頂管技術是市政工程中常見的一項技術，已經得到廣泛應用，本文簡單介紹了頂管技術，著重對市政給水管道頂管的施工技術進行分析。

　　《市政技術》市政管理雜志，創刊于1973年，由中國市政工程協會、北京市政路橋建設控股(集團)有限公司北京市政建設集團有限責任公司、北京市市政工程研究院主辦。

　　一、頂管施工的概述

　　頂管法又稱為非開挖管道敷設技術，其原理就是在管道的沿線按設計的方案設置工作井和接收井，工作井內設置堅固的后座，吊進油壓千斤頂以及要頂進的鋼管或混凝土管，接好照明，泥漿管，油管等管線，然后用油壓千斤頂緩慢頂進，通過壓漿系統使管節周圍形成泥漿套，管道在泥漿套中滑行，在頂進的過程中通過激光經緯儀測量頂管的方向，邊頂進邊排土邊調整，直至將鋼管或混凝土管頂至接收井內。

　　二、 頂管作業技術分析

　　2.1 頂管的長度

　　用頂管法施工的頂力，隨著頂進距離的增加而增大。由于頂管設備能力有限，因此一次頂進長度受到限制。管徑越大，所受的阻力也越大。頂進管的長度對頂管過程的可控性和經濟性有很大的影響。在直線推頂的情況下使用長管可以減少裝管的次數，取得良好的效果，但隨著管長度的增長，如果偏離原定的路線，使之恢復正確路線要比使用短管更加困難。建造頂壓坑時頂壓坑的長度也要增大，挖坑、支護、回填、修復的費用將相應地增加。反之，在直線上推頂很短的管也較困難，因為短管比較容易向周圍土層中擠入，致使整個管列呈蛇形彎曲，這便降低了管路頂進的可控性。

　　一般情況下，管長度須相對于管徑來衡量，當L/D外≤1.10時，為短管;當L/D外=1.15時，為標準管;當L/D外≥2.10時為長管。

　　2.2 頂管工具的選用

　　所用的千斤頂、高壓油泵系統、頂管機的規格、臺數應滿足最大工作壓力。

　　2.3 為了減小頂管時的阻力，常采用觸變泥漿進行頂管。

　　施工時，通過預留孔道向管外壁壓送觸變泥漿，在管外壁與土層之間起潤滑減摩作用。同時，觸變泥漿套裹在管子外壁上，從而產生一定的浮力，頂進時能在一定程度上將管子托起，祈禱了減少頂力的作用。

　　使用觸變泥漿一般可以減少頂力30%～50%。觸變泥漿由膨潤土、堿、水按一定比例配置而成，具有良好的觸變性、穩定性及潤滑作用。因為它在不受力時很稠，而一經擾動，就會變稀，容易流動，所以叫做“觸變泥漿”。

　　2.4 中繼間的設置

　　所謂“中繼間”，就是當頂管段太長或者頂力過大時，為了減少頂力可將管道分成數段，使每一段成為一個獨立的頂進單元，在每單元間有可伸縮的工具管，工具管內設置千斤頂及高壓油泵等設備，前段以后段為后背，分段接力頂進。

　　2.5 工作井和支承后背的要求

　　工作井擋土板設置情況按要求處理。在坑底的道木頂上最好設置導軌，這樣有利于管道滑動及保證按高程頂進。設置導軌時必須符合高程、水平或坡度、中心線等方面的要求。后背分為原土層后背和人工后背兩種，一般土質的原土后背能夠承受的頂力為150kPa。后背壁應平，以使頂管的反作用力能夠均勻地傳給后背。后背要具備足夠的強度與穩定性，必須垂直與管道的頂進方向。后背的設置根據頂管直徑的大小、受力大小和施工工期長短來考慮。如果為小直徑管道，工期又短，可以設置簡易后背;如果工期長，應設置砌石或鋼筋砼后背。

　　2.6 頂管施工工序

　　2.6.1 穿墻：打開穿墻悶板將工具管頂出井外，并安裝穿墻止水裝置，主要技術施工措施如下：a、穿墻管內填夯壓密實的紙筋粘土或低強度水泥粘土拌和土，以起到臨時性阻水擋土作用;b、為確保穿墻孔外側一定范圍內土體基本穩定并有足夠強度，工作井工具管穿墻前，對穿墻管外側采取注漿固結措施;c、穿墻前對可能出現的問題進行分析并制定相應處理措施;d、悶板開啟后迅速推進工具管，同時做好穿墻止水，一般采用止水法蘭加壓板，中間安入20mm厚的天然優質橡膠止水板環，要求具有較高的拉伸率和耐磨性，借助管道頂進帶動安裝好的橡膠板形成逆向止水裝置，應防止因穿墻管外側的土體暴露時間過長而產生擾動流變。

　　2.6.2 頂管出洞：頂管出洞是頂管作業中一個很值得注意的問題，頂管出洞，即頂管機和第一節管子從工作井中破出洞口封門進入土中。開始正常頂管前的過程，是頂管技術中的關鍵工序，也是容易發生事故的工序。為防止管線出現偏斜，應采取工具管調零，在工具管下的井壁上加設支撐，若發現下跌立即用主頂油缸進行糾偏，工具管出洞前預先設定一個初始角彌補下跌等措施。

　　2.6.3 注漿減阻：在頂管施工中還有一個重要的技術措施就是通過壓注觸變泥漿填充管道周圍的空隙，形成一道泥漿保護套，起到支撐地層，減少地面沉降，減少頂進阻力的作用。在施工中，首先對頂管機頭尾部壓漿，并要與頂進工作同步，然后在中續間和混凝土管道的適當位置進行跟蹤補漿，以補充在頂進中的泥漿損失。注漿工序一般多應用于長距離頂管施工中。

　　2.6.4 管道測量復核

　　當管道的頂進施工中產正了誤差之后，應當由安裝在機頭前面的糾編油缸和導向油缸來進行管道的糾偏。因為在頂進的過程中管道之間已經有了連接，因此其誤差都是逐漸累積起來的，所以也應當進行逐漸的校正，可以在糾正時通過趨勢圖來進行偏差趨勢的輔助判斷。即在頂進過程當中每0.5m進行一次測量，再通過數據整理之后，就可以繪制成偏差趨勢的曲線圖，從而按照其曲線的斜率來進行機頭偏差的發展趨勢分析以及管道的糾編。在糾偏過程中應當先按照實際的偏差情況來逐漸調整角度，而當該曲線到達了峰值后，就表示管道的偏差已經開始減小，從而可以判斷出其最前部的管道機頭已經開始逐漸往中心進行靠攏。通過這樣的方法就那個將管道的偏差角度逐漸地減小，最終在適當的時候將機頭擺正。而如果機頭糾偏的操作幅度過大時，則可能還需要進行反向的糾偏。總之最終保證管道的高程到達正常到達范圍使，其糾編的角度也趨進于零。頂管施工的糾偏操作一定要在其管道的頂進時進行，并盡量降低糾偏所引起的折角，以避免管道接口處產生連接應力的誤差。頂進糾偏是采用調整4臺糾偏千斤頂組的方法，進行糾偏操作，若管道偏左則千斤頂采用左伸右縮，反之亦然。如果同時有高程和方向偏差，則應先糾正偏差大的一邊。糾偏應做到在頂進中采用小角度分級逐步進行，勤調微糾。當頂管機頭發生旋轉時，可采取在管內的相反方向增加壓重塊或在中間站提供旋轉糾正力矩等方法糾正。

　　三、結束語

　　總之，頂管施工技術具有不妨害交通暢通、占地面積少、大大降低沿線拆遷的工作量、施工的過程控制相對嚴格以及經濟性較高等優點。相對于開槽埋管從社會效益與經濟效益上來講更具有優越性，另外一方面從切實做到保護環境考慮，頂管施工技術應該得到大力推廣。

　　參考文獻：

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