管施工技術作為道路管道常見的施工工藝，主要借助泥水壓力的作用，進行土壓力和地下水的平衡處理，并借助泥漿實現(xiàn)頂管施工。結合頂管項目施工技術管理難點，確定專業(yè)的技術管理模式與思路，具體如下。

（1）以標準化技術作業(yè)為引領，從源頭把控施工質量。從頂管標段施工項目進場開始貫穿項目施工全過程，施工企業(yè)需要樹立起標準化技術作業(yè)引導的觀念，從項目部標準化技術、工地標準化技術、工序作業(yè)標準化技術三方面同步推進，通過標準化技術施工指導頂管施工全過程，避免出現(xiàn)施工問題。

（2）引用先進技術設備，實現(xiàn)技術導航。在頂管標段施工項目中，通過借助現(xiàn)代技術，給予現(xiàn)場施工管理人員技術指導，幫助現(xiàn)場作業(yè)人員了解工作井施工方法及端頭加固、工作井下準備工作、頂管機吊裝及組裝定位、頂進施工、監(jiān)測等關鍵技術應用過程中的復雜部位的施工步驟和技術難點，打破技術壁壘。

（3）設置關鍵技術控制點。對該項目頂管標段施工過程中的一些關鍵部位、薄弱環(huán)節(jié)、重點控制環(huán)節(jié)進行分級，加大對關鍵節(jié)點的技術把控，形成有針對性、動態(tài)的技術控制措施。

3 頂管施工關鍵技術措施

3.1 施工前期準備

在頂管施工前，工程人員應進行實地勘察，主要了解工程所在地的地下水位情況，地下建筑物、周邊構筑物情況等，據(jù)此制訂可行度高的施工方案，并對施工機具設備進行確定，確保選擇最為合理的頂進方式，具體應對頂管機、主推千斤頂、注水系統(tǒng)、起重設備等加以科學選用。同時，對頂管井進行設計，頂管井一般包括工作井和接收井。在對工作井進行設計時，結合工程實際施工方法可將其分為單孔井和單排井。其中，單孔井常見的形態(tài)為長方形、正方形和圓形，較為少見的為圓形單孔井。通過分析可知，工程中的給排水工程為混凝土結構，工程人員在進行施工時，應注重搭建穩(wěn)固的支撐物，并配備完善的防護設備，以降低混凝土結構裂縫、坍塌等問題出現(xiàn)的概率。此外，應根據(jù)現(xiàn)場勘測結果確定工作井和接收井的具體位置，一般應保證二者所在位置土質結構穩(wěn)定以及土層含水量較少，合理控制工作井和接收井之間的距離，并保證工作井和接收井內(nèi)部的凈空分別為6m×5m和5m×5m，為后續(xù)分層施工和開挖作業(yè)提供便利。

3.2 做好工作坑處理

工作坑的處理是泥水平衡頂管施工順利開展的重要技術基礎，對項目后期頂管施工控制有著重要的影響。在該項目工程工作坑的處理建設中，應重點關注工作井出土管理、工作坑出洞口止水處理、工作坑封底處理、頂進后背坑等問題，通過在洞口設置開馬頭門完成工作坑止水處理。工作基坑處理中，配置鋼筋并預埋導管，完成固定地腳設置后，將地腳焊接在底板鋼筋網(wǎng)上，采用C25混凝土進行澆筑施工。后背坑施工中，要求后背立面與頂管中線相互垂直，同時要求加強后背范圍的土地性能，可有效避免變形回彈問題的發(fā)生。

3.3 進行設備選型，規(guī)范安裝

頂管施工順利開展需要借助較多的機械設備。在施工前，工程人員應根據(jù)實際情況開展設備選型和安裝工作，主要包括電動空壓機、鼓風設備、千斤頂、專用液壓系統(tǒng)等。同時，將高壓泵合理地配置在所有工作井中，構造并聯(lián)循環(huán)作業(yè)系統(tǒng)，配置壓漿系統(tǒng)。針對現(xiàn)場的吊裝施工要求，選用專用吊機設備。對于井內(nèi)頂進施工而言，采用油壓為2000kN的千斤頂，并嚴格控制其油程，確保高質量運轉。

制作完成工作坑底板后，應在工作坑內(nèi)安裝設備，重視主頂油缸、支架、鋼后靠背、主頂油泵站等單元的安裝，并對安裝單元的性能參數(shù)進行調試。針對泥水系統(tǒng)的安裝，應從管外單元和管內(nèi)單元兩個部分進行安裝技術管理。在頂進中心線上安裝設備的測量系統(tǒng)，實現(xiàn)頂進與測量的同步作業(yè)。

3.4 合理選擇頂進方法

在頂進施工時，工程人員應結合實際情況合理選擇頂進方法。一是該工程施工現(xiàn)場主要為黏性土，應考慮地下水是否會帶來嚴重影響，若不會，則可采用人工挖掘和機械挖掘的頂進施工方式。二是若存在較厚的軟土層，則在施工時應觀察是否存在障礙物，若無，則可以進行擠壓頂進施工或網(wǎng)格式頂進施工。三是考慮到黏性土這一施工環(huán)境，工程人員要注重控制地面平整度，可采用土壓式方法進行頂進施工。四是對于存在粉砂土的施工部位，工程人員應采用加泥式和泥水式的平衡方法進行頂進施工。五是在施工時若遇頂進管道長度較短或管徑較小等情形，工程人員應采用擠密土層法。

3.5 合理設置中繼間

長距離頂管施工需要設置中繼間，從而為頂進施工提供更大的推力。設置中繼間時，應完善配備千斤頂設備組、緊固件、承壓法蘭片等，同時要確保有相應的電氣操作系統(tǒng)。此外，要合理設置后支撐點，一般應將其設置在后油壓管道位置，聯(lián)合千斤頂設備組提供給前半段油壓管道更大的推力，同時聯(lián)合主千斤頂，為后半段油壓管道提供更多推力。在設置好中繼間的基礎上進行推進施工時，應保證分段推進，并測量管道阻力，分段安裝中繼間。對于位于最前方的中繼間，在頂管施工時，應考慮其可能受到的管壁和機頭阻力，提前儲備安全頂力。在整個過程中，應根據(jù)工程具體情況和推力要求合理控制中繼間的間距，以確保能夠滿足長距離頂進施工的要求。

3.6 監(jiān)測施工環(huán)境

泥水平衡頂管施工受周圍環(huán)境影響尤其是地下水的影響較大，同時頂進設備的振動及管道的頂進作業(yè)也會對周圍環(huán)境造成一定的影響。基于此，在項目施工中，應加強對周圍環(huán)境的有效監(jiān)測，如對地下水位進行檢測和對周圍建筑物的沉降進行監(jiān)測。為了有效降低地下水文環(huán)境對項目施工的影響，應通過合理設置監(jiān)測點位，針對檢測結果實施排水處理，以滿足開槽埋管基坑、牽引井基坑的工作需要，為騎馬井基坑作業(yè)創(chuàng)造良好的環(huán)境。

4 結束語

從該項目頂管施工情況來看，合理使用泥水平衡頂管施工技術能有效提高市政道路管道項目的施工質量。在施工過程中，相關人員應增強現(xiàn)場管控意識，在充分了解現(xiàn)場地質狀況以及周邊場地情況的基礎上完善施工方案，優(yōu)選施工設備，細化施工技術，確保頂管施工技術的應用成效滿足工程整體要求。