市政工程污水頂管施工技術(shù)分析

張建鋒 中鐵建工集團(tuán)有限公司

1 前言

現(xiàn)階段，在市政工程當(dāng)中，排水工程是一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)，該工程將直接影響城市居民的日常生活與工作，同時(shí)也有效推動(dòng)著城市經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展。從如今我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展實(shí)際情況來看，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平越來越高，城市化建設(shè)過程中人們也越來越重視排水工程的施工管理。

在具體施工過程中，頂管施工技術(shù)已經(jīng)得到了十分普遍的運(yùn)用，并取得了不錯(cuò)的效果。借助于頂管施工技術(shù)，不僅能夠有效提高施工質(zhì)量，同時(shí)也能夠在一定程度上確保施工安全，消除以往常見的堵塞等問題。而想要確保頂管施工技術(shù)能夠得到更加合理的運(yùn)用，必須要著重分析其具體的應(yīng)用策略。

2 污水管道頂管技術(shù)背景

在市政工程當(dāng)中的排水工程內(nèi)，通過污水管道頂管施工技術(shù)的合理運(yùn)用，可以有效降低施工過程中的道路開挖面積，只需要將所需工作井按照垂直方式挖出即可，從而有效提高了排水工程施工效率，也能夠降低市政工程在施工過程中對(duì)附近環(huán)境造成的不良影響。

運(yùn)用污水管道頂管技術(shù)時(shí)所采取的排水管道質(zhì)量良好，具有較強(qiáng)的密封性，但是造價(jià)成本較高[1]。在頂管施工過程中，主要的工藝流程包括挖掘工作坑、準(zhǔn)備混凝土管道、組裝混凝土管道、油泵、千斤頂?shù)仍O(shè)施頂進(jìn)施工、管道貫通等。在此期間，工具管能夠被拆卸反復(fù)利用，而后砌筑工作井，最終完成頂管回填工作。

3 市政工程污水頂管施工技術(shù)優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)

3.1 優(yōu)勢(shì)

在市政工程當(dāng)中應(yīng)用污水頂管施工技術(shù)，相較于傳統(tǒng)開挖方式優(yōu)勢(shì)更加明顯。比如，工程量更小，不再需要開挖地表表面，只需做好管道當(dāng)中的土層斷面工作即可，同時(shí)頂管施工過程中的開挖部分，也只需要開挖工作坑和接收坑即可，不會(huì)對(duì)城市道路交通產(chǎn)生較大影響[2]。

除此之外，采取頂管施工技術(shù)還可以有效降低在施工過程中對(duì)附近環(huán)境與建筑物產(chǎn)生的不良影響，從而推動(dòng)新時(shí)期我國市政工程的安全、文明、規(guī)范化發(fā)展。通過污水頂管施工技術(shù)的應(yīng)用，一方面可以有效提高施工效率，加快施工進(jìn)度，另一方面也能夠節(jié)省許多的人工成本與設(shè)備成本。

3.2 劣勢(shì)

污水頂管施工技術(shù)在施工期間將具備更多的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，但是也存在各種各樣的缺陷與不足。例如，相較于傳統(tǒng)開挖施工方式來說，污水頂管施工方式具有更小的施工曲率半徑，但是在具體施工過程中會(huì)導(dǎo)致許多曲線交織到一起，進(jìn)而致使施工難度進(jìn)一步加大，為市政工程的建設(shè)與完善帶來嚴(yán)重影響，導(dǎo)致工程施工無法順利開展。

除此之外，在采用這種技術(shù)進(jìn)行軟土層開挖過程中，如果因?yàn)槭┕ぜ夹g(shù)不足或者設(shè)備缺陷而導(dǎo)致開挖偏差較大時(shí)，會(huì)增加施工難度，同時(shí)也較難糾正施工偏差。所以為更好地提升施工質(zhì)量，需要以此為基礎(chǔ)不斷創(chuàng)新與優(yōu)化設(shè)計(jì)，改善當(dāng)前的施工方案。

4 市政工程污水管道頂管施工的質(zhì)量管理

4.1 現(xiàn)場(chǎng)踏勘

首先，在施工開始之前，需要仔細(xì)考察施工現(xiàn)場(chǎng)，包括對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)附近人車流量、建筑物等，做好考察并詳細(xì)記錄，同時(shí)在施工正式開始前規(guī)劃好施工所需交通路線，確保通向施工區(qū)域內(nèi)的路口都設(shè)置清晰的引導(dǎo)標(biāo)識(shí)。在人車流量較為密集的時(shí)間段內(nèi)，還需要有專門人員做好現(xiàn)場(chǎng)疏導(dǎo)，避免出現(xiàn)交通事故。

其次，在施工開始之前，還應(yīng)該考察附近的排水系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，確保所設(shè)計(jì)的排水線路能夠滿足管道工程需求，避免因?yàn)楣こ淌┕ざ鴮?dǎo)致的二次污染問題。另外，還需要準(zhǔn)確的核查與落實(shí)施工現(xiàn)場(chǎng)重要物資，比如通信設(shè)備、天然氣設(shè)備以及電力設(shè)備等，確保設(shè)備的正常使用不會(huì)受到干擾[3]。

最后，要全面核實(shí)并調(diào)查施工區(qū)域附近的橋臺(tái)基礎(chǔ)、基坑深度以及樁基礎(chǔ)等。

4.2 技術(shù)支持

在開始頂管施工之前，需要仔細(xì)分析施工區(qū)域的地質(zhì)條件，更好地掌握施工區(qū)域附近的土壤性質(zhì)，以便于了解地下排水設(shè)施當(dāng)中污水管道的源頭與目的地。除此之外，如果施工地區(qū)具有砂質(zhì)問題，需要研究分析其中的具體含沙量與沙細(xì)度；如果存在巖層，需要詳細(xì)分析施工區(qū)域的裂縫分布實(shí)際，并做好全面調(diào)查工作；如果存在風(fēng)化的巖層，則需要全面了解這個(gè)巖層當(dāng)中的實(shí)際風(fēng)化程度，保障這一地區(qū)的強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)特征，能夠滿足頂管技術(shù)在應(yīng)用過程中的具體需求。

簡而言之，就是施工單位既需要全面勘察施工區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)條件，也需要做好詳細(xì)的記錄與規(guī)劃，從而確保施工方案能夠滿足施工場(chǎng)地當(dāng)中的規(guī)范化需求[4]。

4.3 頂管線路確定及井位設(shè)計(jì)

結(jié)合調(diào)查施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，明確具體的污水頂管線路設(shè)計(jì)方案，防止對(duì)不良土層所產(chǎn)生的影響，同時(shí)防止管道線路在鋪設(shè)期間所導(dǎo)致的城市道路影響與城市綠化影響。要保障頂管線路以及附近的市政設(shè)施存在合理的距離，滿足檢查標(biāo)準(zhǔn)，避免因?yàn)楣艿谰€路與市政設(shè)施之間的安全距離過近而產(chǎn)生的不良影響。

除此之外，還需要做好井位設(shè)計(jì)工作，結(jié)合當(dāng)前的具體標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)與之相關(guān)的井間距，按照施工場(chǎng)地內(nèi)的土層實(shí)際情況，確定污水頂管的頂進(jìn)深度，不宜過長或過短。

4.4 頂力及管材設(shè)計(jì)

在施工正式開始之前，要建立一個(gè)三維立體模型來判斷所有的參數(shù)是否滿足基礎(chǔ)設(shè)計(jì)需求，同時(shí)借助于模型結(jié)構(gòu)明確頂力分布情況，從而更好地改善頂管受力問題。

在管材設(shè)計(jì)過程中，需要結(jié)合當(dāng)前管材的實(shí)際情況，包括混凝土強(qiáng)度、細(xì)節(jié)處理以及鋼筋布置等，可以根據(jù)實(shí)際需求設(shè)計(jì)軸向受壓管材，結(jié)合土層實(shí)際變化情況，做好及時(shí)調(diào)整，并按照頂管施工過程中可能出現(xiàn)的各種特殊情況，做好應(yīng)對(duì)工作。除此之外，還要關(guān)注管道當(dāng)中存在的偏心壓力與局部應(yīng)力，防止因沒有預(yù)留出足夠的安全空間而導(dǎo)致的不良影響問題出現(xiàn)。

4.5 施工質(zhì)量控制

在正式施工開始之前，針對(duì)施工區(qū)域內(nèi)的施工設(shè)備、測(cè)量設(shè)備以及施工人員進(jìn)行全面檢查，保障施工人員能夠滿足上崗標(biāo)準(zhǔn)需要、施工設(shè)備能夠滿足施工建設(shè)需求，以及測(cè)量設(shè)備具有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)證書等。此外，還需要針對(duì)施工所用的管道材料做好抽樣檢查與處理工作，確保管道內(nèi)部水壓以及外部壓力荷載能夠滿足相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，確保污水頂管施工可以順利開展，同時(shí)也能夠有效提高市政工程污水頂管施工的整體施工質(zhì)量，使其滿足相關(guān)的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。

5 污水管頂管施工中常見問題

5.1 閉水試驗(yàn)問題

在進(jìn)行污水頂管實(shí)際施工過程中，因?yàn)楣艿蓝祟^沒有良好的氣密性、施工基礎(chǔ)不夠均勻以及施工質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)不符等因素，經(jīng)常致使閉水試驗(yàn)的最終結(jié)果無法滿足施工標(biāo)準(zhǔn)需求的問題發(fā)生。

基于此，一旦管道出現(xiàn)較大的滲漏面積或者滲漏范圍，在漏水情況嚴(yán)重到不能夠采取有效措施加以補(bǔ)救的情況下，就需要將該部分污水頂管工程進(jìn)行返工處理[5]。假如滲漏面積相對(duì)較小，相關(guān)工作人員針對(duì)管道當(dāng)中出現(xiàn)嚴(yán)重滲漏的部位進(jìn)行詳細(xì)的檢查與標(biāo)記，在徹底排出管道內(nèi)部的大量積水之后，采取涂刷等有效措施補(bǔ)救管道滲漏部位，常見的涂刷材料主要有水泥漿與防水涂材。

5.2 排水管道問題

如果在污水頂管施工過程中，工作人員使用了不合理的施工技術(shù)，就可能導(dǎo)致排水管道出現(xiàn)位置偏移的現(xiàn)象，進(jìn)而無法滿足實(shí)際施工需求，也可能由于施工前的測(cè)量工作發(fā)生了較大誤差，導(dǎo)致管道嚴(yán)重偏移問題的發(fā)生。

為有效防止上述問題，在開展測(cè)量工作過程中，要求測(cè)量人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵守測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范開展工作，確保測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠性與準(zhǔn)確性，從而夯實(shí)后續(xù)施工的基礎(chǔ)[6]。在施工區(qū)域內(nèi)，一旦出現(xiàn)必須要繞開的建筑物，則需要在適合的位置設(shè)置一個(gè)轉(zhuǎn)角不小于135°的工作井，作為連接使用。此外，在測(cè)量與驗(yàn)收縱坡和軸線過程中，需要加強(qiáng)把控工作質(zhì)量與規(guī)范性，確保縱坡和軸線施工質(zhì)量能夠滿足污水頂管施工需求。

5.3 基坑回填土問題

在污水頂管施工期間，基坑回填土發(fā)生沉陷屬于一種十分常見的施工問題，這種問題出現(xiàn)的主要原因，就是由于在回填土施工過程中，回填材料的質(zhì)量以及其中的含水量與施工標(biāo)準(zhǔn)不符，與此同時(shí)，壓實(shí)所采用的機(jī)具也有可能成為回填土沉陷的出現(xiàn)原因。

一旦發(fā)生了基坑回填土沉陷這種問題，就需要及時(shí)挖出質(zhì)量不滿足施工標(biāo)準(zhǔn)的回填材料，而后將質(zhì)量更加優(yōu)質(zhì)的回填土材料重新回填到基坑當(dāng)中，避免因回填材料質(zhì)量問題而導(dǎo)致的沉陷，同時(shí)也能夠有效提高污水頂管工程基坑的穩(wěn)定性[7]。一旦由于回填土沉陷而導(dǎo)致建筑物發(fā)生嚴(yán)重的基礎(chǔ)脫空與破壞等問題，則可以通過灌注漿的方式對(duì)建筑物基礎(chǔ)進(jìn)行填充，從而提高建筑物整體穩(wěn)定性。

6 市政道路工程污水頂管施工技術(shù)的應(yīng)用

6.1 施工準(zhǔn)備

在施工正式開始之前，必須做好測(cè)量放線工作，及時(shí)糾正存在的偏差，提高施工數(shù)據(jù)的精確度。一旦管道直徑低于1500mm，則需要控制軸線位置偏差不超過100mm，并將內(nèi)地高程的偏差控制到30mm～40mm 之間；在工作井與接收井管徑為1000m 時(shí)，則需要采用拉森鋼板樁。與此同時(shí)，還需要做好場(chǎng)地平整處理，嚴(yán)格按照相關(guān)要求來保管施工所需材料。為確保吊車設(shè)備在應(yīng)用過程中不受影響，還需要在施工場(chǎng)地內(nèi)規(guī)劃預(yù)留好停車與行車空間。

6.2 頂管測(cè)量，糾偏

在第一管道頂進(jìn)工作完成之后，需要及時(shí)糾正偏差，并做好頂管間距測(cè)量工作，保障間距不大于30cm，確保頂進(jìn)期間不會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的位置偏移問題。在頂進(jìn)后續(xù)管道時(shí)，需要控制好間隔，具體應(yīng)當(dāng)控制到100cm 以下，借助于激光儀器來測(cè)量高程，并及時(shí)修正偏差。在糾錯(cuò)過程中，如果管道位置偏左，則需要將力度向左延伸，偏右就需要向右延伸，而在兩側(cè)位置都發(fā)生偏移的情況下，就需要及時(shí)修正差距更大的一側(cè)。在修正過程中需要堅(jiān)持循序漸進(jìn)的基本原則，從而確保有效調(diào)節(jié)偏差。

6.3 止水圈的合力應(yīng)用

頂管機(jī)應(yīng)當(dāng)直接穿越洞口，從而達(dá)到土層，在此期間最為常見的一種問題就是沒有做好止水帶密封工作，因此可能導(dǎo)致開挖一側(cè)的土層承受力出現(xiàn)不均勻的問題，進(jìn)而導(dǎo)致泥土出現(xiàn)流失問題，而一旦情況比較嚴(yán)重，則還很有可能導(dǎo)致洞口土體塌陷問題的發(fā)生。由此可見，施工單位必須要充分認(rèn)識(shí)到這方面的重要意義，并有一個(gè)全面且清晰的認(rèn)知，及時(shí)采取有效措施進(jìn)行控制。

對(duì)于洞口密封工作，要求施工單位不僅要提高重視程度，同時(shí)也需要結(jié)合污水頂管施工工程的實(shí)際情況來制作止水圈，確保止水圈能夠滿足工程實(shí)際所需，通過這種方式也能夠有效避免上述洞口土地塌陷問題的發(fā)生[8]。

6.4 注漿減阻

從距離較長的污水頂管工程來看，最常用的一種方式就是注漿作業(yè)。首先針對(duì)頂管機(jī)當(dāng)中的機(jī)頭部位進(jìn)行灌注漿處理，同時(shí)采取跟蹤補(bǔ)漿這種基本方式處理中間部位的間隙。在注漿口位置安裝壓力檢測(cè)表，并使其與出口之間的距離維持不低于1m，還要將壓力檢測(cè)表安裝到機(jī)頭部位，確保可以實(shí)時(shí)觀察注漿力度，開展更加有效的質(zhì)量控制。

在注漿作業(yè)開展期間，不能夠出現(xiàn)過大的阻力，借助于觸變性泥漿來填充管道附近間隙，有效降低污水頂管的整體阻力，同時(shí)所生成的泥漿保護(hù)層，也可以有效避免在地面沉降期間出現(xiàn)較大壓力。

6.5 洞口止水

在應(yīng)用污水頂管技術(shù)時(shí)，如果想要確保順利取出混凝土管，就需要確保預(yù)留洞口位置的準(zhǔn)確性，同時(shí)相較于管節(jié)來說，其外徑應(yīng)當(dāng)更大一些，借助于持續(xù)頂進(jìn)的施工方式完成封堵。制作工作井、接收井過程中，需要在洞口部位進(jìn)行止水處理，主要的方法與操作流程為：在洞口部位預(yù)埋直徑為10mm的鋼法蘭，借助于表面焊接方式連接螺栓，而后安裝直徑約為16mm的鋼法蘭，通過鋼板進(jìn)行壓緊處理。施工時(shí)需要做好工作井的適時(shí)檢查，掌握實(shí)際情況。

頂管施工展期間，進(jìn)出洞口屬于關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，在穿墻施工完成之后，掘進(jìn)機(jī)所處方向會(huì)直接影響管道方向以及管節(jié)拼裝。所以，在穿墻施工時(shí)，必須借助有效措施保障井外泥水不能夠流入洞內(nèi)，同時(shí)也需要防止出現(xiàn)流沙與塌方等問題。為進(jìn)一步提高頂進(jìn)方向的精準(zhǔn)度，在施工期間還需要注重管道軸線偏差問題，確保能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理，從而為后續(xù)施工提供有利條件。

7 結(jié)束語

綜上所述，通過本文分析不難發(fā)現(xiàn)，在當(dāng)前的市政工程污水頂管施工過程中，最常用的一種施工方式就是泥水平衡施工，即注漿作業(yè)。在施工期間，需要充分考慮多種多樣的因素，包括施工區(qū)域地質(zhì)條件、水源、附近環(huán)境、附近建筑物等，因此，污水頂管施工質(zhì)量的提升需要做好綜合考量。