左賀 安徽兩淮建設(shè)有限責(zé)任公司

長距離頂管施工技術(shù)屬于非開挖式的頂進(jìn)施工，不僅能夠滿足城市日常的交通流量需求，還能有效改善對生態(tài)環(huán)境和周邊建筑造成的不利影響。不僅如此，頂管頂進(jìn)施工的方式，能有效控制施工的速度進(jìn)程，減少施工現(xiàn)場的安全隱患，降低危險(xiǎn)系數(shù)，提高給排水工程的耐久性。但考慮到長距離頂管施工技術(shù)應(yīng)用環(huán)境的特殊性和個別技術(shù)的復(fù)雜性，還需要進(jìn)行進(jìn)一步的探討。

一、長距離頂管施工的技術(shù)優(yōu)勢

（一）工程影響較小

不同于以往的市政給排水管線技術(shù)，長距離頂管施工技術(shù)最明顯的優(yōu)勢就是在應(yīng)用該技術(shù)時不需要在地面進(jìn)行開挖。因此，不會影響城市道路交通，可以確保車輛和行人的正常通行。另外，還能從一定程度上優(yōu)化施工現(xiàn)場，有效地避免線狀、面狀施工模式對周邊交通居住環(huán)境帶來的諸多影響，產(chǎn)生的噪聲也相對較小，可以使施工現(xiàn)場更安全文明。

（二）有效提升施工速度

長距離頂管技術(shù)在市政給排水施工中，主要通過在地下建立專門的工作井進(jìn)行施工，所以在施工時即使面對惡劣的天氣環(huán)境也能進(jìn)行正常施工。特別是在施工過程中不會因?yàn)榻涤觑L(fēng)雪等自然因素影響工期或被迫停工，有利于縮短工期，降低工程整體造價，以確保施工單位的經(jīng)濟(jì)效益和市政給排水工程的建設(shè)進(jìn)度滿足預(yù)期計(jì)劃。另外，除了在施工期間方面的優(yōu)勢，還可以使竣工驗(yàn)收后的周邊環(huán)境得到迅速恢復(fù)，對地面植被和綠地設(shè)施的影響相對較小[1]。

（三）避免地下管線遭到破壞

城市的管道鋪設(shè)網(wǎng)絡(luò)十分復(fù)雜，傳統(tǒng)的市政給排水施工需要進(jìn)行開挖，如果控制不好就很容易破壞已經(jīng)接好的管線，然而長距離頂管施工技術(shù)的運(yùn)用，可以有效避開已經(jīng)建成的管線，避免其遭到破壞。除了對地面的影響較小，還不會對地下建筑根基造成破壞，可以使建筑物的根基更加穩(wěn)固。

二、長距離頂管施工技術(shù)在給排水施工中的應(yīng)用分析

（一）長距離頂管技術(shù)的應(yīng)用難點(diǎn)

1.管體材質(zhì)與長度

管材類型是影響施工質(zhì)量和施工效果的最主要因素，工程建設(shè)相關(guān)單位不僅要充分考慮到地下環(huán)境的大量管道，還要考慮工程施工建設(shè)周期長和應(yīng)用過程中的耐受性問題，選擇質(zhì)量有保障且安全穩(wěn)定的耐用型管道材料。隨著我國工程建設(shè)技術(shù)水平的不斷提高，就管材市場的整體情況來看，在長距離頂管施工中的管材選擇類型更豐富也更多元。然而，由于不同管道加工和管材生產(chǎn)質(zhì)量的差異性，各自的質(zhì)量和性能也大不相同，如表1 所示。因此，在施工建設(shè)中，管材選擇必須堅(jiān)持優(yōu)中選優(yōu)原則?，F(xiàn)階段，在長距離頂管技術(shù)施工中，常使用的管材類型主要有鋼管和鋼筋混凝土管，考慮到管道內(nèi)部的水大多數(shù)是生活用水或生活廢水，有很大的腐蝕性，應(yīng)選擇強(qiáng)度和抗腐蝕性更好的鋼筋混凝土管，以確保不在投入使用時漏水。相應(yīng)地，不同地段還要選擇不同長度和彎曲度的管道管線，一般情況下，管線彎曲弧度小且緩和的地段應(yīng)選擇長度較長的頂管。

表1 常見管材性能分析

2.管道壓力與推力

市政給排水管道的主要作用就是長時間負(fù)荷和供應(yīng)大量的水流，因此，在長距離頂管施工技術(shù)的應(yīng)用中，要結(jié)合實(shí)際情況，充分考慮管道的長度以及管徑的大小，以確保滿足供給水需求。在施工作業(yè)正式開始之前，必須要對城市的給排水施工區(qū)域有全面且系統(tǒng)的了解，同時，結(jié)合城市的規(guī)劃發(fā)展方案，合理劃分不同區(qū)域的頂管施工作業(yè)。除此之外，還要針對不同區(qū)域運(yùn)輸管道所承受的壓力和推力進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)和測驗(yàn)，在確保獲得精準(zhǔn)的計(jì)算結(jié)果后，再系統(tǒng)的進(jìn)行各項(xiàng)施工安排，避免在實(shí)際操作過程中出現(xiàn)管道的壓力數(shù)值過大情況，影響后續(xù)正常作業(yè)的開展。

3.管道位移

由于在長距離頂管施工作業(yè)中會用到比較長的管材，所以在施工中很容易受到人為或機(jī)械的影響，使管道發(fā)生一定位移。為了避免推力變化，影響管道位置，必須要確保管道安裝整體的精準(zhǔn)度。同時，還要嚴(yán)格按照市政給排水工程的建設(shè)系統(tǒng)安裝要求施工，確保給排水管道內(nèi)部的壓力符合相關(guān)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，保障日后的安全穩(wěn)定運(yùn)行。為了防止頂管位移，在推進(jìn)過程中還需要對軸線進(jìn)行實(shí)時的檢測，以確保頂進(jìn)和設(shè)計(jì)方案中軸線的直線方向，當(dāng)出現(xiàn)偏移情況時，施工操作人員要通過精準(zhǔn)的控制壓力，調(diào)整頂推系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)。

4.頂管機(jī)的選擇

實(shí)際應(yīng)用過程中需要充分考慮工程周圍的地質(zhì)、地層以及水文情況，在選擇頂管機(jī)時，既要保證施工質(zhì)量，又要確保施工安全。一般情況下，地層穩(wěn)定且在地下水位以上的頂管施工，應(yīng)選擇敞開式頂管機(jī)，而不穩(wěn)定的地層或在地下水位以下的頂管，則需要根據(jù)地形條件選擇土壓平衡式頂管機(jī)。

（二）長距離頂管技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

1.穿墻技術(shù)

在長距離頂管施工技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中會用到穿墻技術(shù)，在我國市政企排水工程建設(shè)的過程中對穿墻技術(shù)有著明確的要求，必須要保證穿墻的精準(zhǔn)度和速度滿足實(shí)際施工需要。首先，在長期的地下施工中，施工建設(shè)單位應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場的作業(yè)環(huán)境條件制定切實(shí)可行的施工作業(yè)方案，并根據(jù)現(xiàn)場的土壤強(qiáng)度和土層情況選擇最科學(xué)的施工方法。其次，考慮到在穿墻技術(shù)的應(yīng)用過程中可能會遇到堵塞通道的物質(zhì)，相關(guān)技術(shù)人員要提前制定對應(yīng)的解決方案并采取措施。最后，施工技術(shù)人員還要結(jié)合市政給排水長距離頂管施工的相關(guān)要求，制定有效地的整體管道防護(hù)方案，提高給排水管道的耐久性，避免在后期應(yīng)用中出現(xiàn)管道泄露的情況，防止污染環(huán)境，浪費(fèi)資源等問題[2]。

2.出洞技術(shù)

頂管出洞技術(shù)及其應(yīng)用是關(guān)系到施工質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)和重點(diǎn)環(huán)節(jié)，在該項(xiàng)施工技術(shù)的應(yīng)用中，施工單位必須要減少各個流程的操作誤差，提高作業(yè)的精準(zhǔn)水平。在施工作業(yè)前，應(yīng)在制定科學(xué)施工方案的基礎(chǔ)上，做好應(yīng)急處理的針對性預(yù)案。在開展頂管出洞作業(yè)的過程中，要重點(diǎn)關(guān)注管線的進(jìn)行方向，準(zhǔn)備好相應(yīng)的隨時調(diào)零工具，避免出現(xiàn)管線偏斜的情況。除此之外，還要考慮到施工現(xiàn)場環(huán)境因素的作業(yè)的影響，在工具管下方的井壁處也要做好相應(yīng)的支撐，并通過對預(yù)設(shè)初始角的彌補(bǔ)，有效控制出洞前的整體下跌幅度。

3.減阻技術(shù)

在頂管施工的過程中還需進(jìn)行注漿作業(yè)，減阻技術(shù)可以有效控制注漿過程中的阻力，提高長距離頂管注漿的實(shí)際效果和質(zhì)量水平。在注漿減阻技術(shù)的過程中，要在管道和地層之間的環(huán)狀間隙中注入減阻液，通過形成保護(hù)套，使管壁達(dá)到濕潤的狀態(tài)，以減少在長距離頂管頂進(jìn)中的摩擦阻力。相關(guān)的操作人員注意注漿各個步驟的順序性和同步性，頂管布漿應(yīng)設(shè)置單獨(dú)的注漿系統(tǒng)，選擇流量大且壓力低的注漿泵，同時還要及時進(jìn)行補(bǔ)漿作業(yè)，補(bǔ)漿作業(yè)也需要單獨(dú)的注漿系統(tǒng)，在補(bǔ)漿時則要選擇流量下、高壓力的注漿泵。在管道頂進(jìn)的過程中，施工人員還要定期檢測注漿的壓力數(shù)值以及漿液的粘度和用量情況，保證注漿、補(bǔ)漿、頂進(jìn)能夠同步，并堅(jiān)持先注后頂，隨頂隨注、及時補(bǔ)漿的原則，才能最大程度地避免出現(xiàn)漏漿問題，有效降低阻力，起到良好的支撐作用，提高工程的施工質(zhì)量，延長給排水管道的使用壽命。

4.頂進(jìn)測量與糾偏技術(shù)

在長距離頂管的頂進(jìn)施工中，還需要對給排水管道的中心線和高程控制點(diǎn)進(jìn)行測量。通常情況下，頂管工作坑兩側(cè)的中心線應(yīng)與管件線路保持高度一致，頂進(jìn)軸線和設(shè)計(jì)軸線也要保持一致。因此，在頂進(jìn)時，要每頂進(jìn)一次測量一次，確保出洞技術(shù)應(yīng)用的順利進(jìn)行。為了提高測量的進(jìn)度，還應(yīng)對測量控制點(diǎn)進(jìn)行反復(fù)測量，施工操作人要要在及時糾偏的基礎(chǔ)上，繪制相應(yīng)的管道頂進(jìn)軸線控制圖，確保有效掌握糾偏的實(shí)際效果，如圖1 所示。另外，還可以通過糾偏千斤頂不斷縮小偏差值，直至實(shí)際頂進(jìn)軸線與設(shè)計(jì)直線相一致。

圖1 頂進(jìn)測量糾偏技術(shù)應(yīng)用示意圖

5.洞口土體加固與通風(fēng)技術(shù)

除了注漿技術(shù)的加固作用，在長距離頂管的施工過程中還需要通過深層攪拌樁技術(shù)、高壓旋噴技術(shù)和凍結(jié)技術(shù)進(jìn)行洞頭土體的綜合加固。在加固時，要充分考慮到土摩擦角、滲水量、滲透系數(shù)等參數(shù)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)洞口的土質(zhì)較軟時，應(yīng)在頂進(jìn)過程中對斷面加固，如圖2 所示，反之，則在管道兩側(cè)和頂部的固定范圍內(nèi)加固，防止出現(xiàn)坍土現(xiàn)象；而針對個別土質(zhì)較硬的自立性土體，也可以選擇不加固。此外，考慮到施工作業(yè)場所和環(huán)境密閉性較大，空氣流通情況不佳，為了確保施工人員呼吸暢通和人身安全，還要保證通風(fēng)技術(shù)的有效性。在長距離管道頂進(jìn)施工的現(xiàn)場應(yīng)安裝通風(fēng)、鼓風(fēng)和供氧設(shè)備，提高現(xiàn)場的空氣流通速度。為了避免地下施工區(qū)域存在有毒有害氣體，在每次下井施工之前，還要做好全面檢測和通風(fēng)[3]。

圖2 洞口斷面加固位置

三、結(jié)語

隨著我國城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，市政給排水工程建設(shè)的水平也在不斷提高。其中，長距離頂管施工技術(shù)的應(yīng)用，工程施工對地表的破壞、對城市交通干擾以及周邊居民居住環(huán)境的影響越來越小。因此，相關(guān)的施工建設(shè)單位應(yīng)充分把握長距離頂管施工技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，通過進(jìn)一步把握施工技術(shù)的重難點(diǎn)和應(yīng)用要點(diǎn)，不斷提高這一技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用水平。