市政給排水施工中長距離頂管施工技術的運用探討

王澤民

廣州市水務規劃勘測設計研究院有限公司 廣東 廣州 510630

在現代化城市建設步伐持續加快的大環境下，各種類型的市政基礎工程項目建設數量不斷增加。同時，長距離頂管施工技術在市政基礎工程項目建設施工中的運用優勢和價值愈發顯著。作為新時期一種極具應用前景且具備較強實用性、經濟性和可操作性的非開挖管道施工技術，加強長距離頂管施工技術在市政給排水該工程建設施工中的科學運用，可以顯著提升市政給排水工程的施工質量和建設效率，進一步完善城市給排水系統的服役性能，從而更好地改善居民生活品質，為社會和諧穩定發展做出積極貢獻。由此可見，加強對市政給排水施工中長距離頂管施工技術的運用優勢、應用要點等方面的研究有著十分深遠的現實意義。

1 市政給排水施工中長距離頂管施工技術的運用優勢

目前，長距離頂管施工技術作為市政給排水工程施工中應用效果較為顯著的一種非開挖管道施工技術，該施工技術在運用期間對周邊環境、交通的影響較小，并且可減少一定的土方工程量，通常適用于穿越建筑物、鐵路交通線或公路交通線的管網施工。正因如此，加強長距離頂管施工技術在市政給排水工程建設施工中的實踐運用則顯得尤為重要。對于市政給排水工程建設施工而言，運用長距離頂管施工技術進行各項工序施工作業，一方面能夠將建筑物從較大的空間縮小至較小的空間，并采用點狀建筑結構，有效減少給排水施工對周邊生態環境、地表植被的干擾，從而更好地保護當地的生態環境和自然景觀；另一方面這種施工方法無需挖掘土壤，也無需對建筑物及其周邊障礙物進行大規模拆除，這就使得整個給排水施工更加便捷高效，以便更好地控制整個市政給排水工程項目的造價成本[1]。所以，無論是從施工質量控制方面來看，還是從施工成本控制與環境保護方面而言，長距離頂管施工技術在市政給排水施工中的實踐運用均發揮著不容忽視的運用優勢和價值。

2 市政給排水施工中影響長距離頂管施工的相關因素

2.1 地質調查與勘探因素

伴隨著現代化城市建設的不斷推進，頂管施工的推進距離越來越長，地質情況相對較為復雜，管道埋置越來越深，因而如何保證市政給排水施工中長距離頂管位置的施工安全則顯得尤為重要。目前，地質調查與勘探因素作為影響市政給排水工程長距離頂管施工質量的重要因素，在實際施工過程中，只有針對長距離頂管施工區域地質條件進行全方位勘探，才能精準掌握頂管區沿線的地形地勢、地質條件、地下水位、地下管線敷設情況、地貌水文等勘探資料，在保證地質條件符合施工要求的前提下，利用長距離頂管施工技術進行頂管區域施工作業[2]。但是，由于地質勘探無法覆蓋到每個角落，這就使得長距離頂管施工的路線往往會遇到孤巖或其他零星分布的物體，稍有不慎就會對整個市政給排水工程造成一定的風險隱患。

2.2 管道材料與選型因素

對于市政給排水工程建設施工而言，管道材料的選擇尤為重要，尤其是在進行長距離頂管施工作業時，若選擇的材料不夠合理，將會嚴重影響長距離頂管施工技術的運用效能，自然也很難保證整個市政給排水工程的質量。目前，市政給排水工程所需的頂管管材主要包括鋼管、鋼筋混凝土管、玻璃纖維增強塑料管和鑄鐵管，其中鋼筋混凝土管是給排水工程施工中比較常用的管道管材，并且具有防腐性能好、施工效率高、使用壽命長、高強度、頂進阻力小、密封性強等優勢，因而在長距離頂管施工中，大多會選用鋼筋混凝土管進行頂管區域施工，以確保市政給排水工程的整體施工質量。所以，從這一層面來看，管道材料與選型同樣是影響長距離頂管施工技術運用效能的關鍵性因素。

2.3 頂管推力與壓力因素

事實上，頂管推力與壓力同樣會對市政給排水工程中長距離頂管施工的實際效果產生影響。常規條件下，混凝土管樁的抗壓一般為50MPa左右，鋼管的抗壓強度在320MPa，玻璃纖維管的抗壓強度為90-200MPa，不同管道管材的推力值大小也具有很大差異。基于此，為了有效發揮長距離頂管施工技術在市政給排水施工中的運用優勢，必須綜合考慮工程項目建設需要，確定所需管道材質及其抗壓強度，進而從根本上保證市政給排水工程的長距離頂管施工質量。

2.4 給排水管道偏移因素

在市政給排水工程的長距離頂管施工過程中，由于地質勘探不詳、機械設備選用不當、推力設定過當、人工放線不精準等方面的作用，在給排水管道頂管施工期間不可避免地會發生管道偏移現象。所以，為了切實保證市政給排水工程施工質量，有效避免管道偏移現象的發生，建設單位必須基于現場實際合理調整頂管施工方案，在保證管道施工安全、有序的前提下，精準計算管道的最大抗壓強度和壓力，并通過調整管道內部的壓力，盡可能滿足市政給排水系統的施工需求，最大限度地保證給排水施工作業的安全、高效開展。

3 市政給排水施工中長距離頂管施工技術的運用要點

以某區域的市政污水管網建設工程為例，該工程位于S省中部某地，長距離頂端施工段處于市政污水管網中部，全長2.735km，主要管徑為DN3000，DN3500，DN4000，其中DN3000頂進區間的施工距離為1255m，DN3500和DN4000頂進長度分別為1285m、1370m，主要地質為淤泥質黏土和沙土，管道主體材質為管道外徑φ1.8 m的鋼筋混凝土管。為了保證該污水管網建設工程的整體施工安全和質量，文章圍繞長距離頂管施工技術的實踐運用進行分析研究，并注重給排水管道的科學設計，以便及時解決管道鋪設過程中出現的各類風險問題，盡可能減少因施工操作不到而造成的負面影響，最終達到預期的施工目標。

3.1 規范落實施工前期各項準備工作

新時期，要想有效發揮長距離頂管施工技術在市政給排水施工中的最大運用優勢和效能，切實保證整個市政給排水工程的施工質量，必須嚴格按照國家質量標準和相關規范要求，認真落實施工前期的個性準備工作。在上述工程項目施工準備階段，建設單位應做好市政給排水工程區域的地質勘探工作，指派專業技術人員深入施工現場對當地的地形地貌、氣候水文、地質結構等關鍵信息進行系統化勘察，結合實際考察結果，精準計算上述工程頂管施工相對方向、頂進方向的阻力、土壤濕密度、地面高程等信息，由此來設計出行之有效的施工方案，進而從根本上保證市政給排水工程長距離頂管區域的規范、有序施工[3]。此外，建設單位應深入分析施工段土層摩阻力和單次最大頂距，以此來確定頂管頂進方向的阻力，并通過對案例工程實際所需最大頂力的精準計算，優先選擇滿足管道頂進施工需求的頂進設備，并做好起吊機、龍門架、經緯儀等設備工具的完善配置，從而為后續推進長距離頂管施工打下堅實的基礎。

3.2 合理選擇市政給排水施工設備

為切實保障市政給排水施工中的長距離頂管施工作業質量，必須針對長距離頂管施工中的環境要素和地質條件分析問題。在實際工作中，通過合理應用地質雷達、鉆探設備等先進的勘探技術，詳細分析和測量給排水工程施工現場的土壤類型、地層結構、地下水位等參數，并以此為依據合理選擇市政給排水施工設備，以充分發揮各類頂管材料的實際效能，切實保障整個市政給排水工程的穩定、安全運行。根據S省市政污水管網中部的具體設計要求，施工人員應適當調整頂管直徑與頂管配筋參數，在保證頂管管道橫截面外圓直徑、頂管管線總頂力、管道設計頂進長度等參數滿足實際施工要求的前提下，嚴格按照相關數據資料選擇滿足現場施工條件，并且不會對周邊環境造成污染的耐腐蝕性頂管設備，人泥漿泵、DK2200頂管機、高壓中繼間泵站、中繼間油缸、軌道電瓶車、門式起重裝置等長距離頂管施工設備，以確保各個設備在施工中能夠相互配合，共同助力市政給排水工程施工任務的高效完成。

3.3 結合現場條件優化土壓平衡管理

在進行市政給排水長距離頂管施工的過程中，必須結合施工現場的具體條件，進一步優化土壓平衡管理工作，以減少頂進施工偏差。一般情況下，長距離頂管施工的土壓力原始值為0.1-0.15MPa，初始頂進長度為20—30m。待土倉內土壓力與控制土壓力保持平衡后，方可開展長距離頂管施工作業。不僅如此，在施工過程中，施工人員應當實時監測地形變形情況，盡可能將地面變形控制在－5.0～＋5.0mm區間范圍內，并綜合考慮到頂管機施加的壓力，確定土體壓力與頂進速度、螺旋挖掘機排出土量之間的關系，若螺旋輸送裝置排出的土體量沒有發生變化，則表明土體壓力與頂管施工頂進速度之間成正向相關的關系[4]。所以，為了切實保證對土體壓力的平衡控制，建設單位應針對上述污水管網建設項目的具體要求以及施工現場實際，將地面最大沉降量控制在+5mm范圍內，并觀察施工地面是否存在隆起現象或不規則沉降現象，結合實際情況適當增加或減少土壤量，以此來確保長距離頂管的順利頂進施工。

3.4 嚴格控制長距離頂管注漿減摩施工

鑒于市政給排水施工本身就是一項兼具較強嚴謹性、復雜性和專業性的系統工程，要想充分發揮長距離頂管施工計劃的運用效能，必須注重對長距離頂管注漿減摩施工質量的嚴格控制，借此來為后續開展頂管施工打下堅實的基礎。針對本文城市東區污水管網建設項目，相關技術人員應先結合以往類似給排水工程的實踐經驗，將頂管注漿材料中的膨潤土與土的質量比例控制為1:10，礫石層中觸變泥漿的混合比為膨潤土：水=1:8，觸變泥漿比重為1.05～1.08g/㎝3。其次，相關施工人員應嚴格按照長距離頂管施工技術的操作流程，依次向混合罐中添加適量的膨潤土、水等混合材料，并做好混合材料的均勻攪拌工作與試驗工作，確保混合材料性能能夠滿足市政給排水工程長距離頂管施工的漿料需求。最后，在注漿操作管理過程中，施工人員應確定注漿的安裝位置、間距、時間和壓力，每段管道至少設置三個注漿孔，并且每個孔道的灌漿時間應控制在3分鐘左右，只有這樣才能切實保證灌漿壓力的均衡性以及泥漿灌注施工作業的連續性。

3.5 加強長距離頂管施工技術創新運用

在運用長距離頂管施工技術進行市政給排水工程建設施工時，要想保證整個工程項目的建造質量和施工進度，必須注重長距離頂管施工技術的創新運用，以確保各項工藝得以順利進行。具體來講，可從以下幾個方面入手：第一，為了使市政給排水施工作業能夠達到理想的建設效果，在實際長距離頂管施工作業時，施工人員應充分利用水平螺旋鉆進技術，降低對土層的破壞程度以及地表波動程度，同時有效避免管道位移現象，切實保證后續施工作業的安全、有序開展[5]。不僅如此，施工人員還應綜合考慮管道口徑大小，采用中線法對給排水管道進行方位校正，以確保管道施工布設位置符合工程設計要求，這樣才能有效發揮其實際效能。第二，針對本工程項目的長距離管道頂進施工，需要結合工程具體施工要求，合理選擇不同類型的接口辦法，并在安裝管道之前清除表面的塵土、雜物，然后利用接口處理技術做好各個銜接處的密封、處理工作，進而從根本上規避滲漏滲水問題的發生。第三，在長距離頂管施工過程中，隨著進入土層的管節不斷增加，將會出現頂進阻力超過容許總頂力的情況，致使頂管機無法繼續頂進施工。為此，施工人員應合理運用中繼間施工技術，通過在中繼間內設置液壓油缸和泵站的方式，分擔部分管道的頂進阻力，其中頂管機頭前方的迎面阻力可由第一個中繼間承擔，其他的中繼間則依次負責前面直到另一個中繼間之間管節的推進工作，只有這樣才能實現管道分段推進施工作業的有序實施，進而確保整個市政給排水工程的施工進度及質量安全。

4 結語

綜上所述，長距離頂管施工技術在市政工程給排水建設施工中的實踐運用有著不容忽視的積極作用和價值，是新時期有效提高市政給排水施工質量和建設效率、科學控制市政給排水施工污染的關鍵手段。因此，為了更好地建設市政工程的給排水系統，相關建設單位必須高度重視市政給排水施工中長距離頂管施工技術的實踐應用研究，結合市政工程施工現場的實際情況和給排水系統設計要求，通過規范落實施工前期各項準備工作、合理選擇市政給排水的施工設備、結合現場條件優化土壓平衡管理、嚴格控制長距離頂管注漿減摩施工等措施，充分發揮長距離頂管施工技術的最大運用效能，切實保證市政給排水系統的建設施工質量，不斷增強市政工程項目的服役性能，進一步延長市政工程項目的使用年限，從而為推動我國市政工程建設事業的高質量發展革新貢獻源源不斷的力量。