李桂梅

【摘 要】本文首先介紹了排水管道頂管施工中如何進行鋼管的選擇，然后闡述了排水管道頂管施工技術，最后探討了頂管施工的質(zhì)量控制措施。

【關鍵詞】頂管施工；技術

1.鋼管的選材

大口徑、長距離的頂管施工，一般頂進力都非常大。在選用管材時，一方面要求所選管材軸向抗壓強度要大：另一方面，所選管材在頂進過程中不會額外地增加阻力。鋼管與混凝土管相比較就有這些優(yōu)勢。

1.1軸向抗壓強度大

常用的混凝土管的抗壓強度為13MPa-17.5MPa；而鋼管的抗壓強度則可達Z10MPa；因此，在長距離頂管中，從抗壓強度來講應首先選用鋼管。

1.2斷面面積小、自重輕、外壁摩阻力小

鋼管管壁的斷面只有同口徑混凝土管管壁的21.3%左右，頂進過程中端阻力較??；同時，因同長度同口徑的鋼管比混凝土管輕，且表面摩阻力小，在頂進過程中所要克服的自重力及摩阻力也小，對長距離頂管比較有利。

1.3直線性好，不會增加額外的阻力

因混凝土管為柔性連接，在頂進過程中極易發(fā)生軸線彎曲變形，從而使摩阻力成倍增長。導致總頂進力的大幅提高，進而影響到中繼接力環(huán)數(shù)量的增加，這不但影響到施工頂進速度，而且也會造成一定的經(jīng)濟損失。而鋼管為剛性連接，在這方面存在的問題較小。

2.頂管施工工藝

2.1頂進用管

頂管掘進機是頂管用的主要設備，是決定頂管成敗的關鍵所在，它總是安放在所頂管道的最前端。在手掘式頂管施工中是不用頂管掘進機而只用一只工具管。不管哪種形式，頂管掘進機的功能都是取土和確保管道頂進方向的正確性。鋼筋混凝土管是頂管中使用得最多的一種管材。按它的生產(chǎn)工藝可分為離心管、立式振搗管和懸輥管三大類，按其接口形式可分企口（丹麥管）、平接口（T 型）和 F 型接口三種。在鋼筋混凝土管中，還有采用玻璃纖維進行加強的管道和用鋼板進行加強的管道。單管節(jié)的頂進管是鋼管，它的接口都是焊接成的，施工完工以后變成一根剛性較大的管道。

2.2土壓力控制

在頂管開始徐徐推進后，刀盤前的土壓力便會慢慢上升，當土壓力升到大于控制土壓力P時，停止推進，刀架回縮，減小切削土量。只要把推進速度調(diào)節(jié)到與排土量相符，則可保持土壓力為恒值。但在實際推進過程中，不可能完全處于上述理想狀態(tài)，如推進速度快于排土速度，操作上采取推推停停，間斷式向前推進。

2.3輸土裝置

輸土裝置隨頂進方式的不同而不同。在手掘式頂管中，大多采用手推車出土；在土壓平衡式頂管中，有蓄電池拖車、砂泵等方式出土；在泥水平衡式頂管中，都采用泥漿泵和管道輸送泥水。

2.4淺層頂管時土體移動的分析計算

由于大直徑頂管施工時在地下開挖引起卸載，雖然后續(xù)管節(jié)起到支撐作用，但開挖時開挖面四周的土體因應力松弛已向開挖面和隧洞空間膨脹，仍會引起地層損失。以前有學者認為，對于粘性土，可近似地認為所有的地層損失均表現(xiàn)為地面沉降。但從軟土地層頂管工程的實踐看，土體的移動形式是復雜的，其運動既有豎向分量（沉降或隆起），也有水平分量，其中水平分量包括土體沿頂管軸線方向的運動。

2.5地面起吊設備

地面起吊設備最常用的是門式行車，它操作簡便、工作可靠，不同口徑的管道應配不同噸位的行車。它的缺點是轉(zhuǎn)移過程中拆裝比較困難。汽車式起重機和履帶式起重機也是常用的地面起吊設備。它們的優(yōu)點是轉(zhuǎn)移方便、靈活。

2.6測量和校正系統(tǒng)

頂管過程中，每隔一定時間（一般是每頂進 1m）應測量標高和中心線一次。發(fā)現(xiàn)偏差時，除及時校正外，還應每頂進一個行程后，正式測量校正一次。使用得最普遍的測量裝置是經(jīng)緯儀和水準儀。經(jīng)緯儀用來測量管道的左右偏差，水準儀用來測量管道的高低偏差。在機械式頂管中，大多使用激光經(jīng)緯儀，即在普通經(jīng)緯儀上加裝一個激光發(fā)射器，激光束打在掘進機的光靶上，觀察光靶上光點的位置就可判斷管的上下和左右偏差。當管的偏差超過允許值時，應根據(jù)實際情況采用校正千斤頂?shù)确椒ㄟM行校正。頂進過程中出現(xiàn)中心偏差土 1gmm或高程偏差士 1lmm。及有偏差趨勢應及時糾偏。糾偏用調(diào)整部分內(nèi)統(tǒng)一布置在一個斷面上的4個可調(diào)式千斤頂調(diào)正機頭，通過控制各方位的千斤頂?shù)纳炜s，調(diào)整工具管刃角走向?qū)崿F(xiàn)的。

2.7注漿系統(tǒng)

注漿系統(tǒng)由拌漿、注漿和管道三部分組成。拌漿是把注漿材料兌水以后再攪拌成所需的漿液。注漿是通過注漿泵來進行的，它可以控制注漿的壓力和注漿量。管道分為總管和支管，總管安裝在管道內(nèi)的一側(cè)。支管則把總管內(nèi)壓送過來的漿液輸送到每個注漿孔去。注漿壓力的大小和穩(wěn)定性會對土體的移動有影響。如果注漿壓力過大，會對管道周圍的土體造成擠壓，使土體發(fā)生側(cè)向位移和地面隆起現(xiàn)象：如果注漿壓力過小，則漿液無法順利地填補管道與周圍土體之間的空隙，無法形成泥漿套，不能達到注漿的預期效果。同時，注漿壓力不穩(wěn)定，則會對土體產(chǎn)生擾動，破壞土體的結(jié)構(gòu)，從而引起沉降，尤其是后期的固結(jié)沉降。

2.8供電及照明系統(tǒng)

頂管施工中常用的供電方式有兩種：在距離較短和口徑較小的頂管中，一般采用直接供電。如動力電用 380V，則由電纜直接把 380V 電輸送到掘進機的電源箱中。另一種是在口徑比較大而且頂進距離又比較長的情況下，把高壓電輸送到掘進機后的管道中，然后由管道中的變壓器進行降壓，降至 380V 再把 380V 的電送到掘進機的電源箱中去。高壓供電的好處是損耗少，但高壓供電危險性大，要做好用電安全工作和采取各種有效的防觸電、漏電措施。照明也有低壓和高壓兩種，若管徑大的，照明燈固定時一般采用 220V 電源。

2.9通風與換氣系統(tǒng)

通風與換氣是長距離頂管中不可缺少的一環(huán)，否則可能發(fā)生缺氧或氣體中毒現(xiàn)象。頂管中的換氣應采用專用的抽風機或者鼓風機。通風管道一直通到掘進機內(nèi)，把混濁的空氣抽離工作井，然后讓新鮮空氣自然地補充。

3.質(zhì)量保證措施

（1）制定嚴格的質(zhì)量管理制度并進行定期的檢查，確保施工質(zhì)量

（2）在頂進施工過程中，必須合理安排施工人員，確保24h日夜連續(xù)施工。

（3）所有管節(jié)質(zhì)量、接口焊接質(zhì)量必須符合規(guī)定質(zhì)量要求，運到現(xiàn)場應附有產(chǎn)品的合格證明，并逐一進行外觀檢查。不合格的不能使用。

（4）建立完整的施工管理質(zhì)量檢查體系，進行定期和不定期的質(zhì)量檢查，每月二次定期召開質(zhì)量會議，并做好記錄。

（5）測量糾偏是頂進中的控制關鍵，必須貫徹勤測微糾的原則，一是對應測量兩組糾偏千斤頂行程的差值不能大于50mm，二是經(jīng)常檢查機頭內(nèi)的坡度儀，以確保機頭頂進的軸線符合設計軌跡。

（6）在頂進注漿過程中，認真做好壓入量、壓漿壓力和壓漿點位的原始記錄。交接班時應交清本班的測量記錄及管道軌跡的糾偏趨向。每個頂程結(jié)束后必須全面復測、繪制管道頂進軌跡圖（含高程、方向、頂力曲線），并山施工質(zhì)檢人員檢查復核。

（7）施工前必須向各施工班組進行詳細的技術交底，確保施工人員對質(zhì)量的監(jiān)控。

4.結(jié)語

以上是對排水管道頂管施工技術的探討，這些技術的良好運用，不僅確保了頂管施工的工程質(zhì)量，還改變了城市管道亂挖的現(xiàn)象，保護了環(huán)境，節(jié)約了成本，最終取得了提高經(jīng)濟效益和社會效益的雙重效果。施工單位應嚴格管理，精細施工，努力探索新的施工工藝和施工方法，為頂管施工技術的發(fā)展貢獻力量。

【參考文獻】

[1]王峰.頂管技術在泵站出水管道施工中的應用[J].城市道橋與防洪，2006，（2）：22-23.

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