市政工程頂管施工技術及質量控制

孔凡龍 弓勝彤

中國機械工業機械工程有限公司 河南 鄭州 450000

引言

對于市政給排水而言，其涉及的領域非常廣泛，對城市帶來的影響也十分深遠，包括城市給排水及污水處理等功能，一個科學﹑優質的給排水工程項目，能幫助城市解決很多基礎性難題。對于當前階段的市政給排水工程施工而言，在施工方式上與傳統的市政給排水工程之間有著較大的差異。隨著城市規模的不斷擴大，當前階段的給排水系統的建設規模也在不斷增加，相應的建設難度也在隨之增長。在過去市政給排水施工作業開展的過程中，需要對地面進行大規模開挖，為道路交通帶來較大的干擾，而非開挖頂管施工技術，能在最大限度上使傳統施工方式下的難題得到較好的解決。

1 頂管施工技術概述

頂管施工技術又可以稱之為非開挖施工技術，主要指的是在進行管道的頂進中需要運用機械的推力進行施工的完成，這種技術可以在提升施工質量的同時確保施工的進度。頂管技術的運用能夠確保在施工的過程中減少對土層的開挖，甚至是不開挖，在進行施工中能夠保持管道和土壤存在的摩擦力，進而滿足管道施工的條件。此外，由于在施工中施工的線路較長，運用傳統的管道施工技術會導致管道和土壤層的摩擦力一直增加，進而對管道的施工工作開展存在不利的影響。這就需要加強管理的分段施工，提升施工阻力的控制工作。頂管施工技術的有效運用能夠減少施工成本，降低對周邊環境的影響，同時也會在施工中降低噪音。但是頂管施工也存在一定的缺點，會由于土層的問題，導致在進行施工中產生管道偏差，在進行修正的過程中也存在一定的難度[1]。

2 市政工程頂管施工技術及質量控制

2.1 施工準備

①根據地勘報告掌握施工現場的實際情況，確定具有可行性的施工工藝。②加強技術交底和安全交底，組織施工人員深入學習施工圖﹑施工規范等內容，對工程施工狀況形成準確的認識。③對沿線的管線做全面的調查，并查閱相關建設資料，明確既有管線的類型﹑數量以及分布特點，進而確定與設計管線存在交叉位置關系的管線，基于所掌握的信息繪制圖紙，提供協調方案，確保新舊管線均能穩定使用。

2.2 材料準備

對于頂管的材質而言，需要依據管道的用途﹑特性及施工現場的實際情況來確定，常見的頂管管材包括鋼筋混凝土管﹑球墨鑄鐵管及鋼管等。而在市政施工中，由于千斤頂會提供大量的推力，且管道內部流淌的大多是生活污水，存在的較強的腐蝕性，因此需要優先選擇抗腐蝕性比較好﹑強度比較高的鋼筋混凝土管，同時鋼筋混凝土管道還具有長期使用不漏水的優點，能使整個市政給排水工程的質量和進度都得到可靠的保障。對于管道長度的把控而言，則需要綜合考慮管線的彎曲弧度，如果管線的彎曲弧度小且地勢較為平緩，則頂管的長度需要適當長一些，對于管線弧度大且短的部分，則頂管的長度要相對短一些。

2.3 頂進中進出洞施工

出洞頂進在頂管施工中是最基礎的作業環節，繼挖掘工作坑之后，就開始實施。為了保證出洞頂進工作順利進行，防止在工作井施工中出現塌方問題,在出洞前務必將鋼板裝訂于磚封門之前。在鋼板樁達到工作井底板的深度后結束。在管道出洞的同時進行磚封門的拆除，設置鋼封門能夠減少土體涌入。在頂管機與鋼封門到達一定的距離后，此時洞口安裝的止水圈開始對出現的水汽進行隔離。為了減少頂管機在拔除中對周邊環境產生的影響，減少空隙問題出現，在拔出的同時頂進需要同步進行，不可出現短暫的間隙，影響施工質量。

2.4 頂力

要利用頂進設備的強大推力將管道頂進到指定位置。頂管頂進設備主要包括油缸﹑頂鐵﹑千斤頂等設備。在具體實踐中，技術人員要提前對管道長度﹑管壁厚度的參數進行充分考慮，結合工程所在區域的地質情況將頂力準確地計算出來，保證施工中可以合理地進行控制。如果管道有著較大的直徑，會增加管道和土壤的摩擦力，阻礙頂進過程。為了將摩擦力盡量減小，保證順利地頂進管道，在頂進施工中施工單位可以使用泥漿護壁，同時對頂力大小進行合理地控制。比如要將頂力控制在管道材料可承受范圍內，以免在頂進過程中由于頂力過大管道發生變形﹑破裂等問題，對施工質量﹑成本﹑工期都產生不良影響。在頂進過程中要將土倉土壓力P控制好，按照主動土壓力Pa＜P＜被動土壓力Pp的方式進行管控。對于黏性土且覆土較深的位置土倉有著較大的變化范圍，工作人員要根據土層變化﹑覆土深度等做好土壓力的實時調整。在管道頂進過程中施工單位還要對管線偏差進行嚴格控制注意動態監測管道頂進的方向，及時采取糾偏措施。在實際頂進過程中很容易發生頂進軸線偏離設計軸線的情況，此時可以利用千斤頂在反向位置施加一定的頂力，將偏差值逐漸縮小，直到頂進軸線回到設計位置為止。

2.5 減少阻力

進行頂管沖動會引起地面下沉現象的發生。此外，還會導致頂管和大地之間的土層進行摩擦，進而導致阻力的產生。要想降低頂管和土層之間產生的摩擦，需要運用注漿的形式，從管道的外壁進行泥漿的注入，進而在頂管的外壁進行泥漿圈的形成。此外，由于泥漿圈具有一定的支撐力，需要對于粉質黏土坍塌導致的地層流失進行減少，進而對地面的下沉進行有效的控制。在進行注漿的過程中，可以運用觸變泥漿，在注漿結束后，進行施工阻力的降低，進而不斷地提升堅固性能，讓其形成重要的框架，做好對于地面的支撐工作，進而對地面坍塌現象進行有效的緩解，提升土地的平整度。此外，在進行施工的過程中需要確保壓漿以及管道頂進的實施，進而提升市政工程的安全性能。泥漿圈的好壞對于阻力的減少是十分重要的。在此過程中，需要對施工要求進行嚴格的分析，進而進行壓漿工作的進行。對于泥漿的實際用量而言，要比理論用量多，在進行配置的過程中要按照一定的比例進行[2]。

2.6 泥漿的制備與施工

由于施工區域局部地質條件復雜，對泥漿的性能提出較高的要求，需合理制備。并且，除了制備優質的泥漿外，還需以科學的方法施工，充分發揮出泥漿的性能優勢。具體作業要點如下：①水泵輸送至沿淀池，在該裝置中發生沉淀﹑過濾，此后配漿。②選取適量優質的原材料，做充分的拌和。以一級膨潤土為宜，加適量的泥漿添加劑，得到性能良好的泥漿。泥漿添加劑的類型較多，較為常見的有降失水劑﹑防塌潤滑劑等，具體根據材料的性能特性和環保特性靈活選擇。③為使膨潤土有效水化，采用快速水化裝置；除此之外，增加泥漿罐的數量，本次施工中采用1個配漿罐+4個泥漿攪拌罐的配置方式。④施工期間產生的回流泥漿需得到有效的處理，主要方法：在鉆機作業現場以及管線場地處修筑返漿收集池，作為處理時的關鍵裝置；主管線穿越施工擴孔過程中形成泥漿，將該部分匯聚至返漿收集池內，經沉淀處理后，進一步由光纜套管輸送，使其轉移至位于鉆機場地的泥漿池內，在該處回收沉淀；經過前述的處理后，啟用回收系統，將產生的泥漿進行回收利用。

2.7 管口連接

對于市政給排水施工而言，項目建設效果在很大程度上受管道密封程度的影響，對于給排水管道作業中的密封性管控而言，應當將管道連接口和縫隙間的空間作為管控的主要內容。不論是土方還是地下水，對管道都有一定的腐蝕性，因此對于管道的連接需要使用經過防腐處理的鋼管套，同時為了使后管在頂進過程中產生的作用力更加均勻，還需要利用軟木在鋼管套與管道接口之間進行襯墊處理。為防止出現老化問題，可使用橡膠布設置一個防水袋，為防止在施工過程中防水袋的位置出現偏移或破裂，還要對連接處進行潤滑處理。

2.8 頂進施工技術后期工作

第一，檢查和糾偏。為了保證嚴格按照設計要求進行市政管道的頂進施工作業，工作人員需要密切關注頂管頂進過程，嚴格測量頂進路線，不得隨意更改路線，同時要實時監測頂進過程。工作人員需要根據規范做好測量平臺的合理設置，做好臨時水準點的選取，然后進行精確地測量，并且核查每次測量結果，加強觀測設計管道﹑工作井。通常工作人員需要針對性地檢查頂管施工進度，按照每頂進50cm檢測一次的頻率進行頂進測量，如果發現偏離既定的路線，要及時采取糾偏處理，將機頭和設計軸線偏差盡可能地減少，確保能夠和設計規范相符合。如果發現機頭偏離了既定路線，那么需要通過千斤頂在反方向給予一定的頂力，保證其回歸到正常的路線上。第二，通風。在施工中以及施工結束后需要保證頂管內部有著良好的通風性能。在頂管施工作業中，地下可能存在一些有害氣體威脅操作人員的人身安全，尤其是長距離頂管由于路線較長﹑施工時間長，需要充分做好通風換氣處理。目前比較常見的通風方法是通過抽風﹑鼓風設備，持續不斷地將施工現場的廢氣排放出去，達到換氣通風的目的。

2.9 強化施工監測

要想提升市政工程頂管施工質量，需要做好施工的監測工作，對產生的問題進行有效的解決，進而提升監測效果。在此過程中需要對市政工程施工的要求進行詳細的分析，相關的部門進行施工監測方案的制定，需要從以下方面入手：一是需要提升對頂管施工的重視程度，根據頂管施工的要求，提升施工監測的效果。做好頂管施工基準點布置以及基準參數的監測工作，對其中存在的問題要及時發現，并根據專業的技術水平進行施工問題的糾正，確保施工質量和市政工程的需求相匹配。二是做好施工監測小組的建立。需要依據頂管施工的要求進行施工現場的監測工作，并做好施工流程或者施工工藝的檢測工作，并根據施工要求，提升施工的安全性能。三是提升施工現場的監督水平。需要根據施工現場的監督要求，進行施工監管系統的建立，并根據施工效果，運行科學的技術水平，做好頂管施工的監督。

2.10 提升施工人員的綜合素質

施工人員的綜合素質水平也會對市政給排水工程的順利開展帶來較大的影響，這就要求施工單位要重視對人才的培養。針對現有的技術人員，要建立繼續教育體系，保證其能及時發現施工過程中存在的問題，并提出相應的解決方案，進而達到提升技術人員綜合素質水平的目的。另外，在新員工的招聘上，必須提高人才招聘的門檻，優先引進高綜合素質的專業人才。另外，提高施工人員對于自身專業技能水平提升的重視度，自主學習更多的基礎理論知識，并應用到工程施工中[3]。

2.11 明確工藝參數

頂管施工工藝對技術要求較高，需要根據設計值控制實際施工工藝參數，在施工中工作人員不得進行參數的隨意更改，避免對頂管施工效果產生不良影響。在頂管施工中，最為重要的參數之一就是頂管的直徑，應當根據工程需要確定頂管直徑，通常在0.5m以上。此外，在具體實踐中還要合理確定頂管的長度，頂管長度越長，接管的數量越少，越能夠將工程施工進度加快，有助于預防管道接口滲漏水的問題。不過頂管長度的增加也會對施工的靈活性﹑成本產生較大的影響，所以工作人員要綜合考慮各個方面的因素，合理確定長度﹑直徑等各項參數，最大限度地提高市政工程的施工質量。

3 結束語

在進行市政工程施工的過程中，需要提升頂管施工質量的控制，進而提升給排水施工的效果。這就需要在進行頂管施工的過程中，做好頂管施工現場勘查與調查，提升測量技術以及頂管穿墻技術的應用，進行頂管糾偏以及閉水試驗，強化施工監測，做好材料設備質量保障，施工現場管理，加強監管施工全過程，提升人員素質，進而實現頂管施工的有效進行。