高潔

（中國鐵建港航局集團(tuán)有限公司第一工程分公司，廣州 511442）

1 城鎮(zhèn)污水處理管道的基本要求

1.1 管道材料和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

城鎮(zhèn)污水處理管道的材料選擇和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是確保其長期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵因素。在材料選擇上，考慮因素包括管材的耐腐蝕性、強(qiáng)度、耐久性以及環(huán)境適應(yīng)性。常用的管材有聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）和玻璃鋼等，因其優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和較高的機(jī)械強(qiáng)度而被廣泛應(yīng)用。此外，考慮到城市污水的腐蝕性質(zhì)，選擇的管材必須能夠抵抗污水中各種化學(xué)物質(zhì)的侵蝕，以及地下環(huán)境中的微生物腐蝕。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)方面，需充分考慮管道的流量設(shè)計(jì)、坡度、直徑及深度等參數(shù)，以確保污水順暢流動(dòng)，避免堵塞和溢流。

1.2 管道布局與規(guī)劃原則

城鎮(zhèn)污水處理管道的布局與規(guī)劃原則是確保其高效、經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)運(yùn)行的重要基礎(chǔ)。管道布局需考慮城鎮(zhèn)整體規(guī)劃，包括居民區(qū)、工業(yè)區(qū)和商業(yè)區(qū)的分布，以及未來的發(fā)展方向。要求管道網(wǎng)絡(luò)不僅要滿足當(dāng)前的需求，還要有足夠的靈活性和擴(kuò)展能力，以適應(yīng)未來可能的變化[1]。管道布局必須考慮地形地貌，優(yōu)先利用自然坡度促進(jìn)污水流動(dòng)，減少泵站的設(shè)置，以降低能耗和運(yùn)維成本；應(yīng)避免管線穿越地質(zhì)不穩(wěn)定區(qū)域，減少由于地面沉降或地震等自然災(zāi)害引起的管道損壞風(fēng)險(xiǎn)。

2 頂管施工的關(guān)鍵設(shè)備與技術(shù)

2.1 頂管機(jī)的選擇與操作

在城鎮(zhèn)污水處理管道的頂管施工中，頂管機(jī)的選擇與操作是實(shí)現(xiàn)高效、精確施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。頂管機(jī)作為施工的主要設(shè)備，其選擇必須基于工程的具體要求，包括管道直徑、長度、土質(zhì)條件，以及預(yù)期的施工難度。對于直徑較小、土質(zhì)較軟的工程，可以選擇輕型或中型的頂管機(jī)；而對于直徑較大、土質(zhì)復(fù)雜或固體含量高的工程，則需要使用重型頂管機(jī)。施工過程中，操作人員需根據(jù)實(shí)時(shí)的地下情況調(diào)整頂管機(jī)的推進(jìn)速度和方向。在整個(gè)頂管施工過程中，還需緊密監(jiān)控頂管機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和周圍環(huán)境的變化，包括對推進(jìn)力、土壓、設(shè)備溫度等關(guān)鍵參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，以及對周邊建筑物和地面沉降的監(jiān)測。通過對這些數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分析，操作人員可以及時(shí)調(diào)整施工策略，以確保施工的安全性和效率。

2.2 導(dǎo)向系統(tǒng)的重要性與應(yīng)用

在頂管施工領(lǐng)域，導(dǎo)向系統(tǒng)直接影響著施工的精度和效率。頂管施工中，導(dǎo)向系統(tǒng)的主要職責(zé)是確保頂管機(jī)按照預(yù)定軌跡準(zhǔn)確無誤地進(jìn)行推進(jìn)，對管道的準(zhǔn)確布設(shè)和后續(xù)運(yùn)營的可靠性至關(guān)重要。導(dǎo)向系統(tǒng)的選擇和應(yīng)用需要基于工程的具體條件，包括施工環(huán)境、管道長度、直徑以及土質(zhì)情況。導(dǎo)向系統(tǒng)一般分為激光導(dǎo)向和GPS 導(dǎo)向兩種。激光導(dǎo)向系統(tǒng)通過在頂管機(jī)前端設(shè)置激光發(fā)射器，并在起始井中安裝激光接收器，以確保頂管機(jī)沿著預(yù)設(shè)的激光線進(jìn)行推進(jìn)，在短距離和直線段施工中表現(xiàn)尤為出色，能夠提供高精度的導(dǎo)向。相較之下，GPS 導(dǎo)向系統(tǒng)適用于更長距離和復(fù)雜路線的施工，通過衛(wèi)星定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)對頂管機(jī)的實(shí)時(shí)位置監(jiān)控和調(diào)整，尤其適合在開放區(qū)域和大型工程中應(yīng)用。

3 城鎮(zhèn)污水處理管道頂管施工

3.1 管線遷改

汕尾市某鄉(xiāng)村建設(shè)項(xiàng)目主要施工內(nèi)容是進(jìn)行雨污分流管道建設(shè)，通過分流系統(tǒng)將污水引入處理設(shè)施后，排入污水干管或水體，雨水則直接排入雨水干管或河道。在管道布置過程中，面臨的主要挑戰(zhàn)是處理與現(xiàn)有城市基礎(chǔ)設(shè)施，如給水管、燃?xì)夤堋㈦娏﹄娎|溝和電信管等，根據(jù)GB 50289—2016《城市工程管線綜合規(guī)劃規(guī)范》，在現(xiàn)有工廠區(qū)和居民區(qū)內(nèi)敷設(shè)新管道時(shí)，必須考慮與現(xiàn)狀管線的位置沖突。為此，制定了以下原則：（1）對于無法調(diào)整位置的污水支管，必須改遷現(xiàn)狀管線；（2）污水管施工若對現(xiàn)有管線構(gòu)成安全隱患，也需進(jìn)行改遷；（3）對于燃?xì)夤芫€，需委托專業(yè)公司并與相關(guān)部門協(xié)調(diào)以實(shí)施改遷。

3.2 管道施工工法選擇

城市市政道路排水工程的施工關(guān)鍵在于選擇合適的施工工法，其直接關(guān)系到工程的質(zhì)量、投資成本、對城市環(huán)境的影響及對周邊建筑物的保護(hù)。施工工法的選擇取決于管道埋深、現(xiàn)場條件、土壤條件以及其他相關(guān)因素。

土壤的類型、密度、濕度以及其中的巖石含量等屬性，直接決定施工的難易程度，以及所需采用的技術(shù)和方法。土壤條件的差異性要求施工團(tuán)隊(duì)必須在工程開始之前，進(jìn)行詳盡的地質(zhì)勘探和分析，以便制訂適宜的施工方案。輕質(zhì)土壤，如沙土和砂質(zhì)土壤，通常容易挖掘，但穩(wěn)定性較差，易造成坍塌或沉降，需要采用適當(dāng)?shù)闹ёo(hù)措施，如使用管片維持管道周圍土壤的穩(wěn)定；重質(zhì)土壤如黏土或含石量高的土壤，則難以挖掘，需要更強(qiáng)力的頂管機(jī)以及特定的刀具，此外，重質(zhì)土壤還可能導(dǎo)致頂管機(jī)推進(jìn)速度減慢，增加施工難度和成本。例如，較淺的DN300 化糞池連接管（埋深約1～1.5 m）可采用放坡開挖方式施工。不便于開挖的管段應(yīng)采用頂管施工工藝，常規(guī)頂管工法適用于DN800 以上的管徑，特別適用于復(fù)雜的地下條件，如黏性土、粉性土、砂土，以及卵石、碎石等非黏性土層。這種方法可以減少對交通、人口密集區(qū)及地面建筑物的影響，特別適用于城市中交通繁忙、建筑物密集的區(qū)域。對于小于DN800的管徑，小口徑（微型）頂管工法更為合適，在控制施工精度和保證施工質(zhì)量方面具有顯著優(yōu)勢。

微型掘進(jìn)機(jī)在頂管工程中發(fā)揮著核心作用。通過主頂油缸推進(jìn)，掘進(jìn)機(jī)頭進(jìn)入土層并達(dá)到接收井；切削刀盤在電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，粉碎土質(zhì)和石塊，并將其與泥漿混合后輸送至地面；土壓平衡裝置維持水土平衡，防止地面沉降或隆起。掘進(jìn)過程中，通過激光導(dǎo)向控制系統(tǒng)確保精確定位；操作者可調(diào)整內(nèi)置式油缸，糾偏掘進(jìn)機(jī)，實(shí)現(xiàn)高精度的管道定位。設(shè)備包括操縱室、遙控臺(tái)、液壓動(dòng)力站、泥水循環(huán)裝置和激光定位裝置等，輔助設(shè)備如起重機(jī)、發(fā)電機(jī)等也在施工中起到重要作用，保證了頂管施工的高效性和精確性，對現(xiàn)代市政建設(shè)至關(guān)重要[2]。

3.3 頂管施工技術(shù)要點(diǎn)總結(jié)

頂管施工前，必須確保地面設(shè)備和物資準(zhǔn)備充分，包括施工用電、水源、通道、排水及照明設(shè)備。井上、井下均需建立測量控制網(wǎng)，并通過監(jiān)理認(rèn)可。工作井內(nèi)部布局包括后靠背、導(dǎo)軌、主頂油缸等，以確保施工順利進(jìn)行。后背墻的施工則依賴于頂推力和液壓千斤頂布置的計(jì)算結(jié)果，并采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，確保強(qiáng)度和安全。施工過程包括土體清除、鋼筋焊接綁扎、模板支護(hù)、混凝土澆筑等步驟。確保后背墻與周圍結(jié)構(gòu)牢固連接，以傳遞頂推反力。泥水系統(tǒng)和水壓控制在頂管施工中也起著重要作用。泥漿系統(tǒng)負(fù)責(zé)傳輸被挖掘機(jī)挖出的渣土，還用于平衡地下水壓。在有地下水的情況下，通過調(diào)節(jié)機(jī)內(nèi)泥水循環(huán)系統(tǒng)和水壓保持壓力平衡，避免抽地下水。注漿量的計(jì)算和操作要求嚴(yán)格，以防止路面沉陷和結(jié)構(gòu)損壞。操作控制方面，需要經(jīng)過專業(yè)訓(xùn)練的操作人員在地面控制室內(nèi)外操作，并監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)。進(jìn)出洞口措施也至關(guān)重要，包括防止土體坍塌和水土流失、頂管機(jī)頭的正確安裝和調(diào)整，以及止水措施的實(shí)施。

3.4 頂管施工過程的關(guān)鍵注意事項(xiàng)與測量控制

頂管施工過程中，保持挖掘面的穩(wěn)定性是至關(guān)重要的。當(dāng)掘進(jìn)機(jī)停止工作時(shí)，特別是在進(jìn)洞階段，必須確保泥水不從土層或洞口流失，以防止挖掘面失穩(wěn)，包括防止洞口止水圈漏水，維持挖掘面的平衡穩(wěn)定。監(jiān)測地下水壓力和泥水倉水壓力的變化也至關(guān)重要，這要求及時(shí)采取相應(yīng)措施以應(yīng)對壓力變化。頂進(jìn)過程中，應(yīng)監(jiān)控挖掘面的穩(wěn)定性，檢查泥水的濃度、相對密度及進(jìn)排泥泵的流量和壓力，確保這些指標(biāo)處于正常范圍。特別是排泥泵，其排量過小可能會(huì)導(dǎo)致排泥管中有淤泥和堵塞，因此，需要特別注意。完成頂管頂進(jìn)后，對管節(jié)上的壓漿孔進(jìn)行封堵，確保結(jié)構(gòu)完整性和功能。在頂管施工的測量和方向控制方面，確保頂進(jìn)軸線控制在設(shè)計(jì)軸線允許的偏差范圍內(nèi)是關(guān)鍵，要求在頂進(jìn)過程中密切關(guān)注激光點(diǎn)的偏向，并經(jīng)常對控制臺(tái)進(jìn)行復(fù)測以保證測量精度。此外，還需要利用聯(lián)系三角形法定期復(fù)測指示軸線，以保證整個(gè)頂進(jìn)軸線的一致性。在糾偏控制方面，機(jī)頭的姿態(tài)調(diào)整尤為關(guān)鍵，及時(shí)調(diào)整可以避免因糾偏過大而引起的反向糾偏，采用趨勢圖控制法可有效地解決此問題。

4 城鎮(zhèn)污水處理管道頂管施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

4.1 施工前的準(zhǔn)備與檢查

在城鎮(zhèn)污水處理管道頂管施工前做好準(zhǔn)備與檢查工作是確保施工質(zhì)量的基礎(chǔ)，對頂管機(jī)及其輔助設(shè)備，如泥漿處理系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)等，必須進(jìn)行全面的檢查和試運(yùn)行，確保其性能穩(wěn)定可靠。在施工方案的制訂過程中，應(yīng)基于現(xiàn)場實(shí)際情況和前期勘查數(shù)據(jù)詳細(xì)規(guī)劃頂管機(jī)的推進(jìn)路徑和速度，還應(yīng)包括應(yīng)急預(yù)案，以應(yīng)對可能出現(xiàn)的意外情況，如設(shè)備故障、地質(zhì)突變等。

4.2 施工過程中的監(jiān)控與調(diào)整

頂管施工過程中，必須密切監(jiān)控周邊建筑物和地下設(shè)施的穩(wěn)定性，通常通過地面沉降監(jiān)測來實(shí)現(xiàn)，包括采用沉降觀測點(diǎn)和傾斜儀等設(shè)備，一旦監(jiān)測到超出安全范圍的變化，應(yīng)立即采取措施，如調(diào)整推進(jìn)速度或采取加固措施；實(shí)施環(huán)境監(jiān)控，特別加強(qiáng)對噪聲、振動(dòng)和揚(yáng)塵的控制，可減少施工對周邊環(huán)境和居民的影響；定期檢查所有的安全設(shè)備和保護(hù)措施，確保施工現(xiàn)場的安全。

4.3 施工后的質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

城鎮(zhèn)污水處理管道頂管施工完成后的質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)主要聚焦于管道的完整性、功能性以及其與周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)性。管道完整性的檢驗(yàn)涉及對管道材料、結(jié)構(gòu)及接口的檢查，確保管道無裂紋、斷裂或變形等結(jié)構(gòu)性損害，且所有接口均密封良好，無泄漏現(xiàn)象，管道的直線度和坡度也需根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行檢測。管道的功能性檢驗(yàn)包括對管道的水密性和耐壓性進(jìn)行測試，確保管道在正常運(yùn)行條件下無滲漏，且能夠承受設(shè)計(jì)的最大工作壓力。此外，管道的流量和輸送效率也需要檢測，以驗(yàn)證其能夠滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和運(yùn)營需求。對于安裝有附加設(shè)備的管道，如檢查井、通風(fēng)口等，也需進(jìn)行功能測試，以確保其能夠正常運(yùn)行。

5 結(jié)語

綜上所述，通過精確的施工前準(zhǔn)備、嚴(yán)格的施工過程監(jiān)控，以及細(xì)致的施工后質(zhì)量檢驗(yàn)，可以有效提高頂管施工的質(zhì)量和效率。此外，解決施工中的常見問題并實(shí)施有效的質(zhì)量控制措施，對于保證工程質(zhì)量、延長管道使用壽命，以及減少維護(hù)成本至關(guān)重要，對促進(jìn)城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。