摘要：頂管施工是近年來興起的一種非開挖施工方法，目前在城市市政施工等多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但是頂管施工很容易造成沉降和位移，不利于建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，給施工區(qū)域上的建筑物日常安全帶來巨大的隱患。為了解決這個(gè)問題須在施工過程中進(jìn)行注漿作業(yè)，來保證土層的穩(wěn)定。本文主要對(duì)頂管施工過程中的注漿作業(yè)進(jìn)行介紹，分析其對(duì)保持建筑土層穩(wěn)定的作用以及在避免施工造成環(huán)境污染方面的積極意義。

關(guān)鍵詞：頂管施工；注漿作業(yè)；環(huán)境效應(yīng)；土層穩(wěn)定

現(xiàn)代城市高度發(fā)展，建筑群分布密集，作業(yè)空間狹小。大型市政施工如給排水管道敷設(shè)、煤氣管道敷設(shè)、動(dòng)力通信電力電纜敷設(shè)等工程在進(jìn)行施工作業(yè)時(shí)常常由于作業(yè)空間狹小而影響了工程進(jìn)度，且在施工過程中會(huì)不可避免地影響到了城市交通的正常運(yùn)行，給城市居民的日常生活帶來巨大的不便。

頂管施工技術(shù)妥善解決了城市施工作業(yè)空間受限的問題，但也帶來了巨大的技術(shù)難題：沉降和位移。而采取必要的技術(shù)手段來保證頂管施工過程中和施工后土層地質(zhì)穩(wěn)定性和環(huán)境穩(wěn)定性日益成為非開挖施工技術(shù)的研究熱點(diǎn)，也是目前頂管施工技術(shù)研究的難點(diǎn)。

一、頂管施工

頂管施工技術(shù)是一種非開挖施工方法，1892年第一次出現(xiàn)在世人面前。在經(jīng)過一百多年的發(fā)展之后，頂管施工技術(shù)已經(jīng)日益成熟，形成了一套完整的工藝流程。我國頂管施工技術(shù)雖然起步較晚，但經(jīng)過幾十年發(fā)展，在頂管施工技術(shù)研究和應(yīng)用方面也取得了巨大的成就。利用頂管施工技術(shù)進(jìn)行施工時(shí)，施工人員不需要開挖范圍巨大的面層，而只需要通過機(jī)械主頂油缸及管道間中繼間等的推力，把工具管或掘進(jìn)機(jī)從工作井內(nèi)穿過土層一直推到接收井內(nèi)吊起，并把緊隨工具管或掘進(jìn)機(jī)后的管道埋設(shè)在兩井之間，就這樣完成了管道的非開挖敷設(shè)施工。綜合頂管施工技術(shù)的發(fā)展和實(shí)際使用效果，我們可以總結(jié)出頂管施工的特點(diǎn)有：

（一）不開挖地面，節(jié)省工作空間，較少影響城市功能

頂管施工方法由于開挖面積不大而不會(huì)造成嚴(yán)重影響城市交通和日常城市居民出行等問題，較小影響城市功能的正常工作，因此在如今的城市市政工程施工中得到廣泛的應(yīng)用。

（二）不拆遷，不用破壞地面建筑物

頂管施工技術(shù)不會(huì)損傷地面建筑物，不用像傳統(tǒng)的施工那樣需要清除施工作業(yè)地面上的建筑物設(shè)施。

（三）施工不受氣候和環(huán)境的影響

在進(jìn)行頂管施工時(shí)，施工一般在地下進(jìn)行，一般雨雪、大風(fēng)等自然天氣不會(huì)影響施工的正常進(jìn)行，施工進(jìn)度能夠得到很好的保障。

（四）綜合造價(jià)低

相對(duì)于普通施工方法，頂管施工工藝成本更低，也更經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。

（五）容易發(fā)生沉降和位移等現(xiàn)象

這主要由頂管施工的技術(shù)特點(diǎn)決定，在施工過程中，掘進(jìn)機(jī)通過第一個(gè)井在主頂油缸的推動(dòng)下向第二個(gè)井進(jìn)行推進(jìn)。在推進(jìn)過程中，很容易破壞土層原有的力學(xué)結(jié)構(gòu)，造成土層地質(zhì)發(fā)生沉降和位移現(xiàn)象，這不僅不利于施工的進(jìn)行，也嚴(yán)重威脅著施工土層地質(zhì)的穩(wěn)定性，威脅城市建筑群的受力穩(wěn)定與結(jié)構(gòu)安全，而且在這個(gè)過程中很容易造成管道的斷裂、破損，以至于發(fā)生嚴(yán)重的環(huán)境污染事故。

因此，頂管施工中需采取一定的技術(shù)手段，來保證施工過程中和施工后土層地質(zhì)穩(wěn)定性和環(huán)境穩(wěn)定性。

二、注漿作業(yè)

經(jīng)過長期的研究和探索，人們發(fā)現(xiàn)，在頂管施工過程中進(jìn)行注漿作業(yè)可以有效解決頂管施工帶來的沉降和位移造成工程地質(zhì)不穩(wěn)的問題。

注漿作業(yè)是指在長距離管道頂進(jìn)過程中，利用觸變泥漿套減少頂進(jìn)過程中管壁與土體之間的磨擦力，并填充流失的土體，用以減少土層的變形、沉降以及隔水作用。進(jìn)行注漿作業(yè)的主要工藝流程如下：

清孔、連接注漿工藝管道：根據(jù)管道預(yù)留注漿孔的位置，布設(shè)注漿支管，每個(gè)注漿口支管均設(shè)一控制閘閥；

注入漿液：管道布設(shè)完成后開始注漿，注漿壓力？1.2Mpa；

封堵注漿孔：采用與預(yù)留注漿孔配套的絲堵封堵注漿孔，防止?jié){液流失；

沖洗注漿管：注漿完畢，應(yīng)立即用清水沖洗注漿管，必須采取適當(dāng)措施處理廢水，搞好清潔工作。

三、注漿作業(yè)的作用

在頂管施工中采用注漿作業(yè)具有保持施工土層穩(wěn)定性的作用，可以有效地保證施工安全和施工質(zhì)量。具體如下：

（一）潤滑作用

注漿作業(yè)一般采用膨潤土觸變泥漿，該泥漿一般由膨潤土、粉末化學(xué)漿糊、純堿按照一定比例與水混合而成，具有一定的流動(dòng)性以及膨潤性、膠凝性、固化性。泥漿灌注進(jìn)施工土層，灌注完成后變成凝膠體，在頂管頂進(jìn)過程中，可以成為頂進(jìn)管道在土層中運(yùn)動(dòng)的減摩劑，起到一定的潤滑作用。將頂進(jìn)管道與土層之間的摩擦阻力減小，使得管道在頂進(jìn)過程中不至于因?yàn)槟Σ亮^大而帶動(dòng)土層，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)受力的變化；防止土層松動(dòng)，出現(xiàn)沉降和位移的出現(xiàn)，保證施工質(zhì)量，保障施工地段地面建筑設(shè)施的結(jié)構(gòu)受力穩(wěn)定性。

（二）填充、支撐作用

膨潤土觸變泥漿由于其觸變特性，在靜止?fàn)顟B(tài)下，注漿形成凝膠體支撐地面。在注漿時(shí)，泥漿有限填補(bǔ)管道間縫隙以及管道與周邊土地之間的空隙，在很短的時(shí)間內(nèi)，泥漿達(dá)到滲入深度并與周邊土壤形成混合土體，同時(shí)泥漿與混合土體之間形成一個(gè)相對(duì)密實(shí)、不透水的泥漿套。

泥漿套的存在不僅能夠有效減少泥漿過分滲透帶來的損失，也能有效壓實(shí)土體，填補(bǔ)由于頂進(jìn)施工帶來的土體間隙，并作為支撐保證土體的結(jié)構(gòu)受力穩(wěn)定性，從而保證施工土層上方建構(gòu)筑物的受力穩(wěn)定。

四、注漿作業(yè)環(huán)境效應(yīng)

在頂管施工中采用注漿作業(yè)，其產(chǎn)生的環(huán)境積極效應(yīng)是顯而易見的， 注漿作業(yè)有效地填補(bǔ)了土層間隙，形成的泥漿套能夠隔離管道與周邊土壤的接觸，使得管道與土體相對(duì)封閉，不會(huì)產(chǎn)生二者相互影響而帶來的城市環(huán)境問題。如在給排水管道敷設(shè)過程中，泥漿套的存在使得管道不存在或很少有連接間隙，這就保證了管道中水質(zhì)不會(huì)滲透入土壤影響土壤的土質(zhì)，也避免土壤中含有的礦物質(zhì)元素及塑料廢棄等有毒有害物質(zhì)滲透入管道影響管道中水質(zhì)；在通信電纜的敷設(shè)施工中，泥漿套包裹在管線周邊，使得管線不至于與周邊土壤中的腐蝕性物質(zhì)相接觸而影響管線的正常工作，并且有效地阻止了管線老化對(duì)周邊土壤的危害。

五、 建議

針對(duì)頂管施工的特點(diǎn)以及注漿工藝的優(yōu)點(diǎn)和對(duì)頂管施工施工缺陷的彌補(bǔ)與補(bǔ)充，施工單位在進(jìn)行頂管作業(yè)注漿工藝時(shí)需嚴(yán)格遵循有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，采用先進(jìn)合理科學(xué)的注漿工藝進(jìn)行施工。在進(jìn)行施工作業(yè)時(shí)，施工材料的準(zhǔn)備、泥漿的配置、施工機(jī)械的使用等需要嚴(yán)格依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求進(jìn)行，在施工中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格把握施工質(zhì)量，并及時(shí)對(duì)施工過程中存在的問題進(jìn)行反饋和調(diào)整，保證施工進(jìn)度的正常推進(jìn)，保障施工的質(zhì)量，為施工過程中城市地面建筑群的結(jié)構(gòu)受力穩(wěn)定性提供技術(shù)保障。

總結(jié)

本文通過對(duì)頂管施工特點(diǎn)以及其可能產(chǎn)生土層沉降、位移等地質(zhì)危害從而影響到城市建構(gòu)筑物設(shè)施的正常使用的分析，并對(duì)目前常用的頂管施工注漿工藝進(jìn)行介紹，分析研究注漿工藝對(duì)于保持施工土層工程地質(zhì)穩(wěn)定性的作用和積極的環(huán)境效應(yīng)，并對(duì)注漿工藝提出了更高的管理要求。

本文認(rèn)為，在目前頂管施工過程中，注漿作業(yè)的使用使得工程地質(zhì)穩(wěn)定性得到很好的保障，能夠有效避免由于頂管施工帶來的環(huán)境危害，施工單位在實(shí)際施工過程中應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)管理，采用符合要求的高質(zhì)量泥漿及機(jī)械設(shè)備、注漿施工工藝，嚴(yán)格遵循工藝流程，切實(shí)符合工藝操作標(biāo)準(zhǔn)，為施工的穩(wěn)定有序進(jìn)行提供技術(shù)保障，為施工過程中城市建筑群的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性提供安全保障。

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作者簡介

葉愛珍，1985年8月，江西南昌人，研究市政工程方向。