【摘 要】頂管施工技術(shù)近年來在我國發(fā)展迅猛，市政工程中采用頂管施工可以將作業(yè)面移入地下，減輕了對城市交通和環(huán)境的干擾，從而為不適宜進行開槽埋管的城市人口密集區(qū)、交通擁堵區(qū)的市政供水管道施工提供了安全的、經(jīng)濟的施工方法。本文著重對市政供水管線頂管法穿越障礙物施工技術(shù)進行了深入的研究，旨在為市政供水管線的施工提供一定的科學(xué)方法，僅供參考。

【關(guān)鍵詞】頂管技術(shù)；施工技術(shù)；質(zhì)量控制

引言

近年來，隨著城市生活小區(qū)建設(shè)的迅猛發(fā)展及用戶對供水質(zhì)量與供水壓力要求的日益提高，供水公司供水管網(wǎng)在城區(qū)的改造已成不可避免的趨勢。而伴隨著人們文明意識和環(huán)保意識的逐漸增強，供水管網(wǎng)施工、維修作業(yè)，開挖路面進行各類地下管線作業(yè)導(dǎo)致的社會問題、交通問題和環(huán)境污染問題已越來越受人們的關(guān)注，城市限制開挖施工的法規(guī)也將陸續(xù)出臺。施工條件日趨復(fù)雜，給管道施工帶來了很多不便。

頂管技術(shù)作為一種現(xiàn)代化管道敷設(shè)技術(shù)，在市政供水管線中得到了普遍的應(yīng)用；采用頂管法施工，要比以往使用的明挖覆蓋法要好，因為運用這個方法大大降低了對施工周邊環(huán)境造成的影響，可以按照事先預(yù)定的工期順利的完工。當前，城市建設(shè)對供水管線提出了更高的要求，城市供水管線數(shù)量快速增長，由于供水管道過長，其經(jīng)過的地質(zhì)條件與現(xiàn)場條件具有一定的復(fù)雜性，致使施工過程中根本難以明槽開挖埋管，這時就需要采用頂管法對其進行有效的補充，這樣不僅能夠確保施工安全、經(jīng)濟，而且也不會給周邊環(huán)境帶來影響，從而達到預(yù)期的施工效果[1-2]。

1 頂管的技術(shù)特點

頂管技術(shù)在城市鋪設(shè)管道工程的施工中具有十分重要的作用，利用頂管施工法鋪設(shè)道路具有以下幾種優(yōu)點[3-4]：首先，頂管施工實質(zhì)上就是非開挖鋪設(shè)技術(shù)的一種，它在國外已經(jīng)普遍的得到了使用，在國內(nèi)的使用也逐漸被廣泛應(yīng)用。其不需要對地面進行開挖，就能夠穿越公路、鐵路、建筑物，不僅具有極高的安全性，而且對環(huán)境也不會造成任何的影響，是值得我們大力推廣的技術(shù)。其次，頂管施工可以不將地面挖開，且鋪設(shè)管道的上部土層沒有經(jīng)過任何的松動，管道的管節(jié)端不會產(chǎn)生偏差或者變形，那么它的管道使用壽命就會比開挖地面法埋管要高很多。另外，頂管技術(shù)施工噪音低、振動小、對居民生活環(huán)境干擾小，不影響施工范圍內(nèi)的現(xiàn)有管線及地面構(gòu)筑物的使用，能夠有效的保護地面建筑物。再有，隨著頂管施工范圍的進一步擴大，頂管設(shè)備的功能對于各個土質(zhì)的適應(yīng)度越來越強。頂管最能適應(yīng)的是中小型的管徑管道的非開挖鋪設(shè)，和其他非開挖的機械相比，頂管施工的優(yōu)勢獨特。

頂管發(fā)展的新方向是將傳統(tǒng)的管道技術(shù)進行更新，如，隨著人口的增加，需要在原來的河水管道位置上擴徑，并且不能對附近居民的日常排污造成影響，這時就必須將傳統(tǒng)的管道技術(shù)進行全面的更新。此外，要在頂管機前方放置探查障礙物的儀器，這樣能夠確保頂管施工過程中可以事先制定防范辦法。

2 頂管法施工工藝

首先，施工工藝；定位作業(yè)以設(shè)計位置為依據(jù)進行質(zhì)量控制，它的精準度要符合設(shè)計要求及相關(guān)技術(shù)規(guī)范；在開挖作業(yè)井時一定要根據(jù)現(xiàn)場實際地質(zhì)情況施工，通常采用的方法主要是人工與機械配合施工，施工方法根據(jù)設(shè)計要求及現(xiàn)場實際情況確定；施工準備階段主要是搭設(shè)安全防護圍欄及工作井內(nèi)施工設(shè)備的安裝等工作，并達到頂進施工技術(shù)規(guī)范要求。施工準備工作完成之后，對各項設(shè)備進行檢查、調(diào)試，經(jīng)驗收合格后方可進行頂進施工，第一項要做的工作就是啟動千斤頂，通過橫向頂鐵對套管同時慢慢的將其頂進，根據(jù)千斤頂技術(shù)參數(shù)要求頂進，每一階段的頂進深度應(yīng)該控制在1．30M以內(nèi)，頂進停止后人工進行取土，取土工作完成之后裝置下一節(jié)套管，同時還要制定有效的糾偏措施確保各節(jié)套管之間的連接都能夠順直。頂管接頭一般采用帶有鋼外套環(huán)的平接式，外套環(huán)可以固定在管的一端，也可以不固定。通過驗收合格后方可繼續(xù)進行頂進。

其次，管線安裝；阻礙物被穿越貫通，并且人工管內(nèi)取土完成之后，將工作井內(nèi)置放的頂管施工設(shè)施拆除，安裝市政供水管線，市政供水管線與套管兩端之間的空隙部分應(yīng)用混凝土進行封堵[5]。

另外，質(zhì)量控制；頂鐵在安裝過程中一定要垂直，兩邊的頂鐵在安裝時要保持平行，頂進時要嚴格控制以免偏離中心，頂進速度不要過快并派專業(yè)技術(shù)人員對偏心情況進行實時監(jiān)測，如發(fā)現(xiàn)偏心應(yīng)立即進行整改。千斤頂安裝時要平行，受力點要放在鋼套管三分之一至四分之三的位置上，頂進進行應(yīng)全程實時監(jiān)測并注意千斤頂?shù)膲毫Ρ硪约坝臀坏木唧w情況，發(fā)現(xiàn)異常的情況及時的進行處理；它更重要的功能是能有效的控制管線頂進時的順直程度。

圖1 頂管法施工工藝示意圖

1.工具管刃口 2.管子 3.龍門架 4.泥漿泵

5.泥漿攪拌機 6.膨潤土 7.泥漿軟管

8.液壓泵 9.定向頂鐵 10.洞口止水圈

11.中繼接力換和扁千斤頂 12.泥漿灌入孔

13.環(huán)向頂鐵 14.頂力支撐墻 15.承壓墊木

16.導(dǎo)軌 17.底板 18.后千斤頂

3 頂管的施工

3.1 工作井、接收井、檢查井施工

根據(jù)實際地質(zhì)情況與現(xiàn)場條件，選擇合理的工作井、接收井的施工結(jié)構(gòu)，降水方案及防水措施，井內(nèi)支撐設(shè)施等。并編制專項施工方案井審批后嚴格按照施工方案開挖。工作井、接收井開挖完成后及時完成基坑底板封底與壁板混凝土澆筑，同時還要對頂管所需要的后靠背混凝土墻以及土體的穩(wěn)定性進行驗算，保證混凝土和鋼板墊塊尺寸、垂直度、水平扭轉(zhuǎn)度達到頂進要求。這是關(guān)系到頂管能否順利的進行的重要步驟。

3.2 頂進施工

頂進時必須對管節(jié)進行全面的檢查，如發(fā)現(xiàn)外觀存在缺陷的，應(yīng)禁止投入到工程中使用。管道在吊放安裝前應(yīng)安裝環(huán)形防水密封圈做防水墊；將管節(jié)吊放在軌道上，放置環(huán)形狀的頂鐵，速度保持緩慢，一點一點的推進，以此讓接頭順利對接。如果發(fā)現(xiàn)了破損、出槽等現(xiàn)象的管節(jié)應(yīng)及時的進行更換，重新安裝。

頂管在穿墻時應(yīng)注意工具管發(fā)生不必要的偏差；剛開始穿墻時，由于入土較少，工具管的自重完全靠著兩點支承，一個是導(dǎo)軌，另一個是入土較淺的土體；土體的支承面的承載能力較小，很容易使得機頭出現(xiàn)下沉；所以機頭在穿墻過程中，其管下部要有支托，工具管的工作速度要快，從而將穿墻管內(nèi)的土體暴露時間進一步縮短。另外為確保穿墻孔外側(cè)土體穩(wěn)定及防止地下水涌入工作井，應(yīng)對穿墻管外側(cè)采取注漿加固措施，防止出現(xiàn)安全問題[6]。

開挖端面的取土過多或者過少，會使得地面出現(xiàn)沉降或者隆起，為了防止這一情況發(fā)生，可以采取以下措施加以控制：在壓漿過程中要根據(jù)試驗參數(shù)嚴格控制注漿量及注漿壓力；對管道接口的密封質(zhì)量進行嚴格的控制，避免滲漏情況的發(fā)生。在部分埋土較淺的管節(jié)，離地面不足1.5m的位置上，可以通過沿管線局部壓鋼板，上堆砂包加載的方式進行，這有效的避免了預(yù)防管節(jié)頂進過程中觸變泥漿上浮出現(xiàn)泥漿套失效現(xiàn)象。

頂管糾偏，在頂進過程中應(yīng)按施工方案的要求測量頻率，對頂進的管道中線測量、高程測量進行監(jiān)控。當發(fā)現(xiàn)管節(jié)偏離設(shè)計軸線時利用糾偏千斤頂組進行糾偏，糾偏應(yīng)做到在頂進中采用小角度分級逐步糾偏。

4 結(jié)論

綜上所述可知；頂管法施工具有多種優(yōu)勢，它比開槽埋管法對地面造成的影響要小，在穿越鐵路、道路、建筑物等各種障礙物方面的優(yōu)勢更是有顯著成效。從工程竣工后的數(shù)據(jù)統(tǒng)計中表明，頂管法穿越障礙物施工技術(shù)能夠降低工程造價、縮短施工工期。由此可見，這種方法將成為市政供水管線施工發(fā)展的重要支撐。

參考文獻

[1]何偉華．城市給水管道[M]．成都：四川人民出版社，1983年．

[2]金友昌．實用給水排水工程施工手冊[R]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006．

[3]顧順福，潘斌琴．管道工程安裝手冊．北京：中國建筑工業(yè)出版社，1985．

[4]劉燦生，鐘淳昌，洪覺民．給水排水工程施工手冊．北京：中國建筑工業(yè)出版社，1994．

[5]方從啟，王成德．頂管施工中的地面沉降及其估算．江蘇理工大學(xué)學(xué)報，1998年4月．

[6]項兆池，樓如岳，付德明．最新泥水盾構(gòu)技術(shù)．上海隧道工程股份有限公司施工技術(shù)研究所科技情報室．2001年12月．