胡歧濤
隨著科技的快速發(fā)展,市政工程頂管技術(shù)在有效促進(jìn)城市健康可持續(xù)發(fā)展中始終占據(jù)著重要的技術(shù)領(lǐng)先地位,對社會產(chǎn)生了直接而深遠(yuǎn)的影響,一個(gè)城市常住人口的生產(chǎn)和日常生活,其生產(chǎn)服務(wù)質(zhì)量和日常生活管理方式,重要的技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域之一就是頂管工程技術(shù)。在傳統(tǒng)的市政工程頂管施工中,主要進(jìn)行管道溝槽開挖,開挖過程中不僅運(yùn)輸困難,而且進(jìn)行了大量的設(shè)備投資、繁雜的社會協(xié)調(diào),使得整個(gè)建設(shè)過程艱難無比。目前,中國城市地下管道交錯(cuò)進(jìn)行,管道建設(shè)的難度大大增加。面對這種情況,施工單位必須全面考慮所有因素,著力加強(qiáng)對頂管工程技術(shù)的研究,確保城市生活秩序不受影響,從而使建設(shè)工程項(xiàng)目得到有效開發(fā)。為此本文從管道頂管工程的技術(shù)特點(diǎn)、具體應(yīng)用以及注意事項(xiàng)等角度出發(fā),對施工情況進(jìn)行了深入探究。
隨著我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對實(shí)際管道工程技術(shù)要求的不斷提高,在管道工程施工過程中,傳統(tǒng)的施工方法主要是封閉施工道路,不僅嚴(yán)重影響施工道路的正常交通運(yùn)輸,而且可能對管道施工周圍的交通環(huán)境產(chǎn)生不利影響。目前頂管工程技術(shù)彌補(bǔ)了以往傳統(tǒng)施工方法的一些不足,減少了施工路面大開挖可能造成的道路交通擁堵,不僅保證了施工區(qū)域路面的完整性,也保證了施工作業(yè)面周邊無較大風(fēng)沙揚(yáng)塵的可能性,同時(shí)也大大降低了施工對周邊環(huán)境的不利影響,如降水造成的地面沉降、挖斷既有市政管道、夜間施工巨大噪音等。頂管工程技術(shù)在為市政建設(shè)帶來極大便利的同時(shí),也對施工技術(shù)提出了更高的要求。因此,要對頂管工程技術(shù)進(jìn)行要點(diǎn)分析并不斷完善其工藝,對于提高工程效率并保證施工安全而言有著重要的研究意義。
近年來,頂管工程技術(shù)快速發(fā)展。所謂的頂管工程技術(shù),也被稱為非開挖施工,是不開挖或少開挖進(jìn)行管道施工方法。頂管工程技術(shù)可以無需開挖地面上層,通過地面建筑物、道路和河流,減少對城市造成傷害,最大限度地保留城市的外觀。頂管工程技術(shù)的占地面積小,作業(yè)面對環(huán)境影響小,不產(chǎn)生噪聲,充分利用了現(xiàn)有施工資源,降低了項(xiàng)目成本。
在市政道路建設(shè)中,頂管工程技術(shù)可用于穿越道路和河流等許多障礙物,大幅節(jié)約建設(shè)資金和資源,提高建設(shè)效率。在采用頂管工程技術(shù)的過程中,不需要沿管道敷設(shè)沿線進(jìn)行溝槽開挖,可以在邊施工邊敷設(shè)相應(yīng)的市政管道,因此,與傳統(tǒng)的溝槽開挖和管道敷設(shè)方法明顯不同。當(dāng)前,隨著中國城市的持續(xù)發(fā)展,許多現(xiàn)有的供水和排水系統(tǒng)難以滿足新的要求。如果敷設(shè)相應(yīng)的供水和排水管道,地表作業(yè)將面臨許多障礙,特別是地面工程施工,需要辦理道路挖掘占用審批手續(xù)、協(xié)調(diào)交管部門路面交通管控。在此基礎(chǔ)上,頂管工程技術(shù)的應(yīng)用,可以將原有的地表開挖轉(zhuǎn)換為便于施工處理的點(diǎn)位,對地表影響小,具有良好的施工效果和社會效益。
頂管工程技術(shù)在市政工程頂管的應(yīng)用中環(huán)保效益突出,非開挖頂管的施工過程中振動(dòng)效果比較小,污染相對較少,干擾較弱,噪聲較少,對周圍居民的生活危害不大,因此,不會引起大規(guī)模揚(yáng)塵,不會損傷嚴(yán)重的地面植被,因此,具有良好的環(huán)保優(yōu)點(diǎn)。另外,相較于傳統(tǒng)的管道敷設(shè)方法,頂管工程技術(shù)的施工面積較小,不需要特意降排水,可以減少建設(shè)期間地面沉降量,能有效滿足周邊得居民和企事業(yè)單位對環(huán)境的要求。
頂管工程技術(shù)作為管道敷設(shè)技術(shù)之一,在國內(nèi)廣泛使用,特別是在市政工程頂管中。頂管工程技術(shù)可以安全、可靠地下穿既有建構(gòu)筑物。近年來隨著頂管工程技術(shù)的適用范圍逐漸增加,發(fā)現(xiàn)頂管工程技術(shù)具有良好的土壤適應(yīng)性,可以適應(yīng)市政工程頂管中不同的土壤地質(zhì)。第一,頂管工程技術(shù)是防水的。頂管工程技術(shù)的使用,可以充分避免鉆井引起的地下水問題,盡可能避免地下水操作的不便,促進(jìn)更好的施工流程,縮短施工時(shí)間;第二,頂管工程技術(shù)成本較低。頂管工程技術(shù)節(jié)約了大量設(shè)備使用臺班,不需要大規(guī)模的土方開挖,大幅減少房屋搬遷量,大幅縮短管道長度,降低開挖的工作負(fù)荷,提高了項(xiàng)目的建設(shè)效率和經(jīng)濟(jì)效益,能減少工程直接投資。
項(xiàng)目立項(xiàng)前,需要了解施工現(xiàn)場的基本條件,了解市政工程頂管項(xiàng)目所在區(qū)域的給排水系統(tǒng)規(guī)劃,確保建設(shè)中和建設(shè)后不會影響地區(qū)給排水。項(xiàng)目正式開工前,首先取得地質(zhì)勘察報(bào)告,充分了解地下水位、地下建構(gòu)筑物,及時(shí)整理場地,并由施工單位制定詳細(xì)可行的施工方案,選擇合理的工具管道和頂管裝置。項(xiàng)目建設(shè)工程中,需要掌握施工質(zhì)量,必須確保頂管結(jié)構(gòu)符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí),注意頂管建設(shè)中氣候變化對頂管施工的影響,在寒冷地區(qū),冬季需要施加氣壓,確保頂管工程技術(shù)適用。
(1)地質(zhì)調(diào)查
頂管工程施工前,除了做好設(shè)備、材料必須要準(zhǔn)備工作,對施工現(xiàn)場進(jìn)行全面的調(diào)查和檢測也是必不可少。為了更好地優(yōu)化和改善市政管道的敷設(shè)效果,保證頂管工程技術(shù)的應(yīng)用更加合理,為了進(jìn)一步改善建設(shè)效果,充分考慮建設(shè)施工周圍環(huán)境,結(jié)合建筑布局結(jié)構(gòu),合理規(guī)劃管道路線,提高頂管工程技術(shù)應(yīng)用效率,為后續(xù)順利施工奠定基礎(chǔ),項(xiàng)目建設(shè)前必須注意對地質(zhì)勘察,做好工作的現(xiàn)場建設(shè)情況的詳細(xì)調(diào)查。
(2)安全管理
在實(shí)施頂管過程中,實(shí)施現(xiàn)場監(jiān)督將顯著保證工程施工質(zhì)量的控制和工程技術(shù)應(yīng)用效果。為了提高現(xiàn)場建設(shè)監(jiān)督質(zhì)量,必須避免現(xiàn)場管理混亂,防止安全事故。市政工程頂管建設(shè)中的頂管技術(shù)需要大量的機(jī)械設(shè)備工作,因此,從現(xiàn)場環(huán)境和建設(shè)工程結(jié)構(gòu)的角度來看,加強(qiáng)安全管理,提高工程施工質(zhì)量意義非凡。為了實(shí)施安全管理,參建單位可以采取各種措施制定安全管理體系,實(shí)施安全管理體系的教育和培訓(xùn);其次,實(shí)施人員安全保護(hù),設(shè)立現(xiàn)場安全負(fù)責(zé)人崗位,在特殊區(qū)間和正常區(qū)間進(jìn)行不同的頻率往復(fù)檢查。通過各種措施,提高安全管理質(zhì)量,確保的生命安全,穩(wěn)妥推進(jìn)頂管施工進(jìn)度。同時(shí)保證基礎(chǔ)設(shè)備不受地下水和地下建構(gòu)筑物的影響。
(3)加強(qiáng)鋼管(砼管)位置的控制
在頂管工程技術(shù)的應(yīng)用過程中,管道的材料、種類和其他因素在敷設(shè)管道之前必須綜合考慮。另外,加強(qiáng)鋼管(砼管)位置的控制影響建設(shè)效果的重要因素之一。在建設(shè)過程中,為了在合理的范圍內(nèi)控制它,必須加強(qiáng)鋼管(砼管)位置的控制。在連接鋼管(砼管)的過程中,必須配置鋼管(砼管)的位置。在頂管的結(jié)構(gòu)過程中,它必須確保頂管中的所有鋼管(砼管)接頭,不能根據(jù)發(fā)生移位和變形到某個(gè)位置,從而避免管道底部出現(xiàn)問題。在鋼管(砼管)接口的位置還應(yīng)防止縫隙過大,避免被地下水滲透,確保鋼管(砼管)接頭內(nèi)部無灰塵,鋼管(砼管)接頭連接順暢。
對于頂管工程技術(shù)在市工程中的應(yīng)用,必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙定義特定位置。固定點(diǎn)確定后進(jìn)一步明確工作井和接收井的大小和形狀,并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏c調(diào)整。當(dāng)然,頂管施工中井作業(yè)和接收的合理配置必須基于總體考慮,施工人員充分掌握總量及其分布后,方能使頂管工程技術(shù)的應(yīng)用更加高效有序。在特定工作井的建造處理中。各階段施工過程必須嚴(yán)格按規(guī)范、規(guī)程控制,以確保工作井的可靠質(zhì)量。在管道起重操作中,管道起重裝置的安裝是頂管施工的重要階段,在安裝特定設(shè)備期間,工作臺必須在后續(xù)配置中安裝和放置模塊,為設(shè)備提供空間?;A(chǔ)建成后,儀器運(yùn)輸、布置完畢后,下一步就是導(dǎo)軌安裝。在安裝期間,導(dǎo)軌偏差應(yīng)該及時(shí)檢測和糾正,以避免安裝偏差導(dǎo)致后期施工出現(xiàn)問題。導(dǎo)軌安裝調(diào)試完成后隨即安裝頂管特殊設(shè)備,同時(shí)在安裝過程中檢查偏差補(bǔ)償,以確認(rèn)設(shè)備安裝的準(zhǔn)確性。設(shè)備安裝完成后,施工人員必須檢查設(shè)備的質(zhì)量,并確保設(shè)備能夠正常工作。另外,在進(jìn)行裝置定位安裝時(shí),施工人員需要時(shí)刻關(guān)注到地下水位的升降,防止出現(xiàn)地下水位逆流而導(dǎo)致排水不及時(shí)。
由于施工現(xiàn)場的復(fù)雜性,需要重視施工現(xiàn)場使用的各種設(shè)備的布局。另外,用于市政工程頂管的頂管施工設(shè)備大部分是自動(dòng)設(shè)備,因此,對線路的連接質(zhì)量要求很高。頂管作業(yè)前,必須提前檢查管道布局,以提高頂管方向的精度。在頂管機(jī)應(yīng)用過程中,必須有效記錄每臺時(shí)間間隔,目的是按照設(shè)計(jì)的參數(shù)完成頂管機(jī),避免頂管機(jī)出現(xiàn)錯(cuò)誤,施工過程注意定期保持校正序列。在施工過程中不僅要控制布局,也進(jìn)行頂管通風(fēng)。為了避免潛在的安全危險(xiǎn),必須進(jìn)行地層和管道堵塞檢查工作,同時(shí)監(jiān)測頂管中有毒氣體的含量,運(yùn)用抽風(fēng)法和鼓風(fēng)法進(jìn)行通風(fēng),然后通過通風(fēng)裝置排出。
在頂管操作過程中,必須有效控制頂管,再進(jìn)行土層頂進(jìn)。值得注意的是,在施工過程中,注意觀察接收井的相關(guān)參數(shù),如果觀察有差異,則需要采取措施進(jìn)行調(diào)整。首先,在頂進(jìn)過程中,需要控制的關(guān)鍵點(diǎn)就是前進(jìn)速度,太快或太慢都會對頂管施工的整體質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。機(jī)頭進(jìn)洞的時(shí)候,需要根據(jù)實(shí)際的建筑土的狀態(tài)來控制前進(jìn)的速度。在施工過程中,出現(xiàn)機(jī)頭下沉等一系列情況時(shí),需要降低機(jī)頭前進(jìn)的速度,分析可能導(dǎo)致機(jī)頭下沉原因,并作相應(yīng)調(diào)整。頂管頂進(jìn)時(shí),必須控制管路頂進(jìn)機(jī)床的方向并確定其位置:其次,安裝導(dǎo)軌,并在指定位置安裝管接頭。在實(shí)際的頂管施工過程中,工作井預(yù)留孔的直徑稍大于管接頭的外徑,以幫助頂管順利出口。頂管機(jī)進(jìn)出洞口是頂管工程一個(gè)重要的過程,管道頂進(jìn)方向正確,才能避免出洞口周圍的土層松動(dòng),如果發(fā)現(xiàn)土層松動(dòng)則可以在出洞口周邊土體內(nèi)加壓灌漿。
頂管工程技術(shù)的應(yīng)用工藝要求在鋼管(砼管)交接部分,為了保證頂管位置與施工圖一致,應(yīng)連續(xù)增加測量控制點(diǎn)的位置,測量頂管頂入的距離。頂管深入土體離開孔洞后,也可以使用激光經(jīng)緯儀來確定頂管軸的位置和跟蹤光目標(biāo)測量。在頂管的過程中,如果有需要在時(shí)間內(nèi)修正的偏差,掌握項(xiàng)目的進(jìn)度有助于進(jìn)行正確的控制。頂管施工的布線必須嚴(yán)格按照施工圖設(shè)計(jì)的布線進(jìn)行,避免超長距離頂管。受土層與頂進(jìn)工具的影響,施工過程中容易出現(xiàn)管道偏差。如果管路的軸偏離設(shè)計(jì)的軸,則管路彎曲,管路發(fā)生較大偏移時(shí),也可能導(dǎo)致管道接頭損傷或關(guān)節(jié)泄漏等。因此,在頂管施工過程中必須定期檢查頂管軸位置,可以通過重復(fù)測量或增加測量頻率來降低軸偏差。在設(shè)備安裝過程中,需要選擇高精度頂管裝置,提高設(shè)備安裝的精度。管道位置偏差是頂管工程建設(shè)過程中的常見問題,施工前要對各種可能造成偏差的原因做到心中有數(shù),管道位置、間隙必須嚴(yán)格自動(dòng)糾正,避免管道損傷等不良質(zhì)量問題,使工程質(zhì)量符合規(guī)范、規(guī)程要求。
在頂管的建設(shè)過程中,必須充分利用頂管裝置的工具,聘請操作頂管的專家,最好由專家進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查,在建設(shè)前進(jìn)行記錄,在實(shí)施前完全掌握性能。在建設(shè)過程中,工作人員必須始終注意頂管的變化,頂管施工要做好地表沉降或隆起監(jiān)測及防治,有必要跟蹤并監(jiān)視路面狀態(tài),調(diào)整參數(shù),通常地表沉降存在裂縫,則必須在施工前標(biāo)記原始裂縫,修正偏差。頂管施工過程中,如出現(xiàn)異常情況,必須立即停止建設(shè),采用科學(xué)合理的方法進(jìn)行有效解決,對于不同的事故,應(yīng)制定緊急計(jì)劃,進(jìn)行不同的處置措施。
在市政工程頂管建設(shè)的全過程中,首先,要不斷培養(yǎng)項(xiàng)目施工人員的相關(guān)專業(yè)知識和技術(shù)水平。通過不斷穩(wěn)步地提高專業(yè)知識和技術(shù)水平,確保市政工程頂管建設(shè)按照國家有關(guān)規(guī)定有序進(jìn)行,高效準(zhǔn)確地保證市政工程頂管施工的安全和質(zhì)量。施工現(xiàn)場頂管施工單位負(fù)責(zé)技術(shù)、安全的人員必須及時(shí)發(fā)布信息,更新頂管施工的技術(shù)進(jìn)展,及時(shí)組織市政工程頂管施工安全管理技術(shù)的培訓(xùn)、學(xué)習(xí)和交流。要時(shí)刻提醒頂管作業(yè)人員注意安全和警惕施工現(xiàn)場可能發(fā)生安全事故的危險(xiǎn)源,確保市政工程頂管施工人員人財(cái)產(chǎn)安全。另外,在確保頂管建設(shè)安全管理的過程中,要及時(shí)對所有市政工程頂管管理安全管理技術(shù)人員進(jìn)行與專業(yè)技術(shù)有關(guān)培訓(xùn)督導(dǎo),從而有效規(guī)范市政工程頂管施工安全管理操作,降低市政工程頂管施工安全管理過程中各操作環(huán)節(jié)的各種安全隱患。市政工程頂管施工安全管理項(xiàng)目小組必須全面、切實(shí)明確各部門安全隱患管理職責(zé),在工作中相互協(xié)調(diào)配合,落實(shí)各項(xiàng)安全隱患風(fēng)險(xiǎn)管理的組織實(shí)施,市政工程頂管施工期間及施工結(jié)束后,確保市政工程頂管的質(zhì)量和安全。
在現(xiàn)場施工管理過程中,污染物和各種建筑垃圾都可能影響施工設(shè)備的正常運(yùn)行,其部件需要及時(shí)消毒清洗。施工設(shè)備安裝前,應(yīng)對設(shè)備內(nèi)部部件進(jìn)行徹底消毒和清潔,有效減少施工設(shè)備后續(xù)的日常維護(hù)。設(shè)備消毒清洗后,由于季節(jié)性氣候變化,季節(jié)性氣候變化也可能對施工設(shè)備壓縮機(jī)的正常工作量和運(yùn)行環(huán)境產(chǎn)生決定性影響。在寒冷的冬季,一些地方可能容易結(jié)冰,導(dǎo)致使用排氣閥的管道內(nèi)部結(jié)冰,因此,通常需要及時(shí)采用多個(gè)檢測設(shè)備氣壓的安全檢測管理模式。當(dāng)施工設(shè)備需要進(jìn)行多次泵壓檢測時(shí),需要提前進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)據(jù)分析,及時(shí)分析問題并給出合理的解決方案,以確保施工設(shè)備在施工作業(yè)管理過程中的安全。
綜上所述,就當(dāng)前情況來看,頂管施工技術(shù)還不夠成熟,通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)頂管施工過程中往往存在不確定性因素。所以,建設(shè)施工單位如果想要應(yīng)用該技術(shù),就需要在項(xiàng)目立項(xiàng)前和施工過程中了解項(xiàng)目實(shí)施情況,并根據(jù)存在的問題做好防范和糾偏措施,保證施工活動(dòng)正常進(jìn)行的同時(shí)也要保證頂管施工的質(zhì)量。