摘要:頂管施工技術(shù)在市政工程中的廣泛應用，本文就頂管施工技術(shù)的原理、應用、常用的幾種施工方法及施工現(xiàn)場的管理的分析，可供類似工程的施工參考。
　　關(guān)鍵詞:市政工程；頂管施工；開挖
　　前言
　　頂管工程是一門綜合地質(zhì)學、電子技術(shù)、機械、冶金、液壓控制及化學等多門學科的綜合性土建工程。頂管技術(shù)是一種非開挖技術(shù)，其在國外已廣泛使用，在國內(nèi)也已逐漸普及。由于它不需要開挖面層,能穿越地面構(gòu)筑物和地下管線及公路、鐵路、河道。它很適合運用到市政工程，是一種能安全有效地進行環(huán)境保護的施工方法，對城市環(huán)境的影響能降低到最低點。它不但能克服傳統(tǒng)開挖法施工的缺點，而且還有很多的優(yōu)越性。
　　1頂管工藝技術(shù)的基本原理
　　頂管法施工是借助主頂油缸及管道間中繼間等的推力，將工具管或掘進機從工作坑內(nèi)穿過土層一直推到接收坑內(nèi)吊起。與此同時，也就把緊隨工具管或掘進機后的管道埋設(shè)在兩坑之間。對于長距離頂管，由于主油缸的頂力不足以克服管壁四周的土體摩阻力和迎面阻力，常將管道分段，在每段之間設(shè)置由一些中繼油缸組成的移動式頂推站即中繼間，且在管壁四周加注減摩劑以利于長距離管道的頂推。
　　1.1頂管施工與開挖施工法相比，具有以下優(yōu)勢：
　　（1）開挖部分僅僅只有工作坑和接收坑，而且安全、對交通影響小；（2）在管道頂進過程中，只挖去管道斷面部分的土，挖土量少；（3）建設(shè)公害少、文明施工程度高；（4）在覆土深度大的情況下，施工成本低。
　　1.2與開挖施工法相比較，頂管施工存在以下不足：
　　（1）曲率半徑小而且多種曲線組合在一起時，施工就非常困難；
　　（2）在軟土層中容易發(fā)生偏差，而且糾正這種偏差又比較困難，管道容易產(chǎn)生不均勻下沉。
　　2頂管技術(shù)在市政工程中的應用
　　2.1適用范圍
　　(1)在城市中心地區(qū),或商業(yè)繁華街道,以及城市建設(shè)中遇到無法遷移或不能實施大型開挖的文物古跡遺址等特殊地段,對不能進行空中架線、開槽埋管來實施作業(yè)施工時,一般是采用管徑Φ80～Φ600mm的地下埋管工程可使用頂管法施工。
　　(2)在敷設(shè)城市污水管道直徑大于Φ600mm時,施工現(xiàn)場無法采用明溝開挖埋管施工而管道沿線又無其它建筑物基礎(chǔ)時,可使用頂管法施工作業(yè)。
　　2.2頂管技術(shù)在市政管網(wǎng)中的應用
　　目前,在城市管網(wǎng)施工時,許多城市都存在馬路反復開挖的現(xiàn)象,嚴重防礙了市區(qū)的交通,困擾了居民生活,縮短了路面的壽命。配套的電訊、自來水、煤氣、排水、路燈、城市坐標、候車亭、廣告箱、路牌、電話亭、治安崗亭等都要發(fā)生反復拆建才行,這無疑增加了對城市設(shè)施的破壞和施工的難度,城市這方面的問題顯得尤其突。
　　頂管施工技術(shù)在市政管網(wǎng)中的應用主要包括:
　　(1)舊城改造過程中,由于多年形成的各種管網(wǎng)相互交錯,很多管線地下位置不明,原始資料丟失或不全等因素,市政管網(wǎng)鋪設(shè)時無法對地面進行有效開挖。
　　(2)城市架空線路遇交通干線、繁華街道、文物古跡,鐵路或江河阻截,需轉(zhuǎn)入地下過渡。
　　(3)當污水管道直徑較大(Φ600mm以上),而施工現(xiàn)場周邊環(huán)境受限,無法采用明溝開挖來埋管施工管道。
　　3幾種常用的頂管法施工分析
　　3.1泥水式頂管法
　　泥水平衡掘進機機型的種類：在頂管施工的分類中，把用水力切削泥土以及雖然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式頂管施工。在泥水式頂管施工中，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，它可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。這就是泥水平衡式頂管最基本的原理。
　　泥水式頂管施工有以下優(yōu)點：①適用的土質(zhì)范圍比較廣，如在地下水壓力很高以及變化范圍較大的條件下，它也能適用。②可有效地保持挖掘面的穩(wěn)定、對所頂管子周圍的土體擾動比較小。因此，采用泥水式頂管，特別是采用泥水平衡式頂管施工引起的地面沉降也比較小。③與其他類型頂管比較，泥水頂管施工時的總推力比較小，尤其是在粘土層就表現(xiàn)得更為突出。所以，它適宜于長距離頂管。④工作井內(nèi)的作業(yè)環(huán)境比較好，作業(yè)也比較安全。⑤由于泥水輸送棄土的作業(yè)是連續(xù)不斷地進行的，所以它作業(yè)時的進度比較快在粘土層中，由于其滲透系數(shù)極小，無論采用的是泥水還是清水，在較短的時間內(nèi)，都不會產(chǎn)生不良狀況，這時在頂進中應考慮以土壓力作為基礎(chǔ)。在較硬的粘土層中，土層相當穩(wěn)定，這時，即使采用清水而不用泥水，也不會造成挖掘面失穩(wěn)的。然而，在較軟的粘土層中，泥水壓力大于其主動土壓力，從理論上講是可以防止挖掘面失穩(wěn)的。但實際上，即使在靜止土壓力的范圍內(nèi)，頂進停止時間過長時，也會使挖掘面失穩(wěn)，從而導致地面下陷。這時，應把泥水壓力適當提高些。
　　3.2土壓式頂管法
　　土壓平衡式頂管的基本原理是通過機頭前方的刀盤切削土體并攪拌，同時由螺旋輸土機輸出挖掘土體的一種頂管方法。在土壓機頭的前方面板上裝有壓力感應裝置，操作者通過控制螺旋輸土機的出土量以及頂速來控制頂進面壓力，與前方土體靜止土壓力保持一致即可防止地面沉降和隆起。
　　土壓平衡頂管施工有兩方面的基本內(nèi)容:第一，項管掘進機在頂進過程中與它所處土層的地下水壓力和土壓力處于一種平衡狀態(tài)；第二，它的排土量與掘進機推進所占去的土的體積也處于一種平衡狀態(tài)。只有同時滿足以上兩個條件，才能算是真正的土壓平衡。
　　采用土壓平衡頂管掘進機施工有以下優(yōu)點：①適用的土質(zhì)范圍非常廣。它可以適用于淤泥，也可適用于砂礫及卵石層，幾乎是一種全土質(zhì)的頂管掘進機。②能保持挖掘面的穩(wěn)定。③施工時的覆土可以很淺，最淺為0.8倍的管外徑。這是其他任何形式的頂管施工所無法做到的。手掘式頂管覆土太淺易塌陷;泥水式易冒頂。④棄土的運輸、處理都比較方便、簡單。⑤作業(yè)環(huán)境好。沒有泥水式那樣的泥水處理裝置等。如果采用土砂泵輸土，則作業(yè)環(huán)境更好。⑥操作方便、安全。不需要泥水式的泥水循環(huán)系統(tǒng)。
　　4現(xiàn)場施工管理
　　在現(xiàn)場施工中,管線中常常帶有污物和施工殘留物,應及時清掃,否則會對閥門、設(shè)備、儀表帶來嚴重的損害。管道在安裝前后都要進行清掃,要焊一段清掃一段,這樣可大大減少系統(tǒng)封閉后的清掃工作量。清掃后可對系統(tǒng)進行整體或分段打壓,檢驗系統(tǒng)的強度和氣密性。這里要注意季節(jié)對打壓工作的影響,如在寒冷地區(qū),冬季一般只打氣壓,打水壓易造成管道內(nèi)結(jié)冰,如打水壓則要采取一定的防凍措施。打氣壓要對系統(tǒng)進行認真分析,制定打壓方案并采取相應的安全保障措施。
　　5結(jié)束語
　　頂管敷設(shè)管道施工技術(shù)在不穩(wěn)定及飽和土層中以最小的破壞和最大的保護環(huán)境等特點,解決了市政工程管網(wǎng)施工中的難題,并在應付最惡劣的地下土壤條件中具有一定的施工優(yōu)勢,便于針對任何復雜的城市地形和交通布局都能提供最經(jīng)濟、準確、快速而可靠的解決問題的方案。所以,頂管的應用，無論在規(guī)劃還是市政施工方面，都具有相當大的優(yōu)勢，提供了更多的選擇。頂管技術(shù)的出現(xiàn)也為創(chuàng)建都市的安寧環(huán)境和加速舊城區(qū)改造發(fā)展造就了勃勃生機。
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