葉正乾

南昌市路橋工程有限公司 江西南昌 330000

在已有的各種地下市政工程建設(shè)施工技術(shù)中，頂管施工的技術(shù)先進(jìn)程度最高，應(yīng)用也最為廣泛，而且必將繼續(xù)應(yīng)用于各種大型地下市政工程建設(shè)中。這是因?yàn)?，在各種地下施工技術(shù)中，頂管施工技術(shù)對地上設(shè)施的破壞程度最小、對周圍居住環(huán)境的影響最小。因此，頂管施工技術(shù)在市政工程建設(shè)中發(fā)揮了越來越重要的作用。

1 技術(shù)原理

頂管施工過程中，不需要進(jìn)行開挖，或者僅需要進(jìn)行十分少的開挖就能夠?qū)⒏鞣N管道邁入地下。整個(gè)施工過程不會對地面產(chǎn)生很大的影響。即使是路面有建筑物，采用頂管施工技術(shù)也可以在不影響地面建筑物的前提下，將管道埋入預(yù)設(shè)路線。并且，頂管施工技術(shù)不但對地面各種建筑的影響最小，對環(huán)境的破壞也是最小的。頂管施工過程中產(chǎn)生的各種有害粉塵最小，施工過程不會對周邊生活環(huán)境造成很大的污染。因此，自頂管施工技術(shù)誕生之日起，尤其是隨著頂管施工技術(shù)的成熟度越來越高，絕大多數(shù)市政地下工程項(xiàng)目中已經(jīng)擯棄了開槽埋管的施工技術(shù)，而青睞于優(yōu)勢明顯的頂管施工技術(shù)[1]。頂管施工技術(shù)的基本原理是采用推力巨大的機(jī)械設(shè)備，直接將管道植入土層之中，避免對傳統(tǒng)鋪設(shè)管道過程的開挖處理。頂管施工的基本施工過程為：首先，基于市政工程設(shè)計(jì)規(guī)劃的管道鋪設(shè)線路，在管道鋪設(shè)的開端與盡頭分別修建工作井和接收井。如果管道沿線的地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，或者是管道的距離過長超出了一次鋪設(shè)的范圍，需要在管道線路中間建設(shè)中間井;其次，利用工作井內(nèi)的大推力機(jī)械設(shè)備完成鋼制管道(工具管)的頂進(jìn)作業(yè)。最后，正式的管道緊隨工具管的推進(jìn)，不斷被推入工作井中，一直到管道成功鋪設(shè)至接收井。在市政工程的污水管道安裝項(xiàng)目中，施工過程相對復(fù)雜，但施工原理基本相同，區(qū)別僅在于需要更為先進(jìn)的頂進(jìn)設(shè)備和額外建設(shè)頂進(jìn)中繼站。

2 頂管施工的關(guān)鍵技術(shù)措施

2.1 觸變泥漿系統(tǒng)

根據(jù)物理學(xué)知識，流體流動阻力與流動管道長度成正比，頂管施工過程中，距離不斷地加長，會直接導(dǎo)致管道與土體之間的摩阻力越來越大，那么相應(yīng)地所需的頂力也需要增大，而混凝土管有它所能承受的極限，頂力此時(shí)若＞這個(gè)極限，混凝土管就有可能被破壞，后果將不堪設(shè)想。注漿的作用首先是潤滑，將管土之間的干摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闈駶櫮Σ?，摩擦阻力自然就會減?。辉偈侵?，管道周圍土體在注漿的壓力下會變得更加緊實(shí)和穩(wěn)固；最后注漿對于改良土質(zhì)效果極好，原理是泥漿會滲透管道周圍的土體，而原本不好的土質(zhì)就會在泥漿的滲透下得到很大的改良。

2.2 注漿系統(tǒng)配置

注漿系統(tǒng)分3部分組成：包括拌漿、注漿和管道。其中，注漿可選擇液壓泵、柱塞泵或者螺桿泵。根據(jù)頂管管徑、埋深和頂進(jìn)長度的要求，應(yīng)選用在壓力和流量方面都符合條件的泵。每個(gè)注漿孔應(yīng)設(shè)球閥，在機(jī)尾和管路中應(yīng)設(shè)壓力表。每個(gè)斷面布置3個(gè)管道注漿孔，頂面1個(gè)管道注漿孔，兩側(cè)各1個(gè)管道注漿孔。因?yàn)槟酀{可自動流下，所以底部不需要設(shè)注漿孔。通常應(yīng)根據(jù)管道頂進(jìn)的速度、土質(zhì)情況等因素來確定補(bǔ)充泥漿的孔道數(shù)量和間距，而每隔2-5節(jié)設(shè)置管道最為合適。最好在每個(gè)注漿孔安裝球閥，在頂管機(jī)尾部和注漿孔管道上的其他適當(dāng)位置安裝壓力表。注漿的前一個(gè)步驟，首先應(yīng)向注漿設(shè)備注水，檢查注漿設(shè)備的相關(guān)性能，在確認(rèn)設(shè)備能正常使用后才可以注漿。注漿時(shí)可按≤0.1MPa的壓力不斷加壓，注漿流量、壓力等施工參數(shù)在注漿過程中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，結(jié)合減阻和控制地面變形的測量反饋數(shù)據(jù)做出改正。

2.3 管道頂進(jìn)

（1）頂進(jìn)前預(yù)備工作。管道頂進(jìn)前，全部設(shè)備應(yīng)經(jīng)過仔細(xì)檢查和試操作。包括檢查水壓、照明、通訊、液壓、電器、壓漿、氣壓、通風(fēng)等操作系統(tǒng)能否正常使用，電表、壓力表等各種儀表能否正確顯示，確認(rèn)其可正常工作后，方可進(jìn)行聯(lián)動調(diào)試，若沒有故障，可進(jìn)一步準(zhǔn)備頂管始發(fā)。出洞之前，磚封門可通過刀盤慢慢地切削掉或者頂管機(jī)直接擠倒。封門拆除后，應(yīng)將機(jī)頭迅速頂進(jìn)土中，機(jī)頭的高程和中心位置應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。（2）管道頂進(jìn)。管道初始頂進(jìn)的推進(jìn)速度應(yīng)控制得當(dāng)，不能太快，在此過程中應(yīng)摸索推敲推進(jìn)的有關(guān)數(shù)據(jù)，為后續(xù)頂進(jìn)能順利進(jìn)行提供參考。機(jī)頭入洞后，遇到異物、出現(xiàn)機(jī)頭下沉“磕頭”等問題，應(yīng)放緩速度，慢慢頂進(jìn)，待查明原因解決后，再進(jìn)行下一次頂進(jìn)。頂管掘進(jìn)機(jī)后接入第一節(jié)管道后，頂管機(jī)尾部最少有20-30cm會置于導(dǎo)軌上面，此時(shí)應(yīng)快速連接管道和頂管掘進(jìn)機(jī)。管道入土一切都正常后，每頂進(jìn)1m，至少測量1次，若要糾偏，需增加測量次數(shù)[2]。在管道頂進(jìn)時(shí)，頂管機(jī)前進(jìn)的方向應(yīng)控制好，結(jié)合測量結(jié)果分析產(chǎn)生偏差的原因、發(fā)展方向，制作出糾偏方案。在馬上抵達(dá)指定位置時(shí)，應(yīng)暫緩頂進(jìn)，測出機(jī)頭的準(zhǔn)確位置，當(dāng)機(jī)頭到達(dá)接收井封門時(shí)，停止頂進(jìn)，并在接收井內(nèi)完成引導(dǎo)軌的安裝，機(jī)頭通過導(dǎo)軌進(jìn)入井內(nèi)，同時(shí)拆除進(jìn)排泥管和壓漿管路、動力電纜等，將機(jī)頭與管節(jié)分離，機(jī)頭吊出，管節(jié)送到預(yù)設(shè)地點(diǎn)。（3）糾偏。在頂進(jìn)過程中，為了確保頂進(jìn)軸線和設(shè)計(jì)軸線的一致，需要對頂進(jìn)軸線多次測量。一般，每前進(jìn)一節(jié)混凝土管節(jié)的距離需要測量一次，為了保證測量的準(zhǔn)確性，在出洞、糾偏、到達(dá)終點(diǎn)前，要相應(yīng)地增加測量次數(shù)，施工時(shí)還要經(jīng)常對測量控制點(diǎn)進(jìn)行反復(fù)測量。頂管離開洞后，將激光經(jīng)緯儀放在頂進(jìn)軸線上，追蹤頂管機(jī)內(nèi)光靶測尺，頂進(jìn)中，施工人員就可以看到頂管機(jī)的趨勢及偏差情況，且更為直觀，測量人員也節(jié)省了時(shí)間，可以不再占用頂進(jìn)時(shí)間來測量軸線偏差。管道內(nèi)的可視度會隨著頂進(jìn)距離的不斷增長而減弱，需要用到經(jīng)緯儀進(jìn)行測量，然后結(jié)合實(shí)際施工情況來設(shè)置若干接站測量。

3 結(jié)語

綜上所述，在進(jìn)行市政工程頂管過程中，要認(rèn)真做好勘察、施工準(zhǔn)備等方面的工作，并對頂力進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，保證頂管施工質(zhì)量。