摘 要：城市的水管道建設(shè)工作在市政建設(shè)工作中占有重要地位，其建設(shè)效果的好壞會直接影響到國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，頂管技術(shù)是市政給水管道施工中一項重要的技術(shù)，這項技術(shù)與傳統(tǒng)給水管道技術(shù)相比有著噪音小、污染少、施工場地小等特點。因此從保護(hù)環(huán)境促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長的角度來看，得到了相關(guān)部門的重視，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于城市市政工程中。文章在國內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國市政給水管道頂管施工技術(shù)應(yīng)用的實際情況，對頂管技術(shù)在我國給水管道施工建設(shè)中的應(yīng)用做了簡單的介紹，并對市政給水管道頂管的施工技術(shù)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：市政給水管道；施工；頂管

1 頂管施工概述

非開挖管道敷設(shè)技術(shù)也稱為頂管法，需要在施工時按設(shè)計的方案進(jìn)行管道沿線的工作井和接收井設(shè)置，并在工作井內(nèi)設(shè)置堅固的后座，吊進(jìn)油壓千斤頂以及要頂進(jìn)的鋼管或混凝土管，連接好照明、泥漿管、油管等，慢慢推進(jìn)油壓千斤頂，并利用壓漿系統(tǒng)定型泥漿套包圍管道，確保管道在泥漿套中滑行，通過激光經(jīng)緯儀測量頂管的方向，根據(jù)實際情況調(diào)整，讓鋼管和混凝土管最終頂?shù)浇邮站畠?nèi)。

2 頂管作業(yè)技術(shù)分析

2.1 頂管的長度

隨著頂進(jìn)距離的加大，頂管法施工的頂力也不斷增大。頂管設(shè)備的承受力有限，所以在一次頂進(jìn)的時候不要過長。頂管的管徑越大，其所要承受的壓力也越大。根據(jù)實際施工情況，頂進(jìn)管的長度會直接影響頂管過程，可控性和經(jīng)濟(jì)性都會受到制約。因此可以在直線推頂時運用較長的頂管進(jìn)行施工，以減少裝管的次數(shù)改善施工成效，如果因管線過長而出現(xiàn)路線偏離，就采取相應(yīng)措施不再使用過長的管線，以免延誤工程進(jìn)度。此外，建造頂壓坑時頂壓坑的長度也要增大，挖坑、支護(hù)、回填、修復(fù)費用將相應(yīng)增加。這樣就減少直線上推頂管線的阻力，防止將過短的管線壓入外圍土層中，導(dǎo)致管列整體出現(xiàn)嚴(yán)重的彎曲變形，從而使管路頂進(jìn)的可控性下降。要根據(jù)管經(jīng)大小來確定施工時管線的長度，具體的制定標(biāo)準(zhǔn)可以參考以下各項數(shù)據(jù)：當(dāng)L/D 外≤1.10 時，為短管；當(dāng)L/D 外=1.15 時，為標(biāo)準(zhǔn)管；當(dāng)L/D 外≥2.10 時為長管。

2.2 頂管工具的規(guī)格

千斤頂、高壓油泵系統(tǒng)、頂管機(jī)是比較常用的頂管工具，在施工時要適當(dāng)調(diào)整它們的規(guī)格、臺數(shù)以便讓頂管技術(shù)發(fā)揮更好的效果。

2.3 為了減小頂管時的阻力，常采用觸變泥漿進(jìn)行頂管

在使用頂管技術(shù)時，需在管壁外部留一些孔洞向外壓送觸變泥漿，使得管外壁和土層間的摩擦作用減小。要將觸變泥漿套裹在管子外壁上，用所產(chǎn)生的浮力將管子托起來，將頂力作用降到最低。觸變泥漿的使用能夠?qū)㈨斄档?0%～50%。觸變泥漿主要由膨潤土、堿、水以規(guī)定的比例調(diào)配制成，其觸變性、穩(wěn)定性及潤滑性非常好。在觸變泥漿沒有外力影響的情況下自身為粘稠狀態(tài)，對其進(jìn)行攪動時又會改變它的狀態(tài)，易于流動變得稀薄，因此它被稱作“觸變泥漿”。

2.4 中繼間的設(shè)置

簡單地說就是頂管段太長或者頂力過大時，為縮小頂力影響將管道分段，讓分割的小段管道獨立鏈接頂進(jìn)單元，并在每個單元間安置能夠伸縮的工具管，在其內(nèi)部加裝千斤頂及高壓油泵等設(shè)備，前段以后段為后背，分段接力頂進(jìn)。

2.5 工作井和支承后背的要求

對于工作井擋土板的處理要根據(jù)相應(yīng)的施工建設(shè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定進(jìn)行。在坑底的道木頂上最好設(shè)置導(dǎo)軌，通過導(dǎo)軌設(shè)置能夠提高管道的潤滑度，保證頂管技術(shù)的高效運行。導(dǎo)軌安裝要考慮高程、水平或坡度、中心線等多種因素。原土層后背和人工后背是后背的兩種方式，一般土質(zhì)的原土后背能夠承受的頂力為150kPa。后背壁應(yīng)平，這時可以利用頂管的反作用力讓后背更加均勻。后背有一定的強(qiáng)度與穩(wěn)定性，需要設(shè)置在和管線相垂直的方向上。根據(jù)頂管的直徑尺寸來設(shè)置后背，能夠減小阻力，縮短工程期限。如果為小直徑管道，施工的時間不長，可以設(shè)置簡易后背；如果施工時間較長，就需要設(shè)置砌石或鋼筋砼后背。

2.6 頂管施工工序

2.6.1 穿墻：將穿墻板打開使得工具管頂露出井外，在進(jìn)行穿墻止水設(shè)備安裝技術(shù)。（1）穿墻管內(nèi)填夯壓密實的紙筋粘土或低強(qiáng)度水泥粘土拌和土，能夠產(chǎn)生較好的防水效果，同時還能抑制土層塌陷；（2）為保證穿墻孔外側(cè)土體在一定范圍內(nèi)的穩(wěn)定程度和強(qiáng)度，工作井工具管穿墻前，要運用注漿固結(jié)的方法，加固穿墻管外側(cè)；（3）穿墻前要結(jié)合實際的施工情況，系統(tǒng)分析可能出現(xiàn)的問題，并針對這些問題提出相應(yīng)的解決方案，防患于未然；（4）開啟板后要及時的推進(jìn)工具管，運用止水法對加壓板進(jìn)行加壓，中間放入20mm 厚的天然優(yōu)質(zhì)橡膠止水板環(huán)，利用拉伸率和耐磨性進(jìn)行防水，并要借助管道頂進(jìn)帶動安裝好的橡膠板形成逆向止水，避免因為穿墻管外側(cè)的土體暴露時間過長而產(chǎn)生流變。

2.6.2 頂管出洞：相關(guān)施工建設(shè)人員要格外注意，頂管出洞就是讓頂管機(jī)和第一節(jié)管子從工作井中破出洞口進(jìn)入土中。在進(jìn)行常規(guī)頂管前，需要施工技術(shù)人員嚴(yán)格對待，避免事故的發(fā)生。如果想要避免管線出現(xiàn)嚴(yán)重問題，可以運用工具管來處理，在工具管下的井壁上加設(shè)支撐，并進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，一旦發(fā)現(xiàn)下跌，立即用主頂油缸進(jìn)行糾正，并在工具管出洞前設(shè)置初始角對下跌狀況進(jìn)行補(bǔ)救。

2.6.3 注漿減阻：通過壓注觸變泥漿填充管道周圍的空隙，在管線周圍形成泥漿保護(hù)套，以防止土層嚴(yán)重塌陷，支撐土層減小外界阻力和壓力影響注漿，減阻法是頂管施工中一項重要技術(shù)。這一技術(shù)的實施要先對頂管機(jī)頭尾部壓漿，同時進(jìn)行頂進(jìn)工作，之后當(dāng)?shù)卦谥欣m(xù)間和混凝土管道間補(bǔ)漿，將所損失的泥漿填補(bǔ)上，這種注漿法通常是在長距離頂管施工進(jìn)行。

2.6.4 管道測量復(fù)核：如果在進(jìn)行管道施工時出現(xiàn)誤差，需要使用機(jī)頭前預(yù)先裝置糾編油缸和導(dǎo)向油缸來進(jìn)行管道的糾正。當(dāng)管道間已經(jīng)形成連接再進(jìn)行頂進(jìn)時，如原有誤差沒有消減，就會和后出現(xiàn)的誤差重疊，影響頂管施工效果，因此要在施工過程中不斷進(jìn)行調(diào)整和校正，及時利用趨勢圖對出現(xiàn)的偏差進(jìn)行校正。可以在頂進(jìn)過程中每0.5m進(jìn)行一次測量，并對測量到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和整理，匯編成偏差趨勢曲線圖，作為參考數(shù)據(jù)進(jìn)行機(jī)頭偏差的發(fā)展趨勢分析以及管道糾正。根據(jù)現(xiàn)場施工情況進(jìn)行角度調(diào)整，當(dāng)其達(dá)到相應(yīng)峰值標(biāo)準(zhǔn)后，就可以上級匯報，管道偏差值已經(jīng)有所減小，從而可以判斷出其最前部管道機(jī)頭已經(jīng)開始逐漸往中心進(jìn)行靠近。這種方式能夠有效降低管道角度的偏差，進(jìn)行適當(dāng)校正后擺正機(jī)頭。過大幅度的校正又會起到相反的作用，導(dǎo)致機(jī)頭偏差擴(kuò)大。因此，對于管道的糾正工作要循序漸進(jìn)進(jìn)行，不能操之過急，要將管道高程控制在適當(dāng)范圍內(nèi)，逐漸將糾正角度歸于零。頂管施工糾正操作一定要在管道頂進(jìn)時進(jìn)行，最大程度的減小糾正所導(dǎo)致的折角度數(shù)，以避免管道接口處產(chǎn)生連接應(yīng)力誤差。一般來說調(diào)整四臺糾正千斤頂組的方法是頂進(jìn)糾正最常用的技術(shù)方法，這一方式是在管道出現(xiàn)偏差時用千斤頂進(jìn)行牽制，如偏差在左側(cè)則向右牽制，如偏差在右側(cè)則向左牽制。當(dāng)出現(xiàn)高程和方向偏差時，就需要有側(cè)重點的先進(jìn)行較大偏差的糾正工作。糾正應(yīng)做到在頂進(jìn)中采用小角度分級逐步進(jìn)行。如果頂管機(jī)頭出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，則可以利用管內(nèi)反作用力對管內(nèi)進(jìn)行加壓或在中間站提供旋轉(zhuǎn)糾正。

3 結(jié)束語

綜上所述，市政給水管道施工建設(shè)的好壞，會直接影響到城市的相關(guān)水利設(shè)施建設(shè)，關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，頂管施工技術(shù)是市政給水管道施工的重要技術(shù)，具有較高的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。施工建設(shè)單位應(yīng)高度重視，加大頂管施工技術(shù)的使用推廣力度，制定相關(guān)的及時實施標(biāo)準(zhǔn)，讓城市給水管道設(shè)置更合理安全，促進(jìn)城市發(fā)展和經(jīng)濟(jì)增長，不斷推進(jìn)可持續(xù)發(fā)展進(jìn)程。

參考文獻(xiàn)

[1]周先桂，潘承猛，莫培華.頂管施工在市政道路給排水管道中的應(yīng)用研究[J].企業(yè)導(dǎo)報，2011（16）.