于博 劉平

濟南水務(wù)集團有限公司 山東 濟南 250022

一、頂管技術(shù)

頂管施工技術(shù)是非開挖施工方法的重要內(nèi)容，頂管施工技術(shù)不但能夠避免對建筑物以及公共設(shè)施造成破壞，同時能夠減少施工過程中對地面交通產(chǎn)生影響，對保護城市土層以及維護市容具有重要作用。城市中人口密集，交通壓力也比較大，給水管道一旦出現(xiàn)問題進行施工維護，波及的建筑范圍較大，因此要加強頂管技術(shù)在給水管道施工中的應(yīng)用，以避免施工給周邊環(huán)境帶來的影響。

通過頂進設(shè)備的推力來克服管道與土壤之間的摩擦力，從而按照設(shè)計坡度來將管道正確的放置在土層中，這種埋設(shè)管道的技術(shù)就稱為頂管施工。在進行頂管施工的過程中，需要將主頂油缸以及中繼間和管道間的推力利用起來，以利于工具管從工作坑內(nèi)的土層穿過，進入到接受坑內(nèi)進行起吊，然后再將管道在兩坑之間進行埋設(shè)。這種方法與地鐵施工中的盾構(gòu)法類似，但是不用進行土層開挖，就可以把管道穿過土層，進而完成管道的鋪設(shè)，所以廣泛應(yīng)用于公路、鐵路、河流及建筑物下給水管道施工。頂管施工技術(shù)隨著我國建筑行業(yè)的發(fā)展而日益成熟，發(fā)展前景良好，同時因為各個地方的經(jīng)濟情況還存在著設(shè)備老舊，專業(yè)技術(shù)人員短缺等問題，對實際施工中的應(yīng)用纏上了一定的影響。

二、頂管施工在市政給水管道中的應(yīng)用

1.施工前的準(zhǔn)備。在頂管施工前，首先必須要弄清楚將要施工的區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境，主要包括水文、地質(zhì)狀況、地基土壤種類及物理性質(zhì)，各層土的密實度、含水層的滲透系數(shù)、地下水位、流量和地表水排水情況，預(yù)防在施工工程中出現(xiàn)危險。對已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的可能會對工作面有影響的土體及塊石進行預(yù)處理，排除各種干擾因素。其次就是合理配置頂管施工的起重設(shè)備、注水系統(tǒng)和管片堆場，同時要對物料工具放置處、拌漿材料處和拌漿棚、自動控制室及棄土坑的位置進行合理規(guī)劃。

2.頂進設(shè)備的選擇、安裝調(diào)試。在給水管道的鋪設(shè)中，常用鋼筋混凝土為頂進管，經(jīng)過充足的應(yīng)力和配筋計算達到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計使用要求，同時避免了地質(zhì)中可能存在具有腐蝕性的物質(zhì)對罐體的腐蝕。獲得準(zhǔn)確的頂管的長度和直徑后，進一步推算出內(nèi)外徑數(shù)據(jù)，考慮到現(xiàn)場工人的施工作業(yè)空間，頂進管通常需要保證 500mm以上的管徑。頂進管的長度要根據(jù)實際情況選擇合理的長度，否則出現(xiàn)路線偏移，很難處理，增加工程挖坑、支護以及回填的施工成本。頂鐵、運土設(shè)備、高壓油泵和千斤頂是頂管施工中的必要設(shè)備，合理搭配使用設(shè)備的臺數(shù)和規(guī)格對工程的順利進行有著重要的影響。

3.頂管井的設(shè)計。頂管井有工作井和接收井兩種，在設(shè)計建造頂進管時大多數(shù)情況下會選擇鋼筋混凝土頂管井結(jié)構(gòu)，單孔結(jié)構(gòu)的工作井主要有正方形、矩形和圓形三種形式，其中圓形結(jié)構(gòu)的工作井受力性能高于正方形和矩形。

4.頂管施工應(yīng)用流程。

4.1 穿墻：將墻悶板打開然后頂出工具管至井外并將止水裝置安裝的過程。首先夯實穿墻管內(nèi)的紙筋凝土，使穿墻管具有暫時的阻水擋土功能。其次對穿墻管周圍的土體進行預(yù)注漿加固，提高結(jié)構(gòu)強度，在打開悶板工具管迅速推進的過程中，必須要做好穿墻止水工作。

4.2 頂管出洞，頂管機從第一節(jié)管子中破除工作井洞口進入土層中的過程。這個環(huán)節(jié)很關(guān)鍵，較為容易出現(xiàn)問題，因此嚴重點關(guān)注，施工前要保證管道的完整和無破損等外觀質(zhì)量以及管道端面的平直狀況。然后用起重設(shè)備運輸下放到指定位置，頂進前要進行緩慢的試頂，等各個設(shè)備接觸良好后，進行頂進工作。施工過程中油壓變化巨大，要停止頂進，排查問題后在進行頂進。一般在管道頂出洞口時，可以采用小導(dǎo)管注漿加固洞口的土體，保證境內(nèi)施工人員及設(shè)備的安全。

4.3 中間加設(shè)千斤頂。對于管體頂進距離較長的工程一般要在管體之間加設(shè)千斤頂，分段向前頂進，同時分散了住千斤頂?shù)膲毫ΓM而增加一次頂進的長度。

4.4 注漿施工。頂進施工前對管道周圍土體進行預(yù)注漿，輔助管道的頂進和管道護壁的安全，其作用主要有兩個方面：一是起潤滑作用，注漿后減少了管道外幣與土體之間的摩擦阻力；二是穩(wěn)固管道周邊土體，漿液填充了管道外幣與土體之間的縫隙的同時會有部分漿液滲入周邊土體，預(yù)防地面產(chǎn)生大面積的沉降變形，增強了整體性。

4.5 安裝工程脹圈。在頂進管道的接口處用工程脹圈進行連接密封，通過調(diào)整螺栓或使用背楔把脹圈和管壁連成一個剛體，減小管道線路的偏移，在頂進過程中隨時檢查調(diào)整。

4.6 頂進糾偏。頂管過程中，管道發(fā)生偏移就會使各個管節(jié)之間無法合攏，這就需要進行糾偏。糾偏措施一般可分為超挖、頂木和千斤頂三種方法，當(dāng)管道偏移量很小的時候，可通過反側(cè)超挖，在偏向位置預(yù)留土坎，使得管道逐漸回正，或者采用頂木利用偏移一側(cè)的土壤作為反力支撐，在頂進過程中借助阻力進行糾偏，千斤頂?shù)姆椒ㄅc頂木類似。頂管過程主要是力學(xué)原理的應(yīng)用，施工前要精密的計算，避免不必要的問題耽誤工程進度。

結(jié)語：在市政給水工程中用頂管技術(shù)，充分利用其對城市地上建筑物以及交通的影響小的優(yōu)點，同時也節(jié)約了資源，減少人力物力的投入，適應(yīng)當(dāng)今可持續(xù)發(fā)展的主旋律，特別是對發(fā)展較為落后城市提供了便利，既解決了市政用水的問題，又保護了城市的市容市貌，還帶動了當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展。