季光武

（雙鴨山市水務(wù)局，黑龍江 雙鴨山155100）

當(dāng)前，管道施工是非常普遍存在的一種施工方式，通過管道可以形成一些重要的輸運(yùn)通道，完成其作為通道的預(yù)設(shè)作用。而管道施工會(huì)面臨很多現(xiàn)實(shí)的問題，采用傳統(tǒng)的施工方法造成了較大的施工代價(jià)，尤其是對地面設(shè)施的影響，更是使得施工的順利進(jìn)行要面臨很多現(xiàn)實(shí)的壓力。采用頂管法可以很好地解決這些問題，通過采用該方法不但能夠降低實(shí)際的施工成本，在施工的便捷性方面也有巨大的提升，因此，該方法也得到了施工企業(yè)和相關(guān)單位的高度認(rèn)可。

1 頂管法施工概述

在一些工程建設(shè)項(xiàng)目中，需要進(jìn)行管道系統(tǒng)的埋設(shè)作業(yè)，傳統(tǒng)的做法是將地表開挖到需要埋設(shè)的深度，放好管道后再進(jìn)行填埋，這會(huì)造成較為嚴(yán)重的施工困難，采用頂管法可以很好地解決該問題。頂管法是目前管道埋設(shè)施工比較普遍采用的方式，該施工方法可以避免對路面等地面設(shè)施進(jìn)行開挖作業(yè)，能夠最大限度降低施工的難度和成本，是目前較為普遍采用的一種施工建設(shè)方式，尤其在灌區(qū)施工中得到非常廣泛的運(yùn)用。頂管法是對管道施工的一種罪常用的非開挖施工形式，其通過頂管設(shè)備和相關(guān)技術(shù)的充分運(yùn)用，可以形成施工的高度有效性，并確保了整個(gè)施工的質(zhì)量。

從整個(gè)施工過程來看，頂管法主要是通過工作坑內(nèi)預(yù)設(shè)的頂進(jìn)設(shè)備所形成的巨大頂力，使得其可以抵消管道與土壤之間的摩擦阻力，并按預(yù)先設(shè)計(jì)的角度和坡度將其其完全頂?shù)酵寥纼?nèi)需要的位置，然后將產(chǎn)生的土方即時(shí)運(yùn)走，完成該管道的施工過程。當(dāng)完成第一節(jié)管子的施工后，接著將第二節(jié)管道抵住第一節(jié)管道持續(xù)頂進(jìn)，為此管道中間的銜接部分有很好的設(shè)計(jì)。整個(gè)工作的原理主要是考慮利用主頂油缸以及各個(gè)管道間以及中繼間等形成的持續(xù)推力，將施工管道從一個(gè)工作坑內(nèi)通過掘進(jìn)設(shè)備穿透道接收坑內(nèi)，再經(jīng)過處理，將相關(guān)設(shè)備吊起，使得管道能夠依據(jù)工具管道或者掘進(jìn)設(shè)備挖出的通道，進(jìn)而被埋設(shè)在土壤下的兩個(gè)工作坑中。

2 頂管法在灌區(qū)工程施工中的應(yīng)用

總的來說，頂管法在灌區(qū)工程施工中被廣泛采用，灌區(qū)需要建設(shè)數(shù)量較多的水管以滿足實(shí)際生產(chǎn)灌溉的需要，這些灌溉基礎(chǔ)設(shè)施如果采用露天的方式，會(huì)造成地表資源的浪費(fèi)，而埋設(shè)管道也可能因?yàn)槭┕るy度的問題，而在頂管法的設(shè)計(jì)中可以很好地解決這些現(xiàn)實(shí)的困難問題。通過頂管法，可以使得這些管道在不進(jìn)行過大的施工現(xiàn)場破壞效果之下，也能很好地將管道埋設(shè)在所需的位置。同時(shí)，還要針對頂管施工所遇到的各種現(xiàn)實(shí)問題，進(jìn)行有效地處理，以滿足整個(gè)施工生產(chǎn)的現(xiàn)實(shí)要求。

2.1 頂管法施工應(yīng)用原理

利用頂管法進(jìn)行管道施工的方式是在盾構(gòu)方法施工基礎(chǔ)上發(fā)展而來的地下管道埋設(shè)施工方式，其最大的優(yōu)勢就是不必對地表的面層進(jìn)行開挖，仍然可以有效穿越各種障礙物，包括鐵路、公路、地面建筑物、河流、地下管線等，都可以通過頂管法的操作克服其建設(shè)中的阻礙問題。采用頂管方式對管道進(jìn)行施工，需要充分依賴主頂油缸與施工管道存在的中繼間形成的施工效力產(chǎn)生推力，推動(dòng)整個(gè)施工的過程完成。其施工示意圖可如圖所示。

頂管法施工示意圖

頂管法進(jìn)行管道埋設(shè)施工需要注重三個(gè)方面的平衡問題，只有這三方面的平衡實(shí)現(xiàn)，才能最終確保整體施工的質(zhì)量和效率，這三個(gè)平衡分別為：氣壓、泥水、土壓的施工平衡。這三個(gè)平衡中的任何一個(gè)平衡不能有效實(shí)現(xiàn)，都可能造成整個(gè)施工難以達(dá)到預(yù)期的建設(shè)目標(biāo)。為此，必須針對這三個(gè)平衡的具體表現(xiàn)形式，做好相應(yīng)的處理，使得整個(gè)施工過程可以有效進(jìn)行。

整個(gè)施工中需要尤其注重的一個(gè)突出問題就是施工的適應(yīng)性，這種適應(yīng)性需要針對地質(zhì)情況、環(huán)境條件與設(shè)計(jì)要求的具體內(nèi)容，做好相應(yīng)的適應(yīng)調(diào)整。在技術(shù)選用方面，要挑選能夠滿足所有要求的施工方式，要按照地質(zhì)調(diào)研數(shù)據(jù)的內(nèi)容嚴(yán)格設(shè)計(jì)施工方案，并充分結(jié)合實(shí)際施工的經(jīng)驗(yàn)做法。通常情況下，針對灌區(qū)的土壤特點(diǎn)以及施工工程項(xiàng)目情況，頂管方法機(jī)頭大多選用氣壓平衡網(wǎng)格式機(jī)頭施工。采用這種機(jī)頭進(jìn)行作業(yè)可以在頂進(jìn)時(shí)利用氣壓的平衡完成對土壤當(dāng)面壓力的處理，可以更有效穩(wěn)定機(jī)頭的作業(yè)過程，并降低其對地表環(huán)境的破壞性影響。

2.2 頂管法施工技術(shù)及其工藝

采用頂管法進(jìn)行管道埋設(shè)施工，其選擇的頂管技術(shù)包含了一些關(guān)鍵性的環(huán)節(jié)，只有將這些環(huán)節(jié)充分處理妥善，才能最終確保其整體的作業(yè)質(zhì)量，并為最終工程建設(shè)效果奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。其大致可以歸納為四個(gè)方面，下面分別進(jìn)行詳細(xì)說明。

（1）主頂選擇。主頂是整個(gè)施工作業(yè)的動(dòng)力來源，其整體輸出功率對施工作業(yè)的質(zhì)量以及作業(yè)效率有著非常重要的影響。通常情況下，會(huì)選擇4 臺推力為200 噸以上的千斤頂設(shè)備，這些作為主頂?shù)那Ы镯斊淇梢暂敵龅男谐碳s為1.4 米。推動(dòng)千斤頂工作的動(dòng)力來源是幾臺油泵，在千斤頂?shù)谋趁娌捎梅謮涵h(huán)以及道木等方式將推力均勻施加在工作井部位，其前側(cè)則主要用于推動(dòng)分壓環(huán)，通過頂鐵使得管節(jié)能夠向前頂進(jìn)。制作分壓環(huán)的金屬材料必須達(dá)到一定程度的剛性標(biāo)準(zhǔn)，只有這樣，才能確保其可以與管端面的充分緊密的接觸，并能夠?qū)崿F(xiàn)其自身無變形的施工要求。

（2）中繼間的設(shè)定。在進(jìn)行長距離頂進(jìn)施工時(shí)，會(huì)發(fā)生阻力大于頂力的情況，難以一次性完成頂進(jìn)的距離，這時(shí)候需要在路途中間設(shè)置中繼間，通過分段接力的方式完成頂進(jìn)作業(yè)。通常需要在機(jī)頭后設(shè)置一個(gè)中繼間，對設(shè)備的前殼體與前接管連接，后殼體與后接管連接，前后殼體間為承插式連接，兩者間依靠橡膠止水帶密封，防止管道外水土和漿液倒流入管道內(nèi)。鋼殼體結(jié)構(gòu)進(jìn)行精加工，保證其在使用過程中不發(fā)生變形。中繼間殼體外徑與管節(jié)外徑相同，可減少土體擾動(dòng)、地面沉降和頂進(jìn)阻力。當(dāng)管道頂通以后，拆除千斤頂及各種輔件，外殼與管節(jié)內(nèi)壁之間的間隙用細(xì)石混凝土填充。

（3）接口控制技術(shù)。管節(jié)接口主要由外套環(huán)橡膠止水帶和軟土襯墊組成。鋼套環(huán)在加工處至現(xiàn)場運(yùn)輸?shù)跹b過程中不能變形，接口不損壞，以確保管節(jié)在對接過程中，橡膠帶不移位、不翻轉(zhuǎn)，確保管節(jié)的密封性。同時(shí)，鋼環(huán)套在進(jìn)場前還必須做好防腐處理。軟木襯墊采用多層膠合板，將其夾于前后管節(jié)鋼套環(huán)間，以均勻管節(jié)間的相互作用力，減少整個(gè)接口的損壞。管道頂通后，管道須作內(nèi)接口處理，將管節(jié)間的膠合板鑿至同樣深度，并用瀝青彈性嵌縫膏或水泥砂漿抹平。

（4）注漿工藝。在長距離管道頂進(jìn)過程中，必須采用注漿工藝，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，減少土體變形、沉降和隔水。觸變泥漿經(jīng)攪拌后存入儲漿箱，通過注漿機(jī)經(jīng)管道輸送至混凝土管注漿孔，注入土體形成泥漿套。

綜上所述，頂管法可以最大限度避免管道施工對整個(gè)地面設(shè)施的影響，在很多領(lǐng)域都有非常廣泛的采用，尤其是灌區(qū)工程施工中，如果采用過去的開挖作業(yè)方式，那么地面土地將會(huì)因施工造成嚴(yán)重的生產(chǎn)阻礙。且這些管道施工可能會(huì)經(jīng)常進(jìn)行，只有通過頂管法的施工方式才能最終確保施工質(zhì)量，降低施工的經(jīng)濟(jì)成本和社會(huì)成本。通過不斷完善和發(fā)展頂管法的應(yīng)用技術(shù)和工藝，能夠形成對整個(gè)施工最有效的促進(jìn)效果，成為各方極為重視的施工技術(shù)，研究得到持續(xù)投入。