就市政工程施工中頂管施工技術運用的分析

王 剛，徐建利

（浙江交工集團股份有限公司地下工程分公司，浙江杭州 310000）

0 引言

市政工程是城市環境改造和基礎設施建設的重要途徑。它不僅為城市居民提供了良好的居住環境，而且為城市的發展提供了基本的支持。頂管工程是市政工程的重要內容之一。一旦頂管工程施工過程中出現不當的技術問題，就會導致頂管施工質量的下降，進而影響市政工程的整體質量。因此，做好頂管施工技術和質量控制對市政工程質量的提高有著重要的影響。

1 頂管技術概述

頂管技術主要是指在不破壞表土層的情況下鋪設管道。它的突出優點是能夠直接穿越地面上的建筑和地下管道、高速公路、鐵道以及淺層建筑。施工作業主要是在液壓作用下把管線直接引入地面，最后進行管線敷設的任務。施工中，節省了人工開挖的時間。該技術減少了對大自然的破壞，減少對人類生命的影響，并且減少了建筑施工周期。而頂管科學技術的運用則減少了對城市規劃的影響，在一定程度上提高了市政工程的施工效率。在社會發展的過程中，建筑環境越來越復雜，對建筑的要求也越來越高。在這種情況下，頂管施工技術應運而生，解決了許多技術難題[1]。

2 頂管施工技術原理

頂管技術使產品的質量和效益相結合，提高了市政工程管網施工的效率。鑒于城市地下管線的復雜性，頂管施工技術可以繞過大型建筑和城市主管道，避免原本需要拆除的施工項目，降低成本，合理利用資源，提高頂管施工技術的整體性能，使城市居民在正常生活的同時，享受到頂管施工技術帶來的便利。為了滿足工程要求，施工過程中需要開挖工作溝，從而達到市政管道施工的目的。縱觀目前非開挖頂管技術的應用現狀，因受到地質因素的影響，導致整體施工與具體工程要求不一致，嚴重影響整體施工質量。頂管工程對參與工程施工的所有人員的素質都有嚴格的要求。施工人員應清楚地了解非開挖技術，控制施工測量和方案設計，最大限度地提高管道設計的合理性，并編制相關方案。因為它對自然環境的適應性好，可以根據環保要求選用適當的施工方式。所以，在市政工程地下管道的項目建設過程中也應用了這種頂管施工技術，不僅可以大大提高施工效率，而且還能夠保證良好的施工質量。從它的應用過程來看，它有一系列的優點：①對施工場地面積要求不高，不會占用太多的土地，而且這種運營方式還可以減少成本支出。②其施工環境深埋地下，可以減少對地面的影響，包括噪聲、空氣和交通條件。③降低施工難度系數，促進項目施工效率的提高。

3 頂管施工技術要點

3.1 現場勘查

現場勘察是頂管施工技術應用的前提。結合市政工程建設要求，對施工面積進行現場評估，并根據調查數據完善頂管施工應用方案，從而保證頂管施工應用的安全，促進市政工程建設的有序發展。施工單位為了開展現場勘察，通常需要進行如下3 個方面的工作：①工地范圍內地下管道的布設。②建筑面積地址。③施工單位針對建設施工現場周圍的環境保護要求，經過對建設施工現場的調查研究后，在市政建設項目建筑質量要求的基礎上進行了頂管施工方法，以便于為今后頂管施工技術的運用奠定了良好的基礎。

3.2 設備材料方面的施工準備

頂管施工技術的應用離不開頂管設備的支撐。所以，在施工單位應用頂管施工技術之前，就應該作好建設有關設施的準備工作。在建筑施工過程中，嚴格根據建筑工程質量規定對機械設備進行檢驗，并及時對現有設備進行檢查，確保設備正常運行。我們在全面應用頂管施工技術之前，還有必要對準備工作進行預先評估。首先，施工單位要提供質量規格合適的頂管材料，并根據各個市政工程項目的實際，以此來要求計算頂管的直徑以及頂管的實際荷載壓力，從而避免出現誤差影響工程施工[2]。還有就是在制定現場的施工方案時，技術人員要對施工現場開展深入調查，并根據當地的施工環境及時調整施工方案。在對頂管工程的施工中，客觀上會影響施工質量的不確定因素很多，如當地的地質條件還有土層的軟硬度等不同因素。在頂管建設的過程中如果發現遇到硬質物質，就很容易造成地下塌方，從而使鉆機無法正常開展作業。除此之外，由于一些城市的地下管線十分復雜，如果設計人員不能全面掌握地下管網的位置數據，就無法比較準確的設計，而這將大大增加施工的難度，還可能會破壞一些通信管網。因此，就需要水利、通信、電力等相關部門的充分配合，再加上檢測設備的應用，真正確定出地下管線的特性以及結構，還有具體的分布情況，再選擇有針對性的技術解決方案。

3.3 工藝流程

3.3.1 頂管施工流程及質量控制

不同的施工要求需要有不同的方案。在施工過程中，通常需要進行反復實地勘察，并選用最合適的鋪設技術，以增加施工的綜合經濟效益。頂管施工有嚴密的工序規定，每個步驟都彼此聯系，構成整體的施工流程。據施工人員經驗，在頂管安裝施工的過程中，一定要保證不會有泥漿流失。同時，按照前面的要求，要確保頂管裝置施工過程中不會有泥漿流失。頂管施工過程可歸納為4 個主要步驟：穿墻、頂管出孔、減小注漿阻力、頂管修正。

3.3.2 注漿止水

注漿止水是頂管施工中廣泛應用的施工技術，為頂管施工的發展提供了良好的環境，有助于提高頂管施工的技術水平。施工單位應當結合市政工程施工質量要求，完善注漿止水工藝，做好止水前、止水中、止水后的施工安排，從而促進注漿止水施工工藝水平的提高，為頂管施工技術的應用奠定良好的基礎。

3.3.3 頂管穿墻

穿壁就是把管推工具轉移到工作井外，以便裝設止水設備。在這個過程中，必須開啟穿墻門板，這個過程也就是穿墻。打開門板后，可進行頂管出孔過程。為取得良好的效果，在穿墻之前需要先對管壁周圍進行密封。在通過墻體之前，應先測試墻體的質量，了解其堅固性。門板打開后，迅速將頂管推出井外，同時安裝注水設備。一些加固技術可以用于止水處理，但也應確保其符合標準。在這項技術的實施過程中，可能會遇到許多障礙。運用衛星定位技術，就能夠及時的監測、解析工程施工環境條件，從而掌握山勢、地質、地貌、水文，進而提出不同的解決方法來解決工程問題。

3.3.4 頂管出洞

頂管出孔是整個頂管施工流程中最為關鍵的環節，起著舉足輕重的作用。頂管壁入后，啟動頂管孔，在井口預留大孔。在頂管施工過程中，不僅要進行止水，還要對頂管施工過程中的偏差進行糾正。根據環境土壤質量的不同，應采取不同的止水措施。前止水墻一般應澆筑高等級素混凝土。若施工面積為圓形，則需澆筑相同的拱型前止水墻。同時，對于襯里預留孔結構，應安裝雙橡膠止水帶裝置，最大限度地保證止水帶處理質量、安全可靠。頂管施工時，對頂管出口處理，施工人員應注入觸變泥漿，避免對出口段土地產生干擾。對于止水工作，可采用常用法蘭壓力板止水方法，也可根據實際情況使用填料。填料一般為紙加筋黏土，并壓實以達到適當的強度。

3.3.5 減少阻力

頂管過了這個洞，會使地基產生傾斜。同時頂管也會和土壤碰撞，形成阻力。利用注漿材料直接向鋼管外壁灌注水泥，并在頂管外壁生成水泥圈，有效地減少了頂管與土壤之間的碰撞。同時，由于水泥圈的支撐力強，還可有效降低由粉質粘土崩塌所引起的土壤與地層流失，進而抑制地表下沉[3]。注漿過程中，主要采用觸變泥漿。注漿后能真正降低施工阻力，同時還能增加相應部位的牢固度，起到框架支撐地面的作用，從而緩解地面塌陷的問題，促進土地的平整。同時在施工過程中保證注漿與頂管的聯合實施，確保工程的安全和質量。值得一提的是，降阻效應主要決定于漿液循環的質量。所以，注漿過程尤為重要，必須嚴格遵照規定進行。依據經驗，實際的泥漿用量較理論用量多了4~5 倍。在使用標準中通常選擇堿性水泥、膨潤土和水的實際配比約為0.02:0.4:1。

3.3.6 頂管糾偏

頂管校正是在施工項目中對頂管偏移原固定軸線現象的校正工作。具體方法為利用糾偏式千斤頂組對頂管的偏移進行矯正，并針對管道傾角的差異而采取不同的解決措施。施工時，根據實際需要，對頂管口采用加強力矩的形式進行校正，并注意所使用的力。如果力太大，偏差就會增大。所以，建設時應該注意各地段的區域結構，如發生偏移，應該及時進行小幅度調整。這樣可以快速、有效地糾正偏差。千斤頂向左伸向右縮回時，可糾正千斤頂管的左偏。同樣，當千斤頂向右伸展向左縮回時，將千斤頂管向右修正。頂管整改要求施工人員沉著穩重，采取多調慢改的策略。總之，這個過程檢驗了施工人員的經驗和控制。

3.3.7 閉水試驗

閉水試驗是檢測頂管施工效果的重要手段。可以檢測頂管施工的嚴密性，以便及時發現頂管施工中存在的問題。施工結束后，通過閉水試驗進行質量檢驗。如閉水檢測發現質量問題，應結合市政工程施工標準進行糾正，以保證頂管施工質量，促進頂管施工效果的提高。

3.3.8 應急處理

頂管工程施工復雜。施工單位應結合頂管施工質量保證要求設計應急處理方案，不斷分析頂管施工中可能存在的風險，結合施工質量保證要求完善應急處理方案。施工出現問題時，應借助施工方案及時解決頂管質量問題。

4 頂管施工技術質量控制方法

4.1 強化施工監測

施工監控是應用頂管施工技術，通過施工監控發現和解決問題，保證頂管施工質量的重要途徑。有關部門和建設單位應當結合市政工程質量要求，加強施工監測。重視頂管施工，結合頂管施工質量要求確定施工監控內容。①監測頂管施工基準點的布置、變形監測點的應用、埋設參數、基準值等，及時發現各施工環節存在的問題，并利用專業技術指導施工單位對問題進行糾正，從而保證頂管施工質量滿足市政工程的要求。②建立專業的施工監控隊伍。根據頂管施工的質量保證要求，監測隊要做好施工現場的綜合監測工作。既要對施工單位的施工工藝、施工過程進行檢測，又要結合頂管施工的質量要求做好現場安全管理工作，以保證頂管施工的安全，從而保證頂管施工的順利開展。③完善施工現場監理技術。結合施工現場監督的要求，引入施工監督體系，對頂管施工現場進行科學的監督。一旦問題被發現在建筑工地，施工監控系統能及時提供預警，并通知相關經理，以便相關管理人員可以正確處理施工現場的問題和減少頂管施工的風險，促進頂管施工質量的提高。

4.2 材料質量保障

施工材料的品質直接影響到頂管施工的品質。因此，有關部門和施工單位應加強對建筑材料的監督，確保建筑材料的質量達到市政工程的施工標準，可以采取的措施如下：①現場管理。對施工現場的建筑材料實行管理。如果發現建筑建筑材料不能滿足市政工程有關標準，需要施工單位調換建筑材料，并進行調換建筑材料的質量檢驗工作，確保施工材料的安全和質量。②材料采購。施工單位在采用頂管建筑材料的過程中，必須根據市政項目材料的相關規范，要求材料供應商提供合格證明，并進行材料檢測。③設備管理。施工單位還應當保證頂管機械設備的質量。頂管機械設備是保證頂管施工順利開展的機械基礎。在采購和維護頂管施工設備的過程中，施工單位應結合質量要求對施工設備的各個部位進行質量檢驗，以保證機械設備的安全，降低施工過程中發生安全事故的概率，從而保證頂管施工的進度和質量。

4.3 工藝參數的明確

在頂管施工過程中，施工單位應結合施工質量和效果保證要求，明確工藝參數，使工藝參數與設計參數相差不大，這樣既可以保證頂管的質量和規格達到設計要求，又可以為后續的頂管施工的有序開展打下良好的基礎。施工單位在進行頂管施工前，應當結合頂管施工質量保證要求，明確頂管長度、管徑等規范參數，并根據設計圖紙的參數說明對頂管規范參數進行比較，防止頂管規范參數與設計工藝參數不一致，既保證了頂管規范參數滿足施工要求，也保證了頂管施工過程的有序進行。

5 結語

結合以上研究可以發現，保證頂管施工質量對提高市政工程質量有著重要的作用。所以，施工單位都應該正確理解頂管施工技能，并掌握頂管施工技能要領，以實現對頂管施工技能的科學運用；在確保頂管工程建設質量的基礎上，認真進行施工質量管理，不斷完善頂管工程施工工藝與流程，強化施工監督，從而控制頂管施工的各個環節，促進頂管施工質量的提高。