市政工程建設中頂管工程技術應用研究

摘" 要：市政工程建設對城市發展有一定影響，也關乎到民眾生活和城市宜居性的提升，這要求以各類現代化技術為市政工程建設提供支持，頂管工程技術在此背景下應運而生。從特點上看，頂管工程技術具有施工擾動小、工程量較小的優勢，其應關注前置性工作、管材選取、管道溝槽開挖和沉井施工、頂管掘進等環節，未來則可能更多趨于發展精細化和擾動控制，以進一步服務市政有關工作。

關鍵詞：市政工程 "頂管工程技術 "管材選擇 "頂管掘進

中圖分類號：TU991

Research on the Application of Top Pipe Engineering Technology in Municipal Engineering Construction

HOU Maosheng

Wushan County Urban and Rural Environmental Sanitation Governance Service Center， Tianshui， Gansu Province，741300 China

Abstract： Municipal engineering construction has a certain impact on urban development and is also related to the improvement of people's lives and urban livability. This requires various modern technologies to provide support for municipal engineering construction， and the top-down engineering technology has emerged in this context. From the perspective of characteristics， pipe jacking engineering technology has the advantages of small construction disturbance and small engineering quantity. It should pay attention to preliminary work， pipe selection， pipeline trench excavation and sinking well construction， pipe jacking excavation and other links. In the future， it may tend to develop more refinement and disturbance control to further serve municipal related work.

Key Words： Municipal engineering; Top pipe engineering technology; Pipe selection; Top pipe excavation

頂管工程技術也簡稱頂管技術，屬于一種較常見的地下工程施工技術。就市政工程而言，地下空間工作內容較多，包括給排水工程、供熱管線建設等，常規開放性施工也可以滿足管道安放、連接等一般工作需要，但施工擾動和工程量均較大，工程效益不能達到最佳水平^[1]。頂管工程的土木部分工程量明顯較小，并且施工主要集中于地下，因此對地面的影響也相對可控，這使其能夠在市政活動中快速得到關注。就市政工程建設中頂管工程技術應用優勢、流程、具體方法進行分析，有助于該技術的進一步應用、發展。

1" 市政工程中頂管工程技術應用優勢與流程[2]

1.1" 技術應用優勢

1.1.1" 空間要求小

市政工程建設中應用頂管工程技術，可以發揮其對施工空間要求相對不高的優勢，匹配不同條件下的施工需要。部分市政工程可能鄰近老城區、商業區，相關區域內空間比較緊張，常規開放性施工模式下，對空間要求較大，難以保證施工質量和效率。頂管施工模式下，在鬧市區、老城區某一個區域建設通道，采用沉管、頂管作業模式可以完成管道鋪設和重建等一般性工作，即便施工空間整體不大，也可以妥善完成工程建設，降低施工的難度，提升總體建設效益^[2]。

1.1.2" 工程量較小

與常規開放性施工模式相比，頂管工程技術應用于市政工程建設中，也擁有工程量較小的優勢。包括給排水系統建設、供暖工程、燃氣管網建設在內，各類地下工程均可借助開放性施工、頂管施工技術完成作業，但前者需要投入大量精力完成地表施工，包括開挖、填埋等。頂管工程技術下，在施工起始區域、中繼點組織土方開挖和填埋即可，工程量相對較小。一些地下、地表構筑物較復雜的區域，應用頂管工程技術也可以減少工作復雜性，降低總工程量^[3]。

1.1.3" 對周邊擾動不大

頂管工程技術對周邊環境的影響較小，這是其綜合應用效益較高的原因之一。一方面，該技術對施工空間環境要求較低、工程總量不大，大多不會嚴重影響城市周邊民眾的生活和企業的生產活動；另一方面，由于頂管工程技術工程量較小，其施工周期也相對偏短，可以在更短時間內完成施工作業，從時間線角度降低工程的社會性負面影響，減少施工帶來的其他延伸壓力^[4]。

1.2" 技術應用流程

從流程上看，市政工程建設中頂管工程技術的原理明確、施工經驗豐富，技術也已經比較成熟，其主要工藝流程如圖1所示。

按照圖1所示模式，要求在組織施工前常規完成各項準備工作，進入施工現場后，首先進行測量定位、位置標示，之后進行工作坑開挖、支護，并利用導軌、止水圈等設備提供輔助，完成沉管作業。頂進過程中做好地下工作，排除廢土，并根據工程特點設置中繼點，妥善跟蹤掘進方向、進度、質量，必要時提供泥漿護壁加快掘進速度。完成施工后進行竣工驗收，直到工程全部完成^[5]。

2 "市政工程建設中頂管工程技術應用方式

2.1" 前置性工作

以Z工程為例，Z工程屬于市政排污工程，由于本地原有排水管網建設、使用時間已經過長，部分管道老化問題比較嚴重，難以滿足排污要求，決定進行局部更換?？紤]到需要更換管道的主要為老城區，空間狹窄、居民眾多，并且地上建筑結構復雜、老化問題比較嚴重，基于控制工程影響、盡快完成施工作業的目標，決定應用頂管工程技術。施工前，應編制專門的施工方案，報審獲得批準后方可組織實施，與此同時，要求完成各類前置性工作，包括工程信息采集、設備選取、材料準備、工作隊伍建設等。

以設備方面的準備工作為例，對施工區域進行環境分析后，發現土體強度不高，但地形比較復雜，存在地下工作管線，為保證工作效率和安全性，選用氣壓平衡網格（水沖）式工作設備，該設備作為機頭時，可以通過氣壓平衡正面土壓，實現掘進作業穩定化，避免方向偏移損傷地下管網，也可以提升作業效率，盡快完成施工。其他方面的準備工作也按此思路有序進行，在施工前完成各項前置性準備^[6]。

2.2" 管材選擇

管材選擇是頂管工程技術應用的關鍵環節之一，高質量的管材可以保證頂管作業效率和工程建設質量，以及Z工程的排污作業能力?；谔嵘盼勰芰?、保證管材使用效率和壽命的目的，要求選用內徑較大且耐腐蝕能力較強的管材，頂管施工模式下，又需要保證管材的基本剛性。施工方根據主觀經驗，擬在鋼管、球墨鑄鐵管、連續纏繞玻璃鋼夾砂管、PE給水管之間進行選擇。不同管材的特點如表1所示。

結合對比結果，施工方決定以PE管作為核心材料，進行頂管作業施工，同時，為保證頂管施工效果，部分土質堅硬的部分，少量使用鋼管作為替代。其他工程也應參考此模式，根據施工實際需要，確定合理的管材類別和使用方式^[7]。

2.3" 管道溝槽開挖和沉井施工

完成管材選擇后，進入現場施工環節。Z工程位于市區范圍內，基于控制施工影響的目的，施工方選用了中型作業設備，以設備和人工相結合的方式，在頂管施工的起始位置進行溝槽開挖，采用放坡式開挖模式，于地表人員較少、建筑不多的綠地部分進行施工，臨時邊坡系數取 1∶0.5，根據早期方案，默認管道的埋設深度為1.6 m，機械設備完成主要挖掘作業，人工進行補充，提升作業規范性。

管道溝槽開挖完成、確定質量合格后組織沉井施工，按照一般工序組織測量放線和位置標示，借用換填砂墊層法，利用鋼筋綁扎的方式提升沉井牢固性，現場組織綁扎施工，并利用設備提供綁扎的牢固性^[8]。下沉過程中，根據其位置，控制下沉的速度，避免過快下沉影響沉井作業質量，根據Z工程施工方案，允許小幅出現誤差，最大不超過3 cm，核準無誤后完成封底。

2.4" 頂管掘進施工

完成沉井施工后，組織頂管掘進作業，該環節的主要工作為確定合理的工作參數，做好中繼處理和接口作業，部分環節使用了注漿工藝，也應控制質量水平。工作參數方面，Z工程使用定功率為200 t的千斤頂，行程參數1.4 m，中繼間使用的千斤頂額定功率30 t，默認行程參數0.3 n，主頂使用數目為1臺，中繼間千斤頂使用數目10臺。

因施工范圍較大，中繼點共4個，默認間隔為100 m，實際工作中，受到建筑因素、地形因素阻礙，間距分別為89.3 m、110.5 m、108.6 m、92.3 m，基本符合施工需要。作業過程中，首先啟動主頂進行頂進，利用注漿工藝（如圖2所示）降低掘進阻力，在此過程中密切關注掘進效率、校正方向，達到中繼間后，利用設備進行位置牽引，并為管道提供掘進動力。所有管道均以鋼套環、橡膠止水帶、軟土襯墊進行固定，完成初步連接后，借助通水實驗評估密閉效果，檢測合格后再做后續施工。

Z工程按期完成，社會層面的負面影響較小，工程工期較短且質量合格，表明頂管工程技術應用于市政工程建設，可以發現預期作用。

3 "市政工程建設中頂管工程技術發展趨勢

3.1" 精細化

從趨勢上看，市政工程建設中頂管工程技術發展、應用仍具有重要價值，需要設法提升技術的精細化水平。例如：掘進參數控制，可以根據不同工程特點，確定主頂的工作參數，包括一類土、二類土、三類土以及城市內管網分布清理、地標建筑老化態勢等，以比較精細、有效的參數指導市政工程建設中頂管工程技術的應用，進一步降低施工擾動，提升作業質量。

3.2" 新技術應用

未來工作中，也可以借助各類現代工作技術，為市政工程建設中頂管工程技術應用提供服務，包括定位技術、可視化技術等。例如：部分城市地下環境復雜，可以利用可視化技術提供指導，確保工作人員了解頂管掘進周邊、前方環境特點以及官網配置態勢，以提升工作質量，減少工作過程中出現意外情況的可能。

4" 結語

綜上所述，市政工程建設中頂管工程技術應用優勢突出，對施工空間要求偏小，工程量也較小，對周邊環境的影響較低。結合Z工程實際情況，可知該技術應用應關注管材選取、管道溝槽開挖和沉井施工、頂管掘進等環節，也應做好前置性工作，以服務施工方案的有效設計。從趨勢上看，未來市政工程建設中，頂管工程技術仍擁有廣闊的應用空間，其可能更關注技術發展、應用的精細化，同時進一步尋求降低施工擾動，發揮其技術優勢的同時，提升綜合應用效益。

參考文獻

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