趙晨 趙文艷

摘 要：伴隨城市的不斷擴(kuò)張，地下管網(wǎng)、管線系統(tǒng)也愈加復(fù)雜。市政給排水工程是一項(xiàng)與居民生活息息相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施，如何提高工程質(zhì)量成為關(guān)鍵。長(zhǎng)距離頂管施工作為一種非開(kāi)挖技術(shù)，無(wú)需開(kāi)挖便可穿越地面建筑物、公路、各種地下管線。為此，在市政給排水工程施工中，必須重視長(zhǎng)距離頂管施工技術(shù)的應(yīng)用，提高施工技術(shù)水平，規(guī)范施工工藝，全面提升工程建設(shè)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：市政工程;長(zhǎng)距離頂管;影響因素;工程概況

1 長(zhǎng)距離頂管工作原理

在長(zhǎng)距離頂管施工過(guò)程中，通常將土壓平衡頂管機(jī)作為頂進(jìn)機(jī)械，但在實(shí)際操作時(shí)，推動(dòng)頂管機(jī)的動(dòng)力大部分是通過(guò)工作井中設(shè)置的油缸產(chǎn)生的，該作用力不斷向前頂進(jìn)進(jìn)行施工。另外，通過(guò)旋轉(zhuǎn)大刀盤(pán)切割土體，土體在被切割以后，會(huì)被送入密封的土倉(cāng)和螺旋輸送機(jī)中，土體在經(jīng)過(guò)一定的擠壓后，會(huì)形成壓縮土體，再通過(guò)螺旋輸送機(jī)，旋轉(zhuǎn)送出被切削的土體，這個(gè)時(shí)候基本上就完成了管道的基層施工。因?yàn)椴煌牡貙犹匦源嬖谟陧敼軝C(jī)開(kāi)挖面，所以需要依據(jù)這些特性將清水、黏土漿或發(fā)飽劑等材料加入刀盤(pán)的正面和土倉(cāng)的內(nèi)部，這樣就能夠?qū)⒂绊懻Ｊ┕さ耐临|(zhì)變?yōu)槟酄钔?。泥狀土的特點(diǎn)眾多，其中包括有可塑性、流動(dòng)性和止水性等，所以螺旋輸送機(jī)能夠順利將其排出，同時(shí)還能夠承受住土和地下水的壓力，從而使刀盤(pán)前面土體的穩(wěn)定性得到保障，并且可以在不同的土層中很好的適應(yīng)。

2 影響長(zhǎng)距離頂管施工技術(shù)的因素

1）管體的材質(zhì)與選型。通常來(lái)說(shuō)，給排水管道是埋設(shè)在地下的，使用周期較長(zhǎng)，因此，給排水系統(tǒng)的工作人員要高度重視并盡可能地延長(zhǎng)給排水管道的使用壽命，謹(jǐn)慎選擇適宜的管道材料，確保管道材料具有安全穩(wěn)定、耐腐性能好等優(yōu)點(diǎn)。而在實(shí)際的管材市場(chǎng)中，適用于長(zhǎng)距離頂管施工的管材種類(lèi)較多，但其生產(chǎn)加工質(zhì)量往往難以管控，容易存在瑕疵品，需要采購(gòu)人員對(duì)管材質(zhì)量的選型和材質(zhì)加以管控，目前最常用的是鋼制管材。

2）管道的壓力與推力。長(zhǎng)距離頂管設(shè)計(jì)施工前，相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合實(shí)際埋設(shè)管道的長(zhǎng)度和管徑，對(duì)管道的壓力和推力標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)和計(jì)算，并根據(jù)實(shí)際的城市規(guī)劃施工方案對(duì)頂管作業(yè)的劃分區(qū)域要求，選擇出材料、型號(hào)和種類(lèi)均適宜的管道，盡量避免在工程竣工后，由于管網(wǎng)日常供水壓力過(guò)大而導(dǎo)致出現(xiàn)管道與壓力值不匹配產(chǎn)生管道跑漏等問(wèn)題。

3）管道的位移。實(shí)際長(zhǎng)距離頂管施工作業(yè)過(guò)程中，通常使用的管材較長(zhǎng)，再加上人為操作的失誤，例如，推力忽大忽小，或者頂管作業(yè)的機(jī)械設(shè)備例如頂部油缸的推力不夠穩(wěn)定導(dǎo)致出現(xiàn)振動(dòng)等原因，導(dǎo)致管道發(fā)生位移和安裝位置出現(xiàn)偏差等問(wèn)題。這就要求相關(guān)施工人員要謹(jǐn)慎進(jìn)行施工操作，控制好管道內(nèi)的壓力，并穩(wěn)定好頂部油缸的推力，確保它們均在合理范圍內(nèi)，并符合施工標(biāo)準(zhǔn)和要求，為給排水系統(tǒng)的安裝規(guī)范化和運(yùn)行穩(wěn)定性提供質(zhì)量保障，同時(shí)也能有效地提升管道施工和系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。

3 工程概況

某頂管段總長(zhǎng)度為3200m，分2段施工。其中E至F工作井中心里程為K0+747～K2+927，總長(zhǎng)度為2180m，屬于直線頂管，選取頂管機(jī)（1臺(tái)）從E頂進(jìn)F工作井，并在F工作井吊出，2164.3m為一次頂進(jìn)距離，屬于超長(zhǎng)距離直線頂管。F至擴(kuò)散器段的里程為K2+927～K3+947，總長(zhǎng)度為1020m，屬于直線頂管，選取頂管機(jī)（1臺(tái)）從F頂進(jìn)擴(kuò)散器段。

選取DN2000鋼管作為頂管管材，20mm為其壁厚，-21.5m為管道底部標(biāo)高，頂管全縣縱向都屬于平坡，頂管需從中砂、粉質(zhì)黏土層穿越，12到19m為管道覆蓋土層厚度。

4 市政給排水長(zhǎng)距離頂管施工技術(shù)要點(diǎn)

1）頂管出洞。由工作井內(nèi)導(dǎo)軌上將頂管機(jī)頭向工作井前壁預(yù)留洞內(nèi)推進(jìn)，且由前墻穿過(guò)向井外土層內(nèi)進(jìn)入，該過(guò)程即被稱(chēng)為頂管出洞。作為整個(gè)頂管施工的重要內(nèi)容，頂管出洞的合理控制，才保證頂管施工質(zhì)量。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，預(yù)留進(jìn)出洞口選取地下連續(xù)墻預(yù)埋鋼盒，且在洞口前與頂進(jìn)方向相鄰的連續(xù)墻外邊線進(jìn)行止水幕墻設(shè)置，其尺寸為2000（厚）mm、8000（寬）mm。

出洞前期，相比頂管附近摩擦力+導(dǎo)軌間摩擦力，頂管機(jī)正面主動(dòng)土壓力較大，這種情況下將有頂管機(jī)反彈現(xiàn)象產(chǎn)生，導(dǎo)致頂管前方土體產(chǎn)生坍塌質(zhì)量問(wèn)題，進(jìn)而影響頂管機(jī)再次推進(jìn)施工。基于此，需將一條工字鋼分別設(shè)置到洞口兩側(cè)與地面平行位置，如主頂千斤頂即將回縮加頂鐵時(shí)，需保證兩條工字鋼都能焊牢于第一個(gè)頂鐵，隨后進(jìn)行千斤頂回收，避免出現(xiàn)反彈現(xiàn)象。

2）正常頂進(jìn)。完成管道出洞后，即可進(jìn)行頂進(jìn)施工。管道向前頂進(jìn)的推力主要利用后座主頂油泵、主頂千斤頂產(chǎn)生，在推進(jìn)管節(jié)過(guò)程中，經(jīng)高壓水槍沖洗落下的土體可向工具管泥水倉(cāng)內(nèi)流入，隨后利用排泥管道向機(jī)頭外排除，并抽到地面位置。緊隨機(jī)頭分節(jié)向前推進(jìn)管節(jié)，最終滿足設(shè)計(jì)要求。通常在每分鐘20～50mm之間合理控制頂進(jìn)前期速度，隨后按照每分鐘50～150mm控制正常頂進(jìn)速度。

3）注漿。壓觸變泥漿是頂進(jìn)施工的主要工作內(nèi)容，以此降低頂進(jìn)阻力。一道觸變泥漿注漿孔可間隔10m進(jìn)行鋼管布設(shè)，共8個(gè)，孔直徑為25mm，設(shè)置角度為45°。按照注漿孔所在位置，構(gòu)成螺絲孔，且將一塊鋼板（3mm）加設(shè)到孔外側(cè)，以此實(shí)現(xiàn)泥漿有效擴(kuò)散至管壁，避免堵塞注漿口，隨后進(jìn)行注漿管安裝。注漿施工應(yīng)先進(jìn)行造漿靜置一段時(shí)間，隨后進(jìn)行注漿，注漿時(shí)需逐步進(jìn)行頂管推進(jìn)，頂管停頂后，即可停止注漿。相比管道外圍環(huán)形空隙，壓漿量為其1.5到2倍左右，按照管頂水壓力合理確定壓注壓力。

4）鋼管施工。嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定合理確定焊條質(zhì)量，要求焊條干燥。選取交流電焊機(jī)作為焊接的設(shè)備，11.3mm為環(huán)縫長(zhǎng)度，選取2臺(tái)焊機(jī)用于內(nèi)環(huán)縫，3臺(tái)焊機(jī)用于外環(huán)縫，所需焊接施工共6h。完成接頭焊接后，可根據(jù)設(shè)計(jì)需求進(jìn)行檢測(cè)，直到質(zhì)量合格，隨后進(jìn)行干型防腐涂料涂抹。6m為各節(jié)鋼管長(zhǎng)度，17t為其重量，吊放選取的吊車(chē)重量為50t。鋼管應(yīng)對(duì)齊其連接的鋼管，確保兩管軸線在同一直線上。

5）頂管進(jìn)洞處理。由于該工程無(wú)接收井，相比設(shè)計(jì)位置，頂進(jìn)相距1000～5000mm時(shí)，即可將水沖吸泥系統(tǒng)暫停，提高工具機(jī)頭前的土壓力，保證工具管腹腔內(nèi)充分?jǐn)D入土層，待引水鋼管向設(shè)計(jì)位置頂進(jìn)后，需將工具機(jī)頭全部設(shè)備去除，并將泥漿管封閉好，隨后將工具機(jī)頭和第一節(jié)鋼管剛性聯(lián)結(jié)去除，即可進(jìn)行下階段施工。

6）觀測(cè)沉降。將沉降觀測(cè)點(diǎn)布置在管道上方的路面頂部，在頂管機(jī)頭穿越路面過(guò)程中，需要每天進(jìn)行定期觀測(cè)，觀測(cè)需要在每頂進(jìn)一節(jié)的頂前頂后進(jìn)行一次，從而對(duì)土體沉降、隆起曲線和最大沉降、隆起量進(jìn)行詳細(xì)記錄。對(duì)每個(gè)沉降點(diǎn)的原始資料進(jìn)行測(cè)量，編制成冊(cè)上報(bào)指揮中心，同時(shí)依據(jù)沉降量對(duì)頂管施工進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，確保管道最小程度的影響到路面。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，大量新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備廣泛用于市政給排水工程施工，很大程度上提高了市政給排水工程的質(zhì)量，從而推動(dòng)了城市化的進(jìn)程。其中應(yīng)用最為廣泛的就是長(zhǎng)距離頂管施工，但是這種技術(shù)對(duì)工作人員要求較高，需要充分掌握理論知識(shí)，實(shí)地考察建筑周?chē)沫h(huán)境，做出合理的安排，才能保證在建設(shè)完工后，滿足人民的供水需求，提高城市化水平。

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