對市政給排水施工中長距離頂管施工技術的分析

摘要：給排水系統建設質量影響都市基本職能，須通過各類技術手段尋求優化，這為頂管施工提供了應用空間。以市政給排水施工中長距離頂管施工技術優勢為切入點，在此基礎上分析其應用的具體方式，包括工藝流程、技術應用的準備工作、技術應用具體方法等，最后就該技術應用要點進行分析，以系統呈現技術優勢，為其后續進一步發展、運用提供少許參考。

關鍵詞：市政工程給排水施工長距離頂管施工中繼間

AnalysisofLong-DistancePipeJackingConstructionTechnologyinMunicipalWaterSupplyandDrainageConstruction

ZHAODapuWANGLi

BeijingEquipmentInstallationEngineeringGroupCo.，Ltd.，BeijingCity，101100China

Abstract：Theconstructionqualityofwatersupplyanddrainagesystemsaffectsthebasicmunicipalfunctions，andoptimizationneedstobesoughtthroughvarioustechnicalmeans，whichprovidesapplicationspaceforpipejackingconstruction.Thisarticletakestheadvantagesoflong-distancepipejackingconstructiontechnologyinmunicipalwatersupplyanddrainageconstructionasthestartingpoint，andanalyzesitsspecificapplicationmethods，includingprocessflow，preparationworkfortechnical&nPXqO3FdsHhoejpWD5ZkKgA==bsp;application，specificmethodsfortechnicalapplication，etc.Finally，thekeypointsoftechnicalapplicationareanalyzedtosystematicallypresentthetechnicaladvantages，providingsomereferencefor itsfurtherdevelopmentandapplicationinthefuture.

KeyWords：Municipalengineering;Watersupplyanddrainageconstruction;Long-distancepipejackingconstruction;Intermediatejackingstation

頂管施工（PipeJackingConstruction）是一種非明挖施工方法，可以削減開挖工程總量，常用于管道埋設施工，以設備提供動力完成管道埋設和頂進，在現代市政工程、管線工程中應用廣泛。就市政給排水施工而言，頂管施工可以減少施工工期，提升施工效率，但長距離施工的難度、作業要求也較高，需要在實際工作中予以更多關注[1]。從現狀上看，各地市政給排水工程建設要求逐漸提升，需要加強施工技術控制工作，長距離頂管施工技術應用流程比較固定、方式也較為成熟，對其技術應用方式、要點等內容進行分析，可提升其在市政給排水工程中的應用效益，具有較突出的現實意義。

1長距離頂管施工技術的優勢

1.1基本作業原理

頂管施工的作業原理比較簡單，主要發揮主頂油缸及管道間中繼間等的推力作用，按照預設方向進行頂進，使管道克服與土壤之間的阻力，被頂入預定位置，使用工具管的情況下，可以利用其他設施將其吊起，再將目標管敷設到對應區域內。只要土壤強度滿足施工需要，且設備功能滿足頂進、起吊的需求，即便施工距離較長，也可以利用頂管技術完成市政給排水施工。

1.2技術優勢

從優勢上看，市政給排水施工中應用長距離頂管施工技術，具有3個方面基本優勢：一是施工對環境的擾動較小；二是安全性較高；三是施工進度較快。與盾構法、明挖法不同，頂管施工技術無須進行大量土方開挖工程，可以穿越公路、鐵道、河川、地面建筑物、地下構筑物以及各種地下管線對地表環境、地下環境影響較小，尤其是地面建筑、道路等設施受到的影響不大。同時，施工過程中無須進行復雜的支護系統建設，人員、機械設備參與勞動時面臨的安全威脅較小，可以提升施工總體安全性[2]。從進度上看，施工土方部分規模較小，前期開挖和后期回填工作壓力不大，明確的施工原理則提升了施工過程干預能力和質量，進一步降低了工作的復雜性，使施工進度得到一定保障。

2長距離頂管施工技術的應用方式

2.1工藝流程

從共性角度出發，市政給排水施工中應用長距離頂管施工技術，其基本流程是相似或相同的，除早期準備、施工驗收之外，核心部分的施工內容以及工藝流程如圖1所示。

施工作業開始階段需要組織測量放線以確定施工位置，之后進行地基處理，并建設工作井、接收井，之后組織封底施工，并組織頂管作業。頂管過程中，需要重視注漿作業，分節敷設管道，完成敷設后再對施工情況進行檢測，并通過閉水試驗確定施工質量和管道的密閉性，最后組織驗收[3]。

2.2準備工作

嘗試在市政給排水工程中應用長距離頂管施工技術，需要做好準備階段工作，主要工作內容集中于信息采集、方案分析、設施準備3個方面。信息采集主要針對施工區域地上環境、地下環境、土壤信息等開展，包括地下管線分布情況、地上建筑信息、綠化植被情況、土壤強度情況等，原則上采用新管讓舊管思路，同時減少施工對地上都市活動和設0974d13334d67e95bd7a92bd3d288933施的影響。根據前期信息采集的結果出具施工方案、施工組織設計，再做施工人員、設施等準備[4]。

以設施準備為例，主要關注主頂、機頭的選擇。在無特殊要求的情況下，可以采用氣壓平衡網格（水沖）式機頭進行施工，也可以根據土壤情況等選用液壓設施等其他設備組織施工[5]。要求在施工過程中保證土壓穩定，控制施工對土壤周邊結構的破壞，也減少外部土體對施工活動的負面影響。主頂應保證具有一定的頂進能力，可選用工程用各類千斤頂，要求單頂的作業能力在200t左右，如果施工難度較大、作業距離較長，應使用4臺或更多千斤頂提供支持。

2.3作業方法

2.3.1中繼間設置

進入現場施工階段后，需要首先組織測量放線，并對各區域位置進行標示和記錄，根據標示信息進行土方開挖，根據施工位置標示結果初步完成頂管區域施工作業。之后進行中繼間設置，因市政給排水工程中長距離施工難以一次完成，需要在施工過程中設置若干中繼間。所有中繼間應確保根據測量放線結果精準設置，根據施工要求，其間隔可控制在60～120m之間，不宜過遠或過近，以避免方向偏移的問題，也避免非必要的施工資源浪費[6]。

所有中繼間的功能均是相似的，主要服務頂管過程中質量控制，也提供必要的頂進動力作為施工輔助。這要求以前殼體、千斤頂、后殼體組成中繼間作業系統，分別借助前接管、后接管實現與前后殼體的穩定連接，一般以承插式提升連接質量和固定效果。為避免泥漿進入中繼間結構中，需要通過橡膠止水帶進行連接部位的密封處理。

中繼間的動力系統須根據施工要求具體確定，原則上可略小于主頂動力水平，使用30～40t/臺的千斤頂提供輔助，使用數目可以在5～10臺之間，必要時也可以進一步增加。中繼間內的千斤頂需要沿圓周均勻布置。其行程參數可設定在15～50cm之間，并以固定設施使其穩定與作業系統的殼體牢固連接，同時所有設備均應具有較強的剛性，以應對可能出現的擠壓形變和位移問題。

2.3.2頂進施工

完成中繼間設置后，開始組織頂管施工，利用起吊裝置，將管節吊起至空中，在此過程中需要由施工人員現場組織監督，確定管節起吊平穩，不存在重心偏移情況。按照現場標示信息，將管節平穩置入地下施工區域內，并利用動力設備提供頂進動力，緩緩向前頂進。

施工過程中，需要確定比較合理的行程參數，主頂的行程應在0.8～2.0m之間，主要根據土壤強度，土壤強度過大或存在砂石，應適當削減行程參數，土壤比較軟弱、便于頂進的情況下則適當提升作業參數，以加快頂管效率。利用千斤頂持續提供動力，將頂力傳至管節，利用分壓環、頂鐵等保證設備與管節接觸充分、后者受力均勻，以減少不當頂進造成管節損壞的可能。頂進過程中，需要借助中繼間進行方向控制，并關注頂進過程中可能出現的異常情況，如頂進異常減緩，需要暫停施工以觀察是否出現剛性較強的障礙物、管節是否損壞等。

2.3.3接口施工

接口即不同管節的連接部位。市政給排水工程中使用的管節需要保證具有良好、穩定的連接效果。接口處可以使用橡膠止水帶、軟土襯墊以及具有較強緊固作用的金屬套環進行施工，金屬套環規格應統一，在施工前根據方案設計要求確定其具體大小，運輸時保證存放得當，不出現形變和損壞情況。

組織管節接口施工時，先取橡膠止水帶，將其黏接在混凝土管口凹槽處，并以小型設施或人工方式進行簡單固定，外涂防腐液體，形成防腐層同時減少摩擦魔力。之后以金屬套環提供緊固，并在金屬套環外層涂刷防腐層。兩段管節的連接還應使用軟木襯墊，以避免管節直接接觸出現碰撞損傷，可使用厚度1cm左右的膠合板作為主材制作軟木襯墊，將其固定在前一節管節末端，再以金屬套環進行固定，使之與后一節管節穩定連接。管道頂通后，管道須作內接口處理，將管節間的膠合板鑿至同樣深度（深度2～3cm即可），并用瀝青彈性嵌縫膏或水泥砂漿抹平。

2.3.4注漿與驗收

市政給排水施工中，采用長距離頂管施工技術還需要組織注漿，主要目的在于減少土壤與管節、設備之間的摩擦力，減少施工難度、避免土體損失。一般可在施工時取適量膨潤土，按照1∶8的比例融入水中，制備為泥漿，注入儲漿設備中，隨著頂管作業開展，將其輸送至混凝土管注漿孔、注入施工區域土體內形成泥漿套，直到頂管作業完成。注漿作業還可以改善頂管過程中、施工完成后管線周邊土壤的穩定性，以控制滲水、形變等問題。

完成上述所有工作后，需要組織技術驗收，根據前期施工方案要求等分析頂管施工是否滿足設計標準。包括位置校對、封閉性測試等。以封閉性測試為例，可以0.2MPa壓力，給排水管線進行注水，觀察管線各處是否存在接口處理不當、管節位置偏移、管節損傷等問題，核準無誤后完成頂管施工。

3長距離頂管施工技術的應用要點

3.1施工條件分析

市政給排水施工中，應用長距離頂管施工技術可以提升施工效益，但需要在施工前做好條件分析，主要關注區域基本信息、技術適用性分析。其中：區域基本信息包括上文所述的地下管線、地上建筑等信息；技術適用性是指根據施工區域的一般條件，分析能否使用長距離頂管施工技術。按一般研究，目前適用頂管施工、可滿足市政給排水施工的土層包括黏性土土層、粉性土土層、砂土土層、風化殘積土土層、軟土土層等，硬度較大的環境不適宜使用fCV6EaClMboUmX/QHbJZkw==頂管施工技術。

3.2施工規范性控制

除要求確保施工條件無異常外，在市政給排水施工中應用長距離頂管施工技術，還要求做到規范有序，合理進行施工參數控制。包括頂進參數、中繼間參數，也包括頂管機長度、頂管機外徑、刀盤更大外徑、機頭總功率、刀盤扭矩、主電機功率等。這些參數原則上需要根據施工區域具體情況在施工準備階段確定，施工過程中如果存在調整需要也應進行記錄，確保調整得當、必要。

此外，施工過程中，由于長距離頂管施工技術在各地應用情況各有不同，還需要在工藝流程、技術設備等方面做好分析，保證所選設備性能優良，技術人員熟悉施工流程和技術方法，以求充分提升技術應用的規范性，保證市政給排水施工質量。

4結語

綜上所述，市政給排水施工中長距離頂管施工技術的優勢突出，施工安全性和進度、污染情況較可觀，可在未來工作中予以重視和關注。從流程上看，頂管施工工藝成熟、流程固定，準備階段需要做好主頂、機頭選擇，施工階段需要加強中繼間設置、接口施工，跟蹤頂進施工和注漿情況，保證施工和進度。該技術在市政給排水施工中的應用，還應關注施工條件的綜合分析，有效控制施工有關參數和技術規范性，也保證工程綜合效益。

參考文獻

[1]余國愛，陸致發，胡云現.市政工程頂管施工過程中常見問題及處理措施[J].云南水力發電，2023，39（12）：46-51.

[2]陳開俊，劉峻材，周宏虎，等.某市政工程頂管施工異常問題處理技術分析[J].科技創新與應用，2023，13（34）：160-163

[3]張勇，鄧力銘，周田園.泥水平衡式頂管施工技術在排水管道施工中的應用[J].四川水泥，2023（10）：230-232.

[4]鄭泊軒.市政給排水施工中長距離頂管施工技術的應用與分析[J].城市建設理論研究（電子版），2023（28）：214-216.

[5]文曉.頂管施工對地表變形影響的有限元分析及沉降信息化監測系統設計[D].武漢：華中科技大學，2021.

[6]李超.復雜接觸條件下超長距離巖質地層頂管施工力學效應研究[D].重慶：重慶大學，2020.