市政工程建設中頂管工程技術的應用研究

趙文斌

市政工程直接關系到民眾的生活體驗感，其屬于民生工程。隨著經濟的發展，民眾的生活觀念發生了翻天覆地的變化，民眾對社會建設的要求也相應增加，市政工程作為社會建設事業的一部分，主要以民眾的生活環境為主要工作對象。技術的進步和在市政工程中的應用，以新的技術手段和工作方式取代了傳統的工作方式，其中，頂管工程技術的應用大大提高了市政工程的效率和水平，且降低了對施工周圍環境的破壞，并保持交通的暢通。本文將對頂管工程技術進行簡要概述，分析頂管工程技術在市政工程中應用的重要作用和該施工技術存在的問題，在此基礎上探求頂管工程技術有效應用于市政工程的具體措施，以期為市政工程的持續推進提供理論依據。

傳統的市政工程建設技術已經逐漸不適應當前階段社會建設事業的需求，甚至對市政工程的有序開展形成一定的阻礙。在這一背景之下，頂管工程技術逐漸應用于市政工程建設中，取代了傳統的開挖式施工工程技術，以不開挖的形式，降低對周圍環境的破壞程度，與我國環境友好型社會建設的目標相一致。頂管工程技術的應用將大大縮短施工的時間、提高施工效率和水平，并通過技術手段的應用，減少市政工程成本支出，在市政工程提質、增效等方面發揮著重要的作用，該技術在市政工程以及施工行業中應該被大大推廣，以提高我國社會建設的現代化水平，滿足民眾對生活環境的新需求，與民眾日益增長的生活需求相適應。

一、頂管工程技術的概述

頂管施工就是非開挖施工方法，是一種不開挖或者少開挖的管道埋設施工技術。頂管法施工就是在工作坑內借助于頂進設備產生的頂力，克服管道與周圍土壤的摩擦力，將管道按設計的坡度頂入土中，并將土方運走。一節管子完成頂入土層之后，再下第二節管子繼續頂進。其原理是借助于主頂油缸及管道間、中繼間等推力，把工具管或掘進機從工作坑內穿過土層一直推進到接收坑內吊起。管道緊隨工具管或掘進機后，埋設在兩坑之間。

二、頂管工程技術在市政工程中應用的重要作用

頂管工程技術是工業化生產水平提高的產物，也是技術進步的成果，將其應用于施工工程中將大大縮短施工時間、降低施工難度，從經濟效益的角度而言，將在一定程度上減少施工的成本支出；從生態效益角度而言，以不開挖或少開挖的工程方式減少對周圍環境的破壞，并通過及時的污水處理工作，減少對環境以及周圍水質的污染；從社會效益的角度而言，頂管工程技術利用設備和工具從土壤中層進行頂管施工，不需要或很少需要對施工路面進行開鑿等作業，保證了施工路段的正常運行，解決施工中面臨的最為主要的社會問題：阻塞交通，影響民眾正常生活等與交通相關的問題，且通過技術手段的應用，大大縮短了施工時間，在較短的時間內完成市政工程，加快市政工程建設速度和效率。

1.經濟效益角度的重要作用

市政工程的資金支持主要來源于政府直接的財政撥款，是政府資金支出的組成部分，并隨著我國社會現代化建設事業的蓬勃發展，市政工程支出在政府財政支出中的占比不斷提高，這對于經濟發展水平較低地區的政府而言，無疑是加劇了政府財政收支壓力，為了達到財政收支平衡的目的，政府只能通過稅收等措施，保障收支平衡，以維護政府財政和地方經濟的安全。頂管工程技術在市政工程中的應用，將取代傳統的開挖、開鑿式施工作業，相較于傳統的作業方式，頂管工程技術所需人數較少，大大減少了政府勞動力成本支出，且降低了工程的難度。該技術以機械化生產為主要特點，以設備化生產代替部分人力勞動，減少人力成本支出，其有效縮短工期，減少長時間施工中產生額外的資金支出。從總體上而言，頂管技術的應用是市政工程逐步實現大機械化和設備化生產的主要形式，將以機械化取代密集的人力勞作，減少市政工程的成本支出和過程支出。

2.生態效益角度的重要作用

自進入經濟發展的新時期以來，我國經濟社會的發展不再一味追求經濟效益的獲得，更為關注經濟活動過程中產生的生態效益，生態效益成為經濟發展尤為關注的內容。傳統的市政工程技術主要對路面和施工場所進行開挖作業，對周圍的土壤和環境都產生了一定的影響，尤其是隨著市政工程規模的擴大和工程需求量的增加，市政工程成為破壞城市生態環境和自然環境的重要因素之一，尤其是市政工程中的開挖形式的施工模式。在施工過程應用頂管工程技術，可以減少對路面開挖次數，降低開挖規模，主要通過工作坑內頂進設備產生的力，將管道頂進土中，從土壤的中層開展作業，對土壤表層的破壞較少；同時，頂管施工技術的應用一般都需要專人在施工前就施工范圍內的各因素進行考察，尤其關注排污設備的運行狀況，并根據實際所需，構建新的排污設施，尤其關注污水處理工作，大大減少了市政工程中產生的生活和作業污水對環境的破壞，通過妥善的污水處理方式減少污水污染。總體而言，頂管工程技術在市政工程中的應用將大大減少工程施工給土表以及地下水造成的污染，以生態效益的獲得作為市政施工全程的主要原則和最終目標，與經濟效益和社會效益的獲得同步進行。

3.社會效益角度的重要作用

社會效益的獲得是市政工程建設的主要目的，是市政工程堅持為人民服務原則的具體表現。頂管工程技術相較于傳統的工程技術，其不需要大量開挖施工現場，并對施工現場進行大范圍的交通管控，而傳統的施工技術因需要對施工路面進行大范圍的開挖，維護施工現場整潔和控制交通是施工過程中必須進行的工作，也就意味著施工過程中，施工現場范圍內的交通處于癱瘓狀態，間接導致其他交通線的擁擠，給民眾的出行帶來了一定的困擾，尤其是在交通較為擁擠、人口總數較多的經濟較為發達的城市，市政工程建設導致的交通路段封閉將嚴重加劇該城市的交通擁堵問題；加之傳統施工技術效率較低，施工所需時間較長，在較長的施工時間內，無法很好地處理民眾所需和市政工程建設二者的關系。而頂管工程技術最為主要的優勢即為：盡可能減少對施工路面的破壞，施工過程中所需要的交通管制的范圍較小，甚至在部分施工作業中無須對施工現場進行交通管控，其以技術和設備為依托，施工全程所需的時間較少，縮短了交通管制的時間。簡而言之，頂管工程技術的應用將在最大程度上縮短施工時間，縮小施工過程中交通管制的范圍，合理協調市政工程建設與社會效益獲得二者的關系，真正做到施工全程為民服務。

三、頂管工程技術應用中存在的問題

頂管工程技術最早興起于上世紀80年代末期的美國，我國則于1954年進行了國內的第一次頂管施工作業，且獲得了成功，從時間上而言，我國引進且應用頂管施工技術的時間到現今經過了近70年的應用和發展，我國頂管施工技術以技術為依托，以機械化設備為載體，逐漸向現代化、機械化的方向發展，且在我國施工工程中廣泛應用，取得了較大的應用成果。但是，從頂管工程技術在各城市應用和自身發展的實際情況而言，頂管工程技術發展的總體水平較低，尤其是面臨著經濟發展和社會建設需求的增加，頂管工程技術的應用在某種程度上與實際所需存在一定的滯后性。其應用中存在的問題主要為：施工水平參差，尤其是在各城市之間的發展水平存在著很大的差距，例如：上海等經濟發展水平較高的城市，其頂管工程技術的總體發展水平較高，應用取得的成果較大，但是經濟水平較低的城市的頂管工程技術的總體水平遠遠落后于上海等經濟發展速度較快的城市；機械設備水平較低也是其應用中面臨的另一問題，主要表現為頂進設備的力度不足，以及管道控制方向的設施較少；缺少規范化施工流程和專業的頂管工程技術的施工人才；且頂管工程技術的應用需要在社會范圍內進一步推廣。

四、頂管工程技術有效應用于市政工程中的具體措施

要將頂管工程技術有效應用于市政工程中，提高應用水平和效率，就要從市政工程的具體需求和頂管施工的全程著手工作，以滿足市政工程建設和民眾對生活環境的實際需求，在此基礎上對現有的頂管工程技術進行改進，并就技術應用的全過程開展嚴格的內控工作，將內控手段應用于市政工程建設和頂管工程技術應用的全過程。

1.考察施工環境

頂管工程技術的應用較為復雜，雖無須對地面進行開挖等作用，但是其技術的應用主要以中層土壤為對象，施工條件較為模糊，加之管道和土壤之間摩擦力的不可避免，在具體的施工中如若不對施工地面環境和土壤環境進行深度考察，難免會在管道頂進施工中受到各外力因素的影響，無法達到施工的預期目標，甚至會影響施工的最終結果。考察和勘查施工環境是頂管工程技術應用的前提和基礎，只有對施工現場進行全面了解之后，才能以現場環境為基礎，選擇最適宜的管道參數和管道施工方案，從施工前提提高施工的有效性。要勘查施工環境，就需要施工企業派遣專業的勘查人員對施工范圍內的交通流量情況進行考察，明確各時段的車流量和人流量，解決基本的交通問題，以免在實際施工中導致交通事故的發生；同時，還需要就施工現場原有的污水處理系統進行考察，明確系統的承載量和運行力，對于不滿足施工需求的污水系統，施工團隊要根據施工所需，建設另外的污水處理系統；此外，考察團隊要就施工范圍內的通信線路、水管、天然氣管道等進行考察，并進行標記，明確管道是否被關閉或在施工前進行搬遷。

2.選擇合適參數的管道

頂管施工技術的應用以管道為主要材料，頂管技術即為將管道頂進土中的施工技術，管道的參數將直接影響施工的過程和結果。故而，明確施工參數，選擇適宜的管道參數尤為必要。管道參數主要指管道的長度和直徑大小，一般而言，施工技術應用中選擇的多為直徑大于50厘米的管道，且根據其直徑選擇相應長度的管道。從施工的過程而言，長度越長的管道，其在施工中所需要的接管次數就會越少，將在一定程度上減少施工的難度，但是，選用長度較長的管道其總體的成本支出就會相應增加，頂進作業的工程量也相對較大。故而，管道長度參數的選擇要根據管道直徑參數而進行，選擇與直徑參數相匹配的長度參數，滿足施工的實際需求即可。

3.規范工藝流程

頂管施工技術的應用最為主要的就是工藝流程，要達到技術應用的預期目標，就要嚴格規范其工藝流程，從注漿止水、頂管穿墻、頂管出洞、注漿減阻和頂管糾偏等工藝流程的全過程進行規范。注漿止水是頂管施工的第一步，也是關鍵的一步，在選擇止水注漿材料時，要合理配置石灰、水泥、黏土等材料的比例，以達到止水的最終目的，保證頂管穿墻以及后續作業良好的管道和土壤環境；頂管穿墻則需要尤為注意頂進設備的選擇，要對其頂進力進行考查，選擇頂進力足夠的設備，并在施工的過程中對其進行及時的維護和檢修；頂管出洞面臨的最為主要的問題是管道出現偏差，這就需要施工團隊將頂管糾偏技術與出洞進行結合，通過千斤頂等設備的應用，在出洞階段就管道偏差進行糾偏，并利用網絡技術下的檢測技術，及時檢測管道頂進過程中出現的偏差，并從偏差的源頭進行糾偏作業；注漿減阻是減少管道與土壤摩擦力的最為主要的工藝流程，在施工中，要對頂管的頭尾進行壓漿，并在施工的過程中根據施工阻力進行后續補漿，以降低施工過程中摩擦力導致的施工難度。

4.加強施工現場管理工作

現場管理工作是施工進行的必要工作，是保障施工質量和規范施工流程的主要手段。施工團隊要培養專業的施工現場管理人員，并將管理權利賦予管理人員，要求管理人員就施工現場作業進行管理和控制，尤其要對施工過程中產生的不規范問題和環境污染問題進行管理，以過程管控，提高施工質量。

五、結語

頂管工程技術在市政工程中的應用，將在最大程度上提高工程效率和質量，施工團隊要通過考察施工現場、規范工藝流程、選擇適合的管道參數、加強施工現場管理工作等方式，提高頂管技術應用的效率和質量，致力于市政工程建設工作的開展取得經濟效益的同時，還獲得生態效益和社會效益。