市政工程頂管施工技術及質量控制

董宏杰 程建霞

1. 廣饒縣綜合行政執法局 山東 東營 257300；

2. 廣饒縣住房和城鄉建設局 山東 東營 257300

引言

市政工程是城市進行環境改造、基礎設施完善的重要方式，為城市居民提供了良好的生活環境，還為城市發展提供了基礎支持。頂管工程作為市政工程的重要內容之一，一旦頂管工程施工過程中出現技術不當問題，會導致頂管施工質量下降，進而影響市政工程的整體質量，因此，做好頂管施工技術及其質量控制，對于市政工程質量提高具有重要的影響。

1 頂管技術概述

隨著人口數量的不斷增多，對公共基礎設施的建設有了更多、更高的要求，從而推進了更多市政項目的開展。市政項目涵蓋各種各樣的類型，涉及人們生活的各個方面，例如道路建設、電力設施建設等。頂管技術，主要指的是在不破壞地表土層的情況下，進行管道鋪設。它所具有的一個明顯特點就是，可以直接穿越地面的建筑物和地下管線、公路、鐵路等淺度較淺的建筑，主要施工操作就是把管子直接在液壓作用下頂進到地層中，最終完成管道的鋪設任務。在施工中，省去了人力開挖的時間，是可以直接進行施工的一項技術，具有明顯的優勢。在建設施工中，減少了對環境的破壞，避免了對人們生活的干擾，縮短了工期。在傳統的技術應用中，施工耗費的人力、物力、財力比較突出，經濟效益低，頂管技術的應用，避免了許多不足，減少了對城市的干擾，在一定程度上提高了市政工程的建設效率。在社會發展過程中，建筑施工環境不斷趨于復雜化，對施工要求也就變得越來越高，在這種情況下，頂管施工技術應運而生，解決了很多技術上的難題[1]。

2 頂管施工技術的優點

與采土埋管施工方法相比，管式頂管施工主要有以下優點：①一般來說，管式頂管施工中只需挖兩口井，不僅會損壞路面，影響路面交通，還能降低拆除成本，提高企業的經濟效益；②頂管施工過程中的開挖量非常低，遠低于路面上開挖的地面；③頂管施工不會損壞人行道或建筑物，人行道建筑物的損壞程度較低；④挖深管道時，管道施工成本遠低于人行道施工成本，大大節省了施工成本。⑤管道推進過程中，管道上方的土層不會損壞，以確保土層的結構完整性，同時管道連接不易損壞，從而大大延長其壽命。

3 施工原理

管道頂管技術是一種專門用于敷設管道的施工技術，通常用于給排水管道。混凝土施工過程中，施工單位必須通過頂推裝置將管線夾緊到坑中。施工單位在施工時應考慮到工作坑的坡度和基坑壁與管線之間的摩擦，必要時應進行剖面施工。對于管道驅動，驅動力主要來自管線層、繼電器層和主油缸層，管道嵌入工作是結合子切割機進行的[2]。

4 頂管施工技術目前的應用狀況

中國公路工程日復一日蓬勃發展。不同城市的道路很多，人均用水量大，相應的水運也很大。城市工程在水運較大的條件下，發展了管道工程技術，在中國現代城市建設過程中發揮了非常重要的作用，有效解決了我國傳統城市管道工程建設過程中的許多問題。這項技術在中國現代城市建設中得到廣泛應用。市政工程中采用的頂管技術可以確保原路面在惡劣條件下不會損壞，也稱為無溝渠頂管。城市道路上市政管道頂管破壞量較小，可減少地面開挖，大大減少了施工造成的城市交通不便和交通堵塞，同時保護分區道路路面的基石。但頂管技術不僅實用，實際施工過程中還需面對許多問題。第一，它面臨著建設資金的巨大劣勢。頂管工程建設初期需要對分區進行詳細規劃和設計，因此前期對工程機械的要求也很高。第二，由于管道頂管工程施工技術比較先進，需要較高的施工技術，因此也需要較高程度的專業水平的工程人員。本工程施工過程中要有高度專業化、經驗豐富的技術人員完成現場指揮調度工作，需要注意施工人員的控制和布置，這也是一個重要問題。這是因為建設管道工程技術項目所需人員數量是一般建設項目所需人員的兩倍，導致項目預算龐大，施工費用無法由普通施工企業自己承擔，這也是阻礙我國管道工程技術推廣普及的一個主要原因。

5 頂管施工技術質量管理

5.1 頂管施工準備工作

良好的開始是成功的一半，頂管施工亦是如此，在給排水項目施工準備工作中，最為重要的就是對施工現場進行勘測，完成平面布局等相關工作。總體平面布置工作比較煩瑣，既包括施工中可能用到的起重裝置以及自動控制裝置等設備，還需要對注水系統、拌漿棚和拌漿材料、千斤頂、反力架等進行嚴格檢查。在施工前期準備過程當中，還需要制定一個詳細的施工規劃，并預測可能出現的情況，制定出相應的應急方案。在施工之前，需要對現場的工作做一定的計劃和梳理，包括要用到的工具、器械以及場地的設置、各種現代化的裝置，提前做好準備工作。然后根據具體的施工情況，做好人員的調配和工作的調度，主要進行一些設備的安裝，例如頂管機、發射架等，以保證施工順利開展[3]。

5.2 現場勘查

現場勘察是管道頂升技術應用的前提。結合市政工程建設的要求，對施工區進行了現場評價，并根據測量數據改進了管道工程的應用方案，以確保管道工程的安全，促進市政工程建設的有序發展。施工單位在進行現場勘察時應做好以下幾個方面的工作：①施工區地下管線的分布；②建筑區地址；③關于施工環境，施工單位可以根據市政工程施工質量要求，通過對施工現場的調查，完善管道工程方案，為今后管道工程技術的應用奠定良好的基礎。

5.3 施工中需掌握的操作技術標準

第一，開始頂管工程之前，發出安全警告，要求所有人員不要停留在升降臺頂部和側面。在啟動過程中，觀察舉升過程是標準的還是正常的。第二，緩慢啟動機械設備，緩慢拉鉤，鼻子和接觸面完全吻合，逐步調整升降速度，開始正常生產；第三，如果在頂推施工過程中油壓上升或下降，應立即停止工作，找出故障原因。千萬不要堅持操作帶有疾病的機械設備，以免發生事故。第四，是正常施工過程中常見的問題：①鼻子碰到障礙；②背板進一步變形；③上部鐵扭曲；④管道位置偏差難以糾正；⑤難以控制膨脹的升力；⑥機油壓力回路故障；⑦泥漿泄漏與泥漿泄漏之間的縫隙。一旦發現這類問題，立即停止工作，檢查解決問題，不要盲目地繼續工作[4]。

5.4 選擇管道

市政建設中，施工單位必須科學選擇管線，目的是延長管線壽命，降低施工成本，加強市政工程效益。目前我國市政建設中使用的管道材料有三種不同，即混凝土、塑料和鋼。由于管道必須通過推力推送到規定位置，因此管道的這三種材料在施工過程中可能具有較強的推力，但不同材料管道的壓力承載能力不同。在市政建設中，管道主要用于家庭和工業廢水排放。污水中可能有大量化學物質腐蝕管道。因此，施工單位在選擇管道時應考慮污水對管道的腐蝕。在選擇管線長度時，施工單位應考慮施工區內管線的長度、折彎和地質條件。例如，施工單位應該選擇長，但完全小的管線。

5.5 做好工作坑處理

工作坑處理是泥水平衡頂管施工順利發展的重要技術基礎，對工程后期的頂管施工控制具有重要影響。本工程工作坑的處理和施工中，應重點管理工作坑的開挖、工作坑出口處水位的處理、工作坑后蓋的處理、工作坑后翻等。工作坑的水處理通過在進口處設置馬頭門來完成。工作基坑處理中，布置鋼筋并嵌入管線。錨固定后，錨焊接在底部鋼結構上，C25混凝土用于澆筑施工。后礦井建設需要后立面與頂管中心線相互垂直，同時需要加強后立面的地面性能，從而有效地防止變形和回彈的發生[5]。

5.6 頂管穿墻

頂管穿墻是頂管施工技術中較難的施工工藝，做好頂管穿墻的技術質量控制，有助于提高頂管施工技術的整體施工水平。施工人員應當結合頂管穿墻的工藝質量要求，做好現場的勘察和記錄工作，在綜合對現場各項參數分析的基礎上，進行穿墻施工方案的科學制定，為頂管穿墻施工工藝的應用，提供科學的方案支持，明確頂管施工流程。結合現場實際施工需求，進行止水板位置的確認，為后續施工工作的開展，提供良好的環境支持。最后，施工人員在頂管穿墻施工結束后，應當做好現場管道的檢查工作，確保現場管道的完整度，以保證頂管穿墻施工符合施工質量要求。

5.7 頂管出洞

頂管出洞是整個頂管施工過程中最為重要的一步，有著至關重要的地位。穿墻頂進后，開始進行頂管出洞，在井口要預留較大的出洞口。在頂管推進的過程中，不僅需要做好止水工作，還需要對頂管推進過程中出現的偏差進行矯正。應該根據環境土質的不同采用不同的止水措施，一般澆筑一道級別較高的素混凝土作為前止水墻。如果施工區域為圓形，則需要澆筑一道同樣的弓形前止水墻。同時，針對內襯預留洞結構，要安裝雙道橡膠止水裝置，最大限度提高止水處理質量，以及安全性和可靠性。頂管施工過程中的出洞口處理，施工人員要對觸變泥漿進行壓注處理，以避免對出洞段土地造成干擾。關于止水工作，可以采用比較常用的法蘭加壓板止水法，也可以根據實際情況使用填充物，填充物一般為紙筋黏土，并經過夯實達到適宜的強度[6]。

5.8 注漿減阻

頂管施工技術的關鍵就是注漿，施工單位做好頂管施工注漿工作的協同，有助于促進市政工程建設效果的提高。因此，施工單位在進行注漿協同的過程中，應當基于泥漿損失有效控制的需求，進行降壓處理工作，從而保障頂管施工的有效推進。

5.9 檢查和糾偏

管道頂推施工時，必須確保管道中心線符合設計要求，進行管道頂推施工時，管線不能隨意改變，測量位置清晰正確。根據規范設置測量平臺，然后選擇臨時平整點。每項測量應從計劃的管線到職業安全部門進行檢查和觀察。一般建議每隔500mm測量一次頂管施工。頂管整流工作旨在減少鼻子與設計軸之間的偏差，避免設計結果與設計規范不符。發現機頭偏離時，通常通過千斤頂組合理調整使機頭恢復正常來實現[7]。

5.10 加強頂管通風工作

應用頂管機時，需要有效記錄數據測量，其中每隔0.5s的時間間隔旨在按照設計的參數完成頂管機，從而防止頂管機出現故障。當誤差間距為5mm時，此時應校正頂管機，校正過程中應合理啟動校正序列。同時，有必要對有毒的其他層和頂管工程進行檢查工作，以避免今后對建筑業主健康造成潛在的安全風險。因此，應實時監測管道葉輪中有毒氣體的含量，并通過通風設備進行有效處理。管道進氣有兩種方法：第一種方法，通風方法，主要是將管道葉輪內的所有空氣排出，實現空氣交換；第二種方法，即氣泡，是利用地面機械設備將新空氣輸送到工具管中充空氣[8]。

6 結束語

綜上所述，確保做好頂管施工質量，對于市政工程質量的提升具有重要的作用。因此，施工單位應當正確對頂管施工技術進行認知，并做好頂管施工技術要點掌握，保證頂管施工技術的科學應用；在保證頂管施工質量的基礎上，進行施工質量控制，不斷對頂管施工工藝、流程進行完善，強化施工監管，從而做好頂管施工各環節的管控，促進頂管施工質量的提升。