摘要：隨著經濟和城市建設的發展，城市基礎設施的日趨完善，城市優質道路的形成以及各種地下管線中的煤氣、熱力、電力、給排水管道等的交錯復雜、相互影響，因而對敷設提出了較高要求。頂管施工是一門涉及知識面廣、施工管理要求高、施工作業要求嚴的綜合性施工技術。本文主要介紹了管道頂進施工技術在市政工程施工應用，并針對主要的施工現場質量控制措施做了探討和闡述。
　　關鍵詞：市政工程；頂管施工；技術；質量控制
　　
　　1頂管施工技術概述
　　傳統的明挖施工法(即挖溝、埋管、砌筑、回填)常常會破壞道路，而且施工經常遇到地上障礙物、地下管線，導致無法實施的情況，在傳統明挖施工法無法施工的場合，非開挖施工法卻不受影響，可以十分迅速地從其下方鋪設，特別是在交通繁忙、居民稠密、商業密布的城市中心地區，以及舊城改造和城市擴展工程中，非開挖施工已成為城市基礎設施建設中一種不可缺少的施工方法，且應用越來越多。
　　非開挖技術是指在地表不開槽的條件下鋪設，更換或修復各種地下管線的施工新技術圓。而頂管法又是非開挖施工中用的較多的一種方法。所謂頂管法施工，即是在工作坑內借助于頂進設備產生的頂力，克服管道與周圍土壤的摩擦力，將管道按設計的坡度頂入土中，并將土方運走，一節管子完成頂入土層之后，再下第二節管子繼續頂進。
　　近幾十年來隨著施工技術和施工機械的研制和發展，如各種導向儀、鉆進系統、挖掘機械的出現，中繼間的應用，觸變泥漿減阻的使用，使得長距離頂管、曲線頂管、水下頂管、小口徑頂管成為可能，且足以適應各種土質條件和施工環境，目前正在開發更先進的技術，以實現施工完全自動化并減少棄土的產生，頂管施工已顯出了越來越多的優越性，原本作為特殊施工法的頂管技術現已成為普通施工方法被廣泛應用。
　　頂管施工技術適于非巖性土層，在巖石層、含水層施工難度大；管道穿越鐵路、公路、河流或建筑物的情況；街道狹窄、兩側建筑物多的情況；在交通量大的市區街道施工，管道既不能改線，又不能斷絕交通的情況；現場條件復雜，與地面工程交叉作業，相互干擾，易發生危險時；管道扭土較深，開槽土方盤大，并需要支扭時。
　　2頂管施工技術應用中存在主要質量問題綜述
　　頂管技術已經歷了從人力發展到機械化，將機械技術與電子技術相結合，通過計算機進行泥漿管理，運渣自動化、自動測量裝置等，應用范圍也從中口徑，短距離擴大到小口徑、大口徑、長距離、曲線項管等，而且各種輔助工藝應運而生，如泥水分離技術、土坡加固技術、泥漿潤滑技術，使得頂管與許多專門技術直接或間接聯系起來，發展成為一項綜合性的施工技術。
　　大部分地區仍只是采用傳統的人工挖土頂管法施工，采用機械開挖的工程還較少，頂管長度受到限制，長距離頂管應用還不太廣泛；還未自主開發出鋪設大直徑長距離弧形管線所需的定向鉆探設備和器具，曲線頂管目前應用還較少；缺乏檢查管道內部狀況的先進方法和儀器；中小直徑管道施工中，國外已發展到由原先的以靜壓推力為主到應用振動沖擊原理來完成。如氣動穿孔機的應用，氣動穿孔機是通過高壓空氣推動活塞作往復運動沖擊，將管道壓入土中；國內目前頂管專用管材還較少，我國頂管用管材還未形成統一規范，這方面研制工作也較少，頂管的專用設備也急需研制開發，先進的智能化的挖掘機、頂管專用長行程千斤頂、為延長頂進距離而采用氣墊技術和觸變泥漿性質的改進、在長距離頂進中采用激光技術或工業電視監視方向，自動化糾偏技術，裝配式后背和管內水平輸土采用氣動運輸等；頂管施工技術及理論方面研究缺乏，特別是頂力計算，應用中繼間的設計原則等主要問題還沒解決；施工機具落后、技術落后。施工工具的應用范圍受到一定的限制，不同的工具管都有各自的適用范圍，而現在很多頂管施工中均未考慮所選用的施工工具與現場施工條件是否一致。施工中常會出現因工具管選用不當而造成的頂管事故；頂管施工無法知曉地下不明障礙物的情況，難以穿越障礙物較多或有缺陷的地層如積水的地基、不可預見的空洞、混凝土樁和鋼樁、流動淤泥等，會使工作冒險，造價增高，甚至失敗。
　　3頂管施工工藝及現場質量控制措施探討
　　3.1施工工藝流程
　　在市政工程中，頂管的主要施工工藝可以大致按照下列流程圖的步驟進行。

　　　3.2施工現場質量控制措施
　　（1）前期工作
　　項目部管理人員應盡快熟悉設計圖紙，并組織設計、建設單位進行圖紙設計交底。未經設計單位書面同意，不得隨意更改設計；項目部管理人員應認真分析地質資料，摸清地下管線和地上建筑物的詳細情況，辦好有關手續，并制定詳細的技術措施。該措施應取得監理和業主的認可后方可實施；針對工程特點，對質量通病采取“預先控制”，確保每道工序合格達標；頂管施工前，項目部管理人員應向作業班組進行詳細的技術交底，并辦好書面手續；項目部應派專人對成品管、鋼套環、止水帶、木襯墊等材料，從質量、保管、安裝等進行全面監督，確保管接口密封性能良好；對于鋼筋工程，鋼筋購進后，按規定進行檢驗復試，不合格的鋼筋嚴禁用于本工程。鋼筋運至現場后加以覆蓋，以防淋雨生銹，鋼筋垛下面要墊方木。
　　（2）測量工作
　　對于施工測量，要做好水準點及坐標控制點的保護工作，認真執行測量復核制度，重點為頂管測量控制。井位軸線的導入一般在工作坑內已做好軌道枕木基礎后進行。根據井位軸線方向，在工作坑上口的軸線方向上適當的位置用經緯儀將地面上軸線投測到工作坑內的鋼梁和枕木上，一般不少于3點，這3點即作為管道在頂進中的軸線控制點。
　　工作坑內高程控制點導入采用水準儀導線或支點法，以附近己知水準點為依據，在工作坑上口處測設兩點高程，然后用懸掛鋼卷尺法將高程導入工作坑內，高程點導入不得少于2點，以便高程復核測量。
　　首節管道測量要求，在第一節管道安放在軌道上后，在頂進前應對其中心線進行測量，測其是否與井位軸線一致。對首節管道內底兩端高程進行測量，管道前后高程應符合設計要求，在首節管的軸線，高程無誤后，方可進行頂管作業。
　　首節管頂進施工中，每頂進30cm應對管道的軸線、管內底兩端的高程進行復測一次。頂進長度在60cm以內可采用錘球拉線的方法進行測量，要求兩錘球間距盡可能拉大，用水平尺測量頭一節管前端的中心偏差。當管道頂進超過60cm后，也就是在常規作業時，一般每頂進100cm進行復測一次即可。復測過程中，按規定做好測量各項記錄，作為施工人員在作業中糾偏依據，保證管道軸線位及高程符合設計要求。
　　（3）頂進施工
　　施工開始時應緩慢進行，待各接觸面部位密合后再按正常速度頂進，頂進施工應連續頂進。頂進時晝夜三班不間斷施工，防止因中途停置而導致摩擦力增加，造成頂進困難，頂進的混凝土管在接口時一定保證嚴密。
　　頂進測量在首管頂進時測量間隔不應超過30cm，正常頂進時測量間隔不應超過lm，在測量過程中發現偏差應進行糾偏工作。
　　對頂進過程中發現的體積較小阻礙物可將周圍土體挖除整體取出。如遇到孤石體積較大者或舊堤壩，人工用風鎬破碎影響頂進部分或用風鉆引孔用膨脹炸藥或劈石器破碎。遇粉砂層，減少超挖尺寸并用厚木板或鐵板封頭或不超挖切土進尺。如遇地下水為保證出土及開挖方便，必須保證排水暢通，管內不能積土，工作坑集水井處設水泵兩臺并配專人抽水。
　　頂管注漿工藝是施工的關鍵，必須從膨潤土的材料，攪拌、壓注進行全面監控，嚴格按操作規程施工。降低頂進阻力。頂進過程中應嚴格控制頂力在允許范圍內，并留有足夠的安全系數。
　　（4）管道糾偏
　　頂進過程中出現中心偏差±20mm或高程偏差±10mm。及有偏差趨勢應及時糾偏。糾偏用調整部分內統一布置在一個斷面上的4個可調式千斤頂調正機頭，通過控制各方位的千斤頂的伸縮，調整工具管刃角走向實現的。糾偏時每頂進20-30cm測量一次。頂進時，必須加強第一節管道頂進質量控制，減少起頂誤差，因此導向軌、千斤頂受力點、管底滑道、管側超挖必須嚴格按施組要求進行。
　　偏差主要是由于開挖斷面形狀不正確、工作面土質不均勻、千斤頂位置不正確等引起，施工中必須予以重視，必須加強量測及調整工作。
　　（5）閉水試驗
　　閉水試驗必須在頂坑填土前、地下水位在坑底以下時進行。閉水試驗將水灌至規定的水位，開始記錄，對滲水量的測定時間，不少于30min。根據井內水面的下降值計算滲水量，滲水量不超過規定的允許滲水量即為合格。注水漫泡管道兩端管堵如用磚砌，必須養護3-4d達到一定強度后，再向閉水段的檢查井內注水。閉水試驗的水位，應為試驗段上游管內頂以上2m。注水過程同時檢查管堵、管道、井身，無漏水和嚴重滲水，再浸泡管和井1-2d后進行閉水試驗。
　　（6）土方回填
　　頂管接口必須密實、平順、不脫落。管內不得有泥土、石子、砂漿、磚塊、木塊等雜物。頂管中如遇塌方或超挖空隙必須進行處理。檢查井內流槽應平順圓滑，不得有建筑垃圾等雜物。砂漿標號應符合設計要求，配比準確，不得使用過期砂漿。井室蓋板尺寸及留孔位置應正確，壓墻縫應整齊。回填土時必須保證檢查井結構和混凝土管道的安全，管道及井室等不移位、不破壞、接口不破損。還土不準含有碎磚、石塊及大于10cm的硬石塊。檢查井四周回填壓實同時、逐層進行。四周壓實面的高差不得超過300mm；管頂以上500mm范圍內使用電夯夯實，每層厚度不大于200mm；管頂500mm以上，每層厚度不大于300mm，壓實度滿足設計、施工要求。
　　
　　結語
　　頂管施工是繼盾構施工之后而發展起來的一種地下管道施工方法，它不需要開挖面層，并且能夠穿越公路、鐵道、河川、地面建筑物、地下構筑物以及各種地下管線等，這種工藝施工速度快，不僅能保證作業人員的安全，而且也能降低工人的勞動強度等特點。所以通過實踐和研究，采用頂管技術進行管道施土這一新課題，有助于推動頂管工藝在我國市政工程管道施工的發展與應用。
　　
　　
　　參考文獻
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