解延銳

（廊坊市市政設(shè)施管理處，河北 廊坊 065000）

1 非開(kāi)挖頂管施工技術(shù)概述

城區(qū)市政管網(wǎng)工程中因地下環(huán)境復(fù)雜，管線眾多，因此如果采用大開(kāi)挖的方式進(jìn)行市政管網(wǎng)施工，將會(huì)造成很大程度的影響，甚至對(duì)已有的設(shè)施造成破壞，給城市居民生活帶來(lái)不便甚至安全隱患。在這樣的背景下，應(yīng)用非開(kāi)挖頂管技術(shù)，可以很好的避免這樣的影響，該技術(shù)對(duì)土層的干擾較小，產(chǎn)生的噪音較小，對(duì)周?chē)h(huán)境和交通影響較弱。與傳統(tǒng)開(kāi)挖埋管施工相比，頂管施工工序與開(kāi)挖土方數(shù)量較少，安全性更高。

2 非開(kāi)挖頂管施工技術(shù)應(yīng)用分析

2.1 工程案例

某市政管網(wǎng)工程污水管道建設(shè)模塊，其埋設(shè)深度為7.5m，長(zhǎng)度為280m。由于該污水管道建設(shè)區(qū)域具有大量的建筑物，導(dǎo)致其并不能進(jìn)行大面積基層開(kāi)挖。為了最大限度降低排水管溝槽開(kāi)挖對(duì)道路周邊地基的不利影響，本次工程采用了泥水平衡式機(jī)械頂管施工工藝。主要施工結(jié)構(gòu)為C30鋼筋砼沉井結(jié)構(gòu)，其頂管為F型鋼承口式II級(jí)球墨鑄鐵管。

2.2 勘查與設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)之前需對(duì)頂管施工區(qū)域的水文地質(zhì)情況、鄰近施工現(xiàn)場(chǎng)地下管網(wǎng)情況、地面構(gòu)造物以及周邊交通情況進(jìn)行詳細(xì)勘查和調(diào)查，以此為依據(jù)設(shè)計(jì)最合理的線路及井位。在設(shè)計(jì)施工線路過(guò)程中，應(yīng)注意地下環(huán)境的影響，例如線路周?chē)赡艽嬖诘墓芫€、建筑基礎(chǔ)和樹(shù)木根莖等，此外對(duì)于管線的長(zhǎng)度及地質(zhì)條件，要合理確定工作井位置和數(shù)量。為便于后期檢查和施工維護(hù)，需要建立檢查井，從而保證工程的可靠性。

2.3 頂管管材及參數(shù)選擇

首先在市政管網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中，非開(kāi)挖頂管施工技術(shù)所用到管材主要為球墨鑄鐵管、灰口鑄鐵管、鋼管等。其中灰口鑄鐵管抗拉強(qiáng)度為140，抗彎強(qiáng)度為380，屈服極限在110-160之間，硬度在200以下；而球墨鑄鐵管主要抗拉強(qiáng)度及抗彎強(qiáng)度均在420以上，其屈服極限在300以上，硬度小于230；鋼管抗彎強(qiáng)度及抗拉強(qiáng)度均在410以上，屈服極限在300以上，硬度小于140。結(jié)合以上數(shù)據(jù)，可得出球墨鑄鐵管抗彎強(qiáng)度較大，且由于其在生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)過(guò)了脫硫、融化、孕育、球化、離心等多個(gè)處理工序，具有良好的抗壓、抗腐蝕氧化及抗動(dòng)荷載性能。因此在市政管網(wǎng)非開(kāi)挖頂進(jìn)施工技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，可優(yōu)先選擇球墨鑄鐵管作為基礎(chǔ)材料。其次在市政管網(wǎng)非開(kāi)挖頂管直徑選擇環(huán)節(jié)，需要綜合考慮項(xiàng)目類(lèi)型及施工地質(zhì)條件確定具體施工管徑。同時(shí)結(jié)合非開(kāi)挖頂進(jìn)管實(shí)際承受動(dòng)載荷、靜載荷情況，可對(duì)砼管配筋情況、壁厚要求進(jìn)行統(tǒng)一分析，進(jìn)而得出相應(yīng)頂進(jìn)管外部周長(zhǎng)。由于在具體非開(kāi)挖頂進(jìn)管作業(yè)環(huán)節(jié)，需要進(jìn)行不同土方挖制節(jié)點(diǎn)的設(shè)置，因此在頂進(jìn)管內(nèi)徑設(shè)置過(guò)程中，應(yīng)至少在510mm以上。最后在非開(kāi)挖頂進(jìn)管長(zhǎng)度選擇過(guò)程中，由于非開(kāi)挖頂進(jìn)工序中頂進(jìn)管長(zhǎng)度對(duì)頂進(jìn)效益具有較大的影響。因此若整體市政管網(wǎng)為直線推頂形式，可保證整體施工質(zhì)量。

2.4 頂管工藝實(shí)施

在非開(kāi)挖頂管施工技術(shù)應(yīng)用前期，需采用地下管線探測(cè)裝置對(duì)地下管線位置進(jìn)行全面分析，并進(jìn)行導(dǎo)向孔的合理設(shè)置。然后利用探測(cè)棒進(jìn)入導(dǎo)向管內(nèi)部，并采用頂管掘進(jìn)設(shè)備，推動(dòng)頂管進(jìn)入地下。最后根據(jù)孔道中位線位置，進(jìn)行鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)回拉擴(kuò)孔。

2.5 工作井設(shè)置

非開(kāi)挖頂管施工工藝主要具有頂管機(jī)頭安裝、出坑頂進(jìn)井及機(jī)頭進(jìn)坑、拆卸接收井兩種形式。在實(shí)際市政管網(wǎng)工作井平面位置處理過(guò)程中，主要依據(jù)設(shè)計(jì)管位置要求及以往地下管線位置，最大限度控制施工擾動(dòng)力度，并結(jié)合周邊建筑群、地下管線最小平面作業(yè)半徑，選擇相應(yīng)的工作井形式。需要注意的是，若在工作井設(shè)置過(guò)程中，采用鋼板樁或者沉井模式，則需要依照實(shí)際工作井深度的1.50倍核算。

2.6 頂管進(jìn)出洞處理

首先應(yīng)將工具管推向出洞位置，最終停止在距離出洞位置1.1m處。并在工作井洞口位置進(jìn)行橡膠止水裝置的設(shè)置。在這個(gè)過(guò)程中，為了降低掘進(jìn)機(jī)出洞階段扣頭問(wèn)題出現(xiàn)概率，可在出洞止水槽下部進(jìn)行輔助導(dǎo)軌的設(shè)置，并采取適當(dāng)油缸糾偏收緊及底部延伸導(dǎo)軌安裝措施。隨后通過(guò)上一階段鋼混凝土與機(jī)頭的剛性連接體系設(shè)置，可在后續(xù)頂管出洞階段，采取逐節(jié)施工的形式。其次，在頂進(jìn)工具管運(yùn)行過(guò)程中，需要以洞口止水圈起作用作為終止標(biāo)志，在其到達(dá)洞口止水圈4個(gè)小時(shí)后，可進(jìn)行靜止土壓力檢測(cè)，確定最終壓力控制系數(shù)。需要注意的是，在頂管不斷推進(jìn)過(guò)程中，在首節(jié)頂管安裝前期，需要設(shè)置一定數(shù)量的止退裝置，降低主頂回頂概率。同時(shí)為了控制接頭頂管出洞后阻力，可在沉井洞1/3位置進(jìn)行注漿管的設(shè)置，通過(guò)觸變泥漿的流動(dòng)，可最大限度降低頂進(jìn)管與土層之間的摩擦阻力。最后，在頂進(jìn)管距離接收井32m左右距離時(shí)，應(yīng)進(jìn)行軸線復(fù)測(cè)措施，并維持頂進(jìn)管在接收井控制范圍內(nèi)，保證頂進(jìn)管平穩(wěn)運(yùn)行。由于大多數(shù)工程接收井外圍具有隔水帷幕、水泥攪拌樁等裝置，因此在持續(xù)推進(jìn)工作中，不需要再進(jìn)行土體特殊加固作業(yè)。而在頂管推進(jìn)預(yù)定尺寸之后，可將頂管與后混凝土管拆除，并在雜物清除后。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上，隨著城市建設(shè)的不斷進(jìn)行，越來(lái)越多的市政管網(wǎng)工程投入建設(shè)，在進(jìn)行管網(wǎng)工程的管道施工時(shí)，為了避免對(duì)城市環(huán)境和交通造成較大的影響，需要進(jìn)行非開(kāi)挖的施工技術(shù)，這樣既可以保證施工的正常進(jìn)行，又可以避免對(duì)周邊環(huán)境造成較大的影響。因此在市政排水工程施工中，非開(kāi)挖頂管技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，必將得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。