摘要:在市政工程中,不可避免要對管道及管線進行改造。由于地下管線眾多且復(fù)雜,且相關(guān)的竣工資料不齊全,給管道的施工和開挖造成很大的困難,文章結(jié)合 工程 實踐對頂管施工技術(shù)做簡要的介紹。

　　關(guān)鍵詞:市政工程,頂管施工技術(shù),給排水

　　1頂管施工的基本原理

　　頂管施工就是借助于主頂油缸以及中繼間的頂進力,把工具管或頂管掘進機從工作坑內(nèi)穿過土層一直頂進到接收坑內(nèi)吊起。與此同時,把緊隨在工具管或掘進機后的管道埋設(shè)在兩個工作坑之間。在頂管施工中主要有三種工作面平衡理論：氣壓、土壓和泥水平衡理論。本文主要介紹泥水平衡頂管工法。泥水平衡頂管的工作原理：通常把用水力切削泥土,采用機械切削泥土而采用水力輸送棄土,同時有的利用泥水壓力來平衡地下水壓力和土壓力的這一類頂管形式都稱為泥水平衡頂管施工。在泥水平衡頂管施工中,要使挖掘面上保持穩(wěn)定,就必須在泥水倉中充滿一定壓力的泥水,泥水在挖掘面上可以形成一層不透水的泥膜,以阻止泥水向挖掘面里滲透。同時,該泥水本身又有一定的壓力,因此它就可以用來平衡地下水壓力和土壓力,這就是泥水平衡頂管最基本的原理。

　　2市政給排水管線工程施工要點

　　2.1開挖施工。市政管道穿越市政各種建筑物,為避免不必要的麻煩,大多沿路鋪設(shè)。在非主干道或路邊不大影響交通的情況下可采用明挖施工。

　　2.2頂管施工。市政管道在跨路施工開挖存在影響交通等各方面困難時,頂管施工是一種可行的方案選擇。頂管施工從考慮人員在管道內(nèi)施工作業(yè)考慮,管徑一般在0.8m以上,有鋼管和水泥管兩種管型,市政排污管多用水泥管,自來水和煤氣管道多用鋼管。

　　3頂管施工工序

　　3.1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(shù)施工措施如下：

　　3.1.1穿墻管內(nèi)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;

　　3.1.2為確保穿墻孔外側(cè)一定范圍內(nèi)土體基本穩(wěn)定并有足夠強度，工作井工具管穿墻前，對穿墻管外側(cè)采取注漿固結(jié)措施;

　　3.1.3穿墻前對可能出現(xiàn)的問題進行分析并制定相應(yīng)處理措施;

　　3.1.4悶板開啟后迅速推進工具管，同時做好穿墻止水，本工程采用止水法蘭加壓板，中間安入20mm厚的天然優(yōu)質(zhì)橡膠止水板環(huán)，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(yīng)防止因穿墻管外側(cè)的土體暴露時間過長而產(chǎn)生擾動流變。

　　3.2頂管出洞

　　頂管出洞是頂管作業(yè)中一個很值得注意的問題，頂管出洞，即頂管機和第一節(jié)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(shù)中的關(guān)鍵工序，也是容易發(fā)生事故的工序。為防止管線出現(xiàn)偏斜，應(yīng)采取工具管調(diào)零，在工具管下的井壁上加設(shè)支撐，若發(fā)現(xiàn)下跌立即用主頂油缸進行糾偏，工具管出洞前預(yù)先設(shè)定一個初始角彌補下跌等措施。

　　3.3注漿減阻

　　在頂管施工中還有一個重要的技術(shù)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(xù)間和混凝土管道的適當(dāng)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(yīng)用于長距離頂管施工中。

　　3.4頂管糾偏

　　糾偏是指機頭偏離設(shè)計軸線后，利用設(shè)置在后部的糾偏千斤頂組，改變機頭端面的方向，減少偏差，使管道沿設(shè)計軸線頂進。頂進糾偏是采用調(diào)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(yīng)先糾正偏差大的一邊。糾偏應(yīng)做到在頂進中采用小角度分級逐步進行，勤調(diào)微糾。當(dāng)頂管機頭發(fā)生旋轉(zhuǎn)時，可采取在管內(nèi)的相反方向增加壓重塊或在中間站提供旋轉(zhuǎn)糾正力矩等方法糾正。

　　4頂管施工技術(shù)方案選擇

　　4.1經(jīng)調(diào)查分析研究及結(jié)合本公司在設(shè)備和施工及相關(guān)的技術(shù)能力，采用了密封泥水平衡式頂管工藝進行施工。

　　4.2泥水式平衡頂管機相比于土壓式平衡頂管機，能有效平衡地下水、對付流沙和淤泥質(zhì)地層。同時泥水式平衡頂管施工比土壓式平衡頂管施工具有以下優(yōu)點：

　　4.2.1可連續(xù)頂進作業(yè)，施工速度快：

　　4.2.2人員不用進入管道作業(yè)，安全性高;

　　4.2.3在淤泥質(zhì)和砂層中頂進，對地質(zhì)環(huán)境影響小，能有效控制施工精度，而且成本低等。

　　4.3頂管施工工藝流程

　　施工前期準備→測量放樣、復(fù)核→工作井施工→攪拌樁施工→工作井上下設(shè)備安裝準備→工具頭吊裝下井、全套設(shè)備調(diào)試→工具頭穿墻頂進→后續(xù)吊放管道一管道頂進、測量控制及糾偏→管道排泥和廢泥漿外運→下→管節(jié)吊放就位→下段頂管頂進一管道貫通、回收工具頭→閉水試驗→竣工驗收、清場。

　　5頂管選擇

　　頂進管一般選用鋼筋砼管，如沒有腐蝕要求可選用鋼管。頂進管的直徑選擇是首先根據(jù)工程需要、工程性質(zhì)確定內(nèi)徑，根據(jù)頂進管所受荷載確定砼管的壁厚及配筋，進而確定外徑。頂進管的長度對頂管過程的經(jīng)濟性和可控性有很大的影響。在直線推頂?shù)那闆r下使用長管可以減少裝管的次數(shù)，達到良好的效果，但隨著管長度的增長，容易偏離原定頂進的路線，比使用短管恢復(fù)正確路線更加困難。同時建造頂壓坑時頂壓坑的長度也要增大，挖坑、支護、回填、修復(fù)的費用將相應(yīng)地增加。反之，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，因此很短的管利用直線上推頂也較困難。一般情況下，管長度須相對于管徑來衡量，當(dāng)L/D外≤1.10時，為短管;當(dāng)L/D外=1.15時，為標準管;當(dāng)L/D外≥2.10時為長管。

　　6頂管工作井設(shè)計及設(shè)備安裝

　　6.1確定工作井尺寸

　　工作井應(yīng)有足夠的空間和工作面，保證下管、安裝頂進設(shè)備和操作間距，井底長、寬尺寸可按如下公式計算：井底長度：L=L1+L2+L3+L4+L5。

　　式中：L—工作井底長， m;

　　L1—管子頂進管尾端留置長度，混凝土管一般留0.3m;

　　L2—每節(jié)管長度，m;

　　L3—出土工作間隙，一般為1.0 m～1.5 m;

　　L4——千斤頂長度， m;

　　L5—靠背厚度， m。

　　坑底寬度：W=D+ (2.4～3.2)，

　　式中： W—工作坑底寬度, m，

　　D—頂進管子外徑, m。

　　6.2工作井設(shè)備安裝

　　工作井設(shè)備安裝包括：導(dǎo)軌的安裝、后座墊鐵的安裝、油缸支架及油缸的安裝、穿墻止水設(shè)備的安裝、激光導(dǎo)航系統(tǒng)安裝和泥漿循環(huán)系統(tǒng)安裝。地面設(shè)備安裝工作井地面設(shè)備安裝包括：監(jiān)測設(shè)備安裝、主控制室及主頂裝置安裝、泥漿棚搭設(shè)及泥漿系統(tǒng)設(shè)備安裝。安裝千斤頂時，應(yīng)保證千斤頂?shù)捻斄ξ恢煤晚斶M抗力位置在同一軸線上，并確保四個千斤頂用力均衡，避免產(chǎn)生頂進力偶。同時工作井的起重采用龍門吊。

　　7市政排水管應(yīng)用趨勢分析

　　7.1往柔性接口型式戴在發(fā)展用平口管安裝成管道，用水泥砂漿封縫或用套環(huán)連接防不了污水外溢，隨著社會的發(fā)展，它必將被淘汰。未來發(fā)展趨勢是使用柔性結(jié)合的承接口式排水管。

　　7.3低壓力排水管發(fā)展趨勢帶低壓運行的排水管不僅是設(shè)計需要，而且可以減少內(nèi)壁腐蝕的出現(xiàn)。低壓排水管可以用壓力管的生產(chǎn)工藝來生產(chǎn)。綜合成本可以與排水管同比接近。

　　7.4綠色混凝土管發(fā)展趨勢在排水管的混凝土中可以應(yīng)用很多有利于環(huán)保的 工業(yè) 廢料，從而促進綠色混凝土在排水管材中的應(yīng)用。

　　7.5高耐久性方向發(fā)展趨勢我國使用排水管時間不長，在其設(shè)計壽命的驗證方面尚缺少數(shù)據(jù)，但污水對混凝土管的腐蝕是一個不爭的事實。不僅僅是排放有腐蝕介質(zhì)的管道，普通生活污水管也存在耐腐蝕問題，而耐腐蝕管的生產(chǎn)技術(shù)關(guān)鍵是突破以往水泥作為混凝土膠凝材料的觀念，通過摻合料來改變混凝土的生成產(chǎn)物從而達到耐腐蝕的目的。這種排水管的應(yīng)用將進一步拓廣排水管的應(yīng)用領(lǐng)域。

　　8結(jié)語

　　隨著我國城市經(jīng)濟的不斷發(fā)展,城市城下建設(shè)工程將越來越多,頂管施工技術(shù)的優(yōu)越性越來越突出,在市政管網(wǎng)建設(shè)中,采用頂管施工技術(shù),能夠有效地降低對附近城市構(gòu)筑物和道路、管網(wǎng)的影響,取得安全、環(huán)保、高效、經(jīng)濟的效果。