市政給水管道工程施工技術

孫炳亭

（淄博天潤供水有限公司，山東 淄博 255400）

隨著我國城市化進程加快，市政給水管道工程建設規模逐漸擴大，在一定程度上對相關施工技術的應用提出了更高的要求，不僅要保證施工質量和施工效率，還要減少對周圍居民生活的影響。在這種情況下，就需要提升對給水管道工程施工技術的重視程度，加強施工設計、材料以及過程的管控，優化技術應用，從各方面、全流程中將施工技術價值發揮出來，提升施工質量。

1 市政給水管道工程系統

對于市政給水管道系統而言，一般由取水構筑物、水處理構筑物、輸水管、配水管網、泵站以及調節構筑物所組成。市政給水管道工程建設能夠對城市水資源循環系統起到優化和完善的作用，實現水資源維護與可持續、循環利用，凈化城市水源，保護公共用水安全，并確保城市生態系統的能量、物質良好循環，為人們生活、生產和工作提供和諧、安全、綠色的條件[1]。因此，科學合理地進行市政給水管道工程規劃，做好施工技術應用具有重要意義。

2 工程案例

本文選擇某市政給水管道工程為例進行研究，該工程位于城市中間區域，穿越一條城市重要交通路線，車流量較大，而且地下含有的通信管道、輸油管道、暖氣管道、天然氣管道以及水管等較多且復雜。已知該工程施工建設過程中，使用的管道尺寸為厚度為16mm 的DN1600 管道，由Q235B 鋼管制成。

假如應用常規開挖施工模式，需要圍住道路，嚴禁車輛通行，這樣一來周圍道路的交通就會出現擁堵的問題，再加上地下結構較為繁瑣、復雜，在開挖的過程中可能會對現有地下管道造成破壞，影響其他管道線路的正常應用[2]。同時，這種施工方法的成本相對較高，進度較慢，會對周圍居民的生活、工作造成一定的影響。

因此，經過施工單位、設計單位、政府單位、居民業主等商討之后，確定對該工程采取頂管施工技術，也就是非開挖施工方式，利用主頂油缸以及管道間、中繼間的頂力，將工具管或者掘進機從工作基坑中穿越土層推進到接收井中，將工具管或者掘進機吊出井外，然后將工具管或者掘進機后的管道埋設到兩個坑之間，在該工程中，施工建設管道長度為60m，埋設深度為6m。

3 市政給水管道工程施工技術的應用

3.1 準備工作

3.1.1 管道選擇

在科學技術不斷發展下，市政工程給水管道工程建設過程中的管道選擇類型也逐漸增加，不同管道有著不同的特點，在應用的過程中要考慮工程實際情況進行選擇，以此才能確保工程建設的質量。在選擇管道的過程中，要考慮如下因素：

第一，管道材料。給水管道材料在選擇的過程中，要求具備足夠的強度，能夠承受各種內外荷載；具有良好的水密性，以防出現漏水問題；內壁光滑，減少水流阻力；具有耐腐蝕性，能夠預防受到水或土壤的侵蝕；價格較低，使用壽命長[3]。同時，管道材料種類也較多，比如復合材料、金屬材料等，材料特點不同，實際應用范圍也有較大差異，如表1 所示，是一些常見管道材料及其特點、應用范圍。在本工程案例中，采用頂管施工技術，因此在施工材料選擇上會選擇一些抗壓、堅硬的材料，如型號為Q235B 鋼管。

表1 管道材料特點、應用范圍

第二，管道長度。經過實踐研究后發現，頂力和頂進距離之間存在一定的關系，前者越大，后者越長。但是，受于裝置性能的影響，需要合理設置頂進距離，在保證頂力速度的同時，提升管道頂進質量。綜合考慮經濟性、可行性因素等確定頂管的長度。一般而言，頂管長度與管徑之間不同可以將頂管劃分為三種類型：第一種，短管，長度/管徑低于10 的管道；第二種，標準管，長度/管徑等于1.15 的管道；第三種，長管，長度/管徑大于等于2.10 的管道。在本項目建設中，選擇了長度為6m 的短管。

3.1.2 人員準備

為了確保市政給水管道工程施工順利進行，還要做好人員準備工作，盡可能選擇一些具備專業技能、高素質的施工人員，有著豐富的頂管施工經驗以及施工能力，這樣能夠避免由于人員因素降低施工質量。另外，在明確施工人員，組建施工隊伍之后，要積極開展培訓教育活動，宣傳頂管施工理論和實踐技能，介紹本工程具體狀況和施工安排等。

3.1.3 方案設計

在整個市政給水管道工程施工技術應用過程中，前提是要做好方案設計工作，才能將施工價值發揮出來。首先，設計人員在設計施工方案的過程中，深入施工現場進行勘察，了解現場狀況，結合收集到的數據信息和各類材料，初步設計施工方案。其次，將初步設計方案提交給相關部門進行審核，提出方案中不合理以及不足之處，反饋給設計人員修改。最后，設計人員結合審核問題進行方案修改，從而形成最佳方案[4]。另外，在方案設計工作完成后，還要做好技術交底工作，確保施工人員都全部掌握施工方案，提升施工質量和效率。

3.2 頂進井建設

在頂管施工技術應用過程中，頂進井是關鍵構成，建設頂進井，才能確保后續施工順利實施。頂進井也就是工作井、接收井，是工具管或者掘進機工作和接收的場所。頂進井有兩種形狀，對于矩形頂進井而言，沿管道方向較長，長度能夠滿足頂管機頭可被取出的條件；對于圓形頂進井而言，在管道轉折處設置，平面是圓形，內徑能夠滿足頂管機頭可被取出的條件[5]。在本工程中，選擇的頂進井形狀為圓形。在確定之后，在工作井中，要設置主頂千斤頂、頂鐵、基坑導軌、洞口止水圈、井內排水設備以及照明設備等。

頂進挖土施工操作，具體方法包括四種：（1）人工開挖。在頂管前端安裝工具管，應用人工施工手段破碎工作面的土層，輔助使用沖擊錘、鍬、鎬等工具，適用于土質較好，管徑超過1m 的管道。（2）擠壓掘進機。主要是利用主頂油缸或者中繼間油缸的頂力將工具管頂到土中，被擠壓的土就會從工具管的排土口擠出。（3）泥水平衡挖掘。主要是應用相關機器對泥土進行切削，借助壓力對地下水壓力和土壓力進行平衡，應用水力方式輸送棄土。（4）土壓平衡挖掘。主要是應用相關機器對泥土進行切削，利用土倉中的壓力和螺旋輸送機進行排土，從而對地下水壓力和土壓力進行平衡，排出含水量較多的泥漿或者含水量較少的干土。在本工程中這四種開挖方式都有應用。

3.3 頂管出墻

在完成頂進井建設之后，就需要進行頂管出墻施工。主要是打開穿墻門板，在頂進井處逐漸將工具管導入其中，對相關穿墻止水裝置進行安裝和固定。

在具體施工時，為了減少土壤中水以及其他因素對施工技術應用造成的影響，需要在穿墻管道中加入適量的低強度水泥粘土拌合土，確保管道的緊密性。同時，還要在穿墻管道外部加入適量的混凝土漿液，進而提升管口位置的強度，以免在穿墻管出現倒塌和移位的問題。在推進工具管的過程中，動作要快速、麻利[6]。具體頂管出墻操作是將穿墻門板打開，將工具管從井內頂出，然后做好穿墻止水設備安裝工作，保證穿墻質量。

3.4 頂管出洞

在整個市政給水管道施工過程中，頂管出洞是最關鍵的環節，需要施工人員提升重視程度，主要是將工具頭或者掘進機從工作坑中頂進到土體中的過程中，保證出洞的連續性、安全性和可靠性，意味著頂管施工成功了一大半。要想做好頂管出洞施工技術應用，就需要從管道放線、導軌鋪設、洞口加固以及洞口止水等方面入手。

對于管道放線而言，結合設計方案中的坐標值，將其引入到工作坑中，控制好進出洞口的坐標，然后指揮放線工作推進，從而保證頂管頂進方向的正確性[7]。

對于導軌鋪設而言，這是頂進過程中的具有導向性作用的設備，也為頂管出洞提供了基準，這就需要做好導軌鋪設工作，加強測量，確保導軌的中線、軌距、高程以及坡度等都符合設計要求。考慮到工作坑槽底土基有無地下水、管節重量以及土類質量等因素，采用導軌支撐手段，在導軌和工作坑底正在增加混凝土澆筑，確保導軌不會出現沉降變形問題。

對于洞口加固而言，假如頂管機被頂出洞口時，洞口土體強度不夠，而且也沒做好相應的加固措施，就會導致大量的地下水、土體等涌入工作坑內，導致洞口周圍地面沉降，還會導致管頭出現偏移等情況，影響施工正常進行。對此，就需要對洞口的土體進行加固操作，假如土質不是太差，可以應用門式加固法，也就是在洞口頂部及兩側應用注漿技術、高壓旋噴樁技術等增加土層加固；假如土質較軟，可以在洞口加固時應用鋼封門。在本工程的頂管出洞環節，土層較軟，出洞時掘進機以及前幾節管出現后退的情況，在施工過程中在洞口位置安裝了手提葫蘆，將最后一節管以及掘進機拉住，并且采用了鋼封門手段。

對于洞口止水而言，在頂管期間頂管和洞口之間存在間隙，假如土層中的地下水位較低，土體完整性較高，那么將不會對頂管出洞造成影響。但是假如土層中的地下水位較高，假如未及時封住間隙，泥沙和地下水將會流入工作坑中，影響工作坑作業，甚至還會導致洞口土體出現下沉的情況，影響施工進行。對此，就需要提升對洞口止水的重視程度。在本工程施工過程中，在頂進管道前方的坑內澆筑了一道寬度為3m、厚度為0.5m，高度為2.5m 的鋼筋混凝土止水墻。

3.5 管道清潔

在完成市政給水管道工程建設之后，還需要進行管道清潔施工操作。一般而言，管道清潔會需要耗費大量的時間和水資源，將該項工作安排到夜間用水低峰時段，但是長時間管道清潔也會影響施工效率。在本工程案例中，結合地區標準，清潔后的管道濁度應該在0.5NTU 以下，以此能夠順利通過給水管道的驗收工作，以免后期出現水質問題。對此，可以在完成給水管道施工之后，應用新型管堵的方式，避免回填砂或土方進入管道內，而且還能避免地下水滲入到管道。在上述施工的過程中，要及時進行管道清潔工作，確保管內清潔性。另外，可以對管道清潔沖水量進行合理控制，減少水資源浪費，在施工建設的過程中，制定管道 清潔施工計劃，明確沖排水的管徑、水壓、管長等內容，進行詳細記錄，確保施工過程中的任何一個環節都詳細記錄，為后續工程養護提供參考。

4 結語

總之，在市政給水管道工程施工技術的應用過程中，應該充分研究具體工作狀況，結合工作實際情況選擇開挖技術及非開挖技術，做好具體施工技術操作管理工作，明確各環節施工要點、重點，加強測量與管理，從而根據工程狀況制定切實可行的給水管道工程施工技術方案。