【摘要】市政工程在城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)過(guò)程中占據(jù)著不可替代的地位，以往情況下在開(kāi)展市政工程管道施工時(shí)，通常需要對(duì)地面進(jìn)行開(kāi)挖，由于施工周期較長(zhǎng)，不僅會(huì)影響到城市交通運(yùn)輸情況，還有可能引發(fā)一系列環(huán)境污染問(wèn)題。頂管施工技術(shù)作為一種非開(kāi)挖施工技術(shù)，該技術(shù)運(yùn)用時(shí)不需對(duì)地面進(jìn)行大面積開(kāi)挖，在覆土較深且管徑較大的市政管道施工中作用價(jià)值尤為明顯，基于此，本文將結(jié)合實(shí)例對(duì)市政工程中頂管施工技術(shù)的運(yùn)用展開(kāi)詳細(xì)論述。

【關(guān)鍵詞】市政工程;頂管施工技術(shù);運(yùn)用;分析? ? ? ? ? ?【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.34.091

1、前言

城市地下管網(wǎng)是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的一部分，如雨污水管網(wǎng)、通信系統(tǒng)、自來(lái)水供水以及電力管線等均需布置在地下管網(wǎng)中。傳統(tǒng)模式下在對(duì)地下管網(wǎng)進(jìn)行施工時(shí)，往往采取挖槽埋管的方式，不僅工程量大還會(huì)影響地面交通，環(huán)境污染，對(duì)居民的生活帶來(lái)諸多不便。頂管施工技術(shù)則可以很好的避免上述問(wèn)題，施工時(shí)不需大面積開(kāi)挖，且施工過(guò)程不會(huì)對(duì)地面設(shè)施造成影響，污染小，在市政工程中應(yīng)用價(jià)值明顯。

2、工程概況

某城市新建道路全長(zhǎng)為1145米，為城市病次干道等級(jí)，道路紅線24米。根據(jù)當(dāng)?shù)爻鞘械缆芬?guī)劃方案、道路周邊地形及豎向設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)將該道路西側(cè)的污水管由西向東接入概念道路東側(cè)的污水管中。污水管道管徑為DN1000，為III級(jí)混凝土管，經(jīng)多方研究決定，在W9-W16段采取頂管施工工藝。頂管施工部分參數(shù)如下：頂管施工總長(zhǎng)度為314m，管徑1000mm，混凝土強(qiáng)度為C50，抗?jié)B等級(jí)P8，坡度為0.001，管節(jié)2.0m，管底標(biāo)高為58.12-57.64;頂管施工過(guò)程中設(shè)置3座工作井，工作井內(nèi)直徑為3.70m，井壁厚度55cm-65cm，為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30;設(shè)置4座接收井，接收井內(nèi)直徑為2.00m，井壁厚度35cm-45cm，為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30。頂管施工部分采取泥水平衡頂管挖進(jìn)機(jī)械施工，根據(jù)新建道路地質(zhì)勘查報(bào)告，頂管施工沿線的粘土層和地下水對(duì)鋼筋及混凝土材料均具有較小的腐蝕性。

3、市政工程中頂管施工技術(shù)的應(yīng)用淺析

3.1施工準(zhǔn)備

3.1.1人員、物資、機(jī)械設(shè)備準(zhǔn)備

根據(jù)施工設(shè)計(jì)方案對(duì)施工人員妥善安排，同時(shí)安排專人對(duì)物資及機(jī)械進(jìn)行核查，確保滿足施工需求。

3.1.2技術(shù)準(zhǔn)備

組織施工人員對(duì)施工圖紙相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行熟悉，明確案例工程施工規(guī)范及質(zhì)量要求、技術(shù)要求。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員全面開(kāi)展技術(shù)交底和施工安全交底[1]。

3.1.3現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備

首先，根據(jù)施工平面圖要求設(shè)置測(cè)量點(diǎn)并構(gòu)建測(cè)量控制網(wǎng)點(diǎn)。其次，結(jié)合案例工程施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有進(jìn)出施工現(xiàn)場(chǎng)的道路，為便于運(yùn)輸，將案例工程紅線范圍內(nèi)道路作為施工便道，清理道路表面后，分層填筑碎石土并碾壓。再次，確定現(xiàn)場(chǎng)水電供給方案：結(jié)合案例工程實(shí)際情況，案例工程用水溝通當(dāng)?shù)鼐用窦肮┧块T(mén)接入，利用φ100管道引入施工現(xiàn)場(chǎng)[2]。在頂管施工現(xiàn)場(chǎng)架設(shè)120kw變壓器，線路根據(jù)施工線路架空布設(shè)，并在各施工段制定接口。同時(shí)投入2臺(tái)10kw發(fā)電機(jī)避免突然停電。此外，臨時(shí)設(shè)施準(zhǔn)備：由于施工現(xiàn)場(chǎng)面積狹小，興建施工項(xiàng)目部及員工宿舍難度較大，因此在施工附近租賃房屋解決臨時(shí)設(shè)施問(wèn)題。最后，本工程所用混凝土通過(guò)混凝土站制備運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)。

3.2頂管井開(kāi)挖及井壁施工

土方開(kāi)挖前，測(cè)量人員根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙測(cè)放樁位并校核，確認(rèn)無(wú)誤后開(kāi)挖土方，先由挖土機(jī)進(jìn)行挖掘，挖至一定深度后，預(yù)定一定土方由人工開(kāi)挖，避免機(jī)械開(kāi)挖擾動(dòng)基底土層，由中間向兩側(cè)開(kāi)挖。開(kāi)挖的同時(shí)對(duì)開(kāi)挖尺寸和土質(zhì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢驗(yàn)，若發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況與勘察結(jié)果不符，應(yīng)及時(shí)反饋[3]。隨后對(duì)孔徑和孔中心進(jìn)行檢查。施工過(guò)程每灌注三節(jié)井壁，就檢驗(yàn)一次樁垂直度和樁中心位置。

支設(shè)井壁模板：案例工程井壁施工所采用模板為鋼模板，根據(jù)井內(nèi)徑進(jìn)行分塊拼裝，安裝前先均勻涂抹一層脫模劑，并利用U形卡扣進(jìn)行固定。為給拆模工序提供便利，在模板拼裝時(shí)預(yù)留一道接縫并將φ48mm鋼管夾入其中。在頂管井每節(jié)井壁上預(yù)留出φ100mm的泄水孔，便于向坑內(nèi)排水。

澆筑井壁混凝土：澆筑井壁混凝土為C30商品混凝土，護(hù)壁上部厚度和下部厚度分別為65cm和55cm。利用吊桶下方混凝土，為避免模板出現(xiàn)側(cè)移情況，混凝土澆筑采取對(duì)稱澆筑方法，澆筑后為提升混凝土密實(shí)性，做好振搗工作，嚴(yán)格把控振搗工序，利用插入式振搗器以此振搗，在振搗上層混凝土?xí)r，為將兩層混凝土間接縫消除，振搗棒應(yīng)至少插入下層混凝土5cm，遵循快插慢拔的原則，做好不過(guò)振、不漏振，直到混凝土表面無(wú)氣泡泛出為宜[4]。

拆除井壁模板：井壁混凝土澆筑后，做好澆水保溫養(yǎng)護(hù)工作，避免出現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫。待終凝至少8h后對(duì)混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，強(qiáng)度大于1MPa方能拆除模板。先將模板拆除再拆模板，拆模后做好模板清潔工作。

排水施工：為避免施工時(shí)地表雨水對(duì)基坑進(jìn)行沖刷而導(dǎo)致塌方，在開(kāi)挖基坑前在基坑四周設(shè)置排水溝和集水井，經(jīng)沉淀處理后將地表水向地下管道排出。同時(shí)在井底設(shè)置集水坑和抽水設(shè)備，避免侵蝕井底[5]。

工作井底施工：待井壁施工高度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后，對(duì)井底松散土質(zhì)進(jìn)行清理，向工作井澆筑厚度為1.3m的C30混凝土，向接收井澆筑0.9m厚的C30混凝土，起到封底效果。

3.3頂管施工

3.3.1頂力計(jì)算

根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，在W12-W14段的頂距和埋深最大。經(jīng)計(jì)算，案例工程總頂進(jìn)阻力為1668.61KN，符合設(shè)計(jì)文件中要求的頂進(jìn)管徑為1000mm，頂力應(yīng)在2800KN以下的要求，由此，后背墻所提供的支撐力能夠滿足頂管施工要求。

3.3.2頂進(jìn)

通過(guò)利用起重設(shè)備吊裝管節(jié)，第一節(jié)管作為工具管放置在導(dǎo)軌上后，對(duì)管中心及管底高程進(jìn)行測(cè)量，確保一致后方能進(jìn)行頂進(jìn)施工。經(jīng)檢查，各管節(jié)拼裝完畢后，先進(jìn)行試頂進(jìn)，確保所有機(jī)械設(shè)備均能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)后再進(jìn)行正常頂進(jìn)工作[6]。借助于千斤頂為管道前進(jìn)提供推力。在頂進(jìn)過(guò)程中，土體被機(jī)頭的刀盤(pán)切削后，切掉的土體進(jìn)入到泥土倉(cāng)中，通過(guò)刀盤(pán)的攪拌與進(jìn)漿管輸送的清泥漿混合為濃泥漿，再經(jīng)過(guò)排泥管道將泥漿排出。隨著管道逐步頂進(jìn)，直至到達(dá)接收井，完成案例工程管道頂進(jìn)施工。

3.3.3頂進(jìn)糾偏

管道頂進(jìn)過(guò)程中，需密切關(guān)注并監(jiān)測(cè)管道軸線，確保其與設(shè)計(jì)軸線間不存在誤差。若二者存在偏差，輕則導(dǎo)致管道彎曲，管道接口處出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p壞，甚至?xí)霈F(xiàn)較為嚴(yán)重的滲漏問(wèn)題。結(jié)合筆者以往工作實(shí)踐，之所以在頂管施工中會(huì)出現(xiàn)管線偏移，原因可總結(jié)為以下幾點(diǎn)：其一，地下土層結(jié)構(gòu)不均勻，導(dǎo)致頂進(jìn)過(guò)程中阻力經(jīng)常發(fā)生變化，導(dǎo)致頂進(jìn)管受力不均勻進(jìn)而出現(xiàn)管線偏移。其二，頂進(jìn)工具方面原因。工具自身存在一定壓力差，導(dǎo)致在施工時(shí)頂進(jìn)工作不同步，產(chǎn)生管線偏移問(wèn)題[7]。所以，在案例工程施工過(guò)程中，安全專人定期檢測(cè)頂進(jìn)的軸線，確保頂進(jìn)工序無(wú)偏差，在各個(gè)頂進(jìn)階段分別測(cè)量并復(fù)測(cè)一次軸線偏差。同時(shí)為避免出現(xiàn)頂進(jìn)時(shí)的軸線偏差，還選用了精度較高的頂進(jìn)設(shè)備，確保頂進(jìn)施工質(zhì)量。

3.3.4出洞

管道頂進(jìn)穿墻工作完成后，根據(jù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，進(jìn)入到頂管出洞施工工序中。在市政工程頂管施工作業(yè)中，出洞施工是較為關(guān)鍵的。結(jié)合案例實(shí)際情況，污水管道施工中，施工人員將事先準(zhǔn)備好的鋼板樁在磚封門(mén)前鋪好，從而提升頂管施工效率和施工安全性，將塌方風(fēng)險(xiǎn)降至最低，確保頂管順利出洞。同時(shí)，在頂管機(jī)出洞前，施工人員需將磚封門(mén)拆除。推進(jìn)頂管機(jī)向著鋼封門(mén)前進(jìn)，在二者間距離達(dá)到100mm時(shí)，將事先安裝的鋼板樁全部拆除掉，由一側(cè)向另一側(cè)有序出洞，確保水分不會(huì)滲入，將洞口處止水環(huán)的作用充分發(fā)揮出來(lái)。

3.3.5泥漿減阻施工

泥漿減阻施工就是在頂進(jìn)過(guò)程中，在管道和地層間注入減阻的漿液，起到潤(rùn)滑保護(hù)的作用。案例工程頂管施工距離為314米，為保證整個(gè)施工過(guò)程穩(wěn)定注漿，每隔一段距離增設(shè)壓漿泵，加大注漿壓力。注漿構(gòu)成中，嚴(yán)格把控注漿壓力、泥漿黏度和注漿量，確保泥漿能夠在管道外壁均勻分布。頂進(jìn)過(guò)程和注漿過(guò)程應(yīng)同步，遵循隨頂進(jìn)隨注漿，先注漿后頂進(jìn)的原則，管壁外層形成泥漿層，減輕頂進(jìn)阻力[8]。并且應(yīng)當(dāng)注意，在整個(gè)頂管施工過(guò)程中，注漿工序不可突然中斷，如果因?yàn)椴豢杀苊庖蛩匦钑和Ｗ{，應(yīng)先停止頂進(jìn)后中止注漿。

3.3.6驗(yàn)收

案例工程在頂管施工結(jié)束后，通過(guò)閉水試驗(yàn)監(jiān)測(cè)管道是否存在滲水、漏水問(wèn)題，確保施工成果符合設(shè)計(jì)要求。若通過(guò)閉水試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)管理存在滲漏水現(xiàn)象，則應(yīng)及時(shí)查找滲漏位置進(jìn)行處理。處理后再次進(jìn)行閉水試驗(yàn)，驗(yàn)收合格后進(jìn)行污水管道的連接、回填，恢復(fù)道路。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，市政工程建設(shè)為城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及發(fā)展規(guī)劃做出了巨大貢獻(xiàn)，其中頂管施工技術(shù)所發(fā)揮的作用不可忽視，特別是針對(duì)覆土較深且管徑較大的市政管道工程，通過(guò)頂管施工不管是在技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性還是城市影響等方面均具有明顯優(yōu)勢(shì)。因此，本文結(jié)合筆者實(shí)踐案例，對(duì)頂管施工技術(shù)要點(diǎn)提出幾點(diǎn)個(gè)人見(jiàn)解，期望對(duì)于同行業(yè)人員有移動(dòng)借鑒價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙明.關(guān)于市政給排水工程中的長(zhǎng)距離頂管施工技術(shù)的應(yīng)用分析[J].居業(yè)，2021（2）：111-112.

[2]張素玲.市政泵站工程中頂管施工技術(shù)分析[J].工程技術(shù)研究，2021，6（7）：141-142.

[3]吳妨.關(guān)于市政工程頂管施工技術(shù)的探究[J].建材發(fā)展導(dǎo)向（上），2021，19（5）：280-281.

[4]冉登鋒.市政工程中電力管溝頂管施工技術(shù)分析[J].磚瓦，2021（4）：171-172.

[5]劉金光.芻議頂管技術(shù)在市政工程管道施工中的應(yīng)用[J].磚瓦世界，2021（8）：76.

[6]楊偉.市政道路排水工程中污水管頂管施工技術(shù)的應(yīng)用[J].建筑·建材·裝飾，2021（16）：72-73，82.

[7]蘇玲.市政雨污分流工程中的頂管施工技術(shù)分析[J].居業(yè)，2021（8）：73-74.

[8]陳光輝.頂管施工技術(shù)在市政給排水工程中的運(yùn)用[J].工程技術(shù)研究，2021，6（12）：118-119.

作者簡(jiǎn)介：

黃志東 1983年07月出生，男，漢族，湖南省郴州市宜章縣，本科學(xué)歷，從事工作方向：市政工程施工組織與預(yù)算的編制，現(xiàn)職稱：工程師。