張 瑞

（寧夏水利水電工程局有限公司，寧夏銀川 750000）

在傳統(tǒng)的掘進(jìn)施工模式中，一般會(huì)通過(guò)挖開(kāi)地下主線的方式完成對(duì)管道的施工作業(yè)。但這種模式的施工會(huì)對(duì)路面造成大面積破壞，挖掘的同時(shí)對(duì)道路交通產(chǎn)生較大的影響，對(duì)市民日常出行等造成不便，大面積挖掘的方式還帶來(lái)了較大的額外成本。城市地下管線復(fù)雜，在施工中可能對(duì)其他的管道造成破壞，產(chǎn)生不必要的損失。隨著技術(shù)的發(fā)展，頂管施工的作業(yè)模式出現(xiàn)，在具體作業(yè)中，通過(guò)將管道頂入鋼套管中的方式完成管道施工，能夠有效避免傳統(tǒng)施工模式帶來(lái)的缺陷，且在深層管道施工中具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

1 頂管施工的原理及特點(diǎn)

該施工技術(shù)是利用工具管以及頂管掘進(jìn)機(jī)相互配合，通過(guò)油壓缸的頂力效果，使管道穿過(guò)地下土層，從一個(gè)工作坑以地下穿行的方式直達(dá)另一個(gè)工作坑。

相比傳統(tǒng)開(kāi)挖作業(yè)的方式，頂管施工工作模式只需要挖出工作坑以及接收坑，避免了傳統(tǒng)挖掘作業(yè)對(duì)交通的影響，且土方挖掘的工作量大幅度減小，需要的施工作業(yè)人員也更少，工作的效率更高。頂管施工方式對(duì)周邊的建筑設(shè)施的影響更小，在較大深度的施工中，其經(jīng)濟(jì)效益更明顯。但在深度較小的施工中，頂管施工的經(jīng)濟(jì)效益較差，施工中遇到障礙物難以處理。在作業(yè)中如果遇到軟土層，難以對(duì)施工角度進(jìn)行調(diào)整，且容易出現(xiàn)下沉的情況。在曲線較多的管道施工中，頂管施工方式的經(jīng)濟(jì)效益較低[1]。

2 頂管施工準(zhǔn)備

2.1 施工方案審查

采用頂管施工的方式，施工前首先應(yīng)做好施工方案的設(shè)計(jì)與審查工作。完成施工計(jì)劃編織后，需要聯(lián)合監(jiān)理、施工等組織對(duì)施工計(jì)劃進(jìn)行會(huì)審，確保方案的可行性以及完成程度。在此過(guò)程中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注頂進(jìn)機(jī)頭型號(hào)、管道管材型號(hào)以及主千斤頂?shù)男吞?hào)等。

施工前應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的水文地質(zhì)條件進(jìn)行勘探，保證施工場(chǎng)地的地質(zhì)條件符合施工要求，且沒(méi)有與其他地下管線發(fā)生沖突。施工方案的編制中，首先需要完善的內(nèi)容是頂管及作業(yè)井施工部分，這也是施工中的首要環(huán)節(jié)。對(duì)管道洞口以及地基加固部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，針對(duì)地下管線施工與建筑物產(chǎn)生沖突的情況，應(yīng)制定應(yīng)急預(yù)案、施工現(xiàn)場(chǎng)的安全保護(hù)措施、工作井封底以及突發(fā)事件處理預(yù)案等。在施工方案編制中，應(yīng)對(duì)這些內(nèi)容重點(diǎn)考慮，制定詳細(xì)的方案流程，保證方案的適用性和可操作性。在對(duì)施工方案進(jìn)行審查的過(guò)程中，應(yīng)全面細(xì)致對(duì)各個(gè)流程環(huán)節(jié)進(jìn)行審查，保證施工方案體系完整[2]。

2.2 材料和設(shè)備檢查核驗(yàn)

材料質(zhì)量是工程建筑中重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容，其質(zhì)量符合管道施工要求是保證最終工程質(zhì)量的根本。在現(xiàn)場(chǎng)管理中，需要對(duì)進(jìn)場(chǎng)材料進(jìn)行嚴(yán)格篩查，尤其是用于地下管道部分的所有主材和輔材，為了確保材料三證齊全，必要時(shí)可以送往第三方進(jìn)行檢驗(yàn)。設(shè)備入場(chǎng)后，應(yīng)對(duì)設(shè)備的功能等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行檢查，如管道承插口破損情況以及槽口尺寸等是否滿足工程的需求、設(shè)備的鋼套環(huán)等的完整情況需要進(jìn)行檢測(cè)，以此確保設(shè)備在工作中能滿足項(xiàng)目工程的需求。材料質(zhì)量的檢查是管道施工中重要的工作內(nèi)容，如果混入不合規(guī)格規(guī)范施工材料，會(huì)對(duì)整體工程的質(zhì)量造成嚴(yán)重影響，甚至可能釀成嚴(yán)重的安全事故[5]。

3 頂管技術(shù)施工的具體應(yīng)用分析

3.1 頂進(jìn)管選擇

頂管材料選用中一般使用鋼筋砼管，技術(shù)要求中沒(méi)有提出防腐要求時(shí)，也可以使用鋼管代替。在頂管選用中，應(yīng)結(jié)合、配筋和應(yīng)力等進(jìn)行計(jì)算，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)選擇尺寸型號(hào)。管徑的選擇應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需求進(jìn)行確定，壁厚與配筋應(yīng)計(jì)算承載力后選定，結(jié)合相關(guān)要求后，最終確定頂管的外徑參數(shù)[4]。在頂管施工中，應(yīng)預(yù)留出足夠的操作空間，方便現(xiàn)場(chǎng)的操作作業(yè)。頂管施工的管徑一般在500 mm以上，在施工中為了控制成本，對(duì)頂進(jìn)管的長(zhǎng)度也需要進(jìn)行選擇控制。在直線推進(jìn)中，需要盡量降低裝管次數(shù)，處理管長(zhǎng)增加造成路線偏離的問(wèn)題時(shí)，一般采用短管安裝施工解決。

3.2 穿墻施工

施工中存在涉及地下墻體的問(wèn)題，需要穿墻施工。穿墻中重點(diǎn)環(huán)節(jié)在于打開(kāi)穿墻門板，在此之后進(jìn)行止水裝置的安裝作業(yè)。在穿墻處理中，采用低強(qiáng)度的水泥和土進(jìn)行攪拌，進(jìn)行填充壓實(shí)，起到防水、臨時(shí)阻止水土流動(dòng)的作用。打穿墻板前，通過(guò)注漿固結(jié)等方式，對(duì)墻體附近結(jié)構(gòu)進(jìn)行加強(qiáng)，避免在穿墻中破壞墻體結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致墻體難以支持外側(cè)土的壓力，造成墻體坍塌等情況發(fā)生[5]。編制施工方案時(shí)，需要充分考慮施工中可能出現(xiàn)的突發(fā)問(wèn)題，制定相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案。在穿墻施工中，整體的施工速度應(yīng)保證以較快的速度推進(jìn)，做好防水措施。在此期間可以采用壓板或橡膠止水板等方式解決止水問(wèn)題。穿墻完成后需要及時(shí)進(jìn)行加固處理，避免因?yàn)楣芡鈧?cè)土體長(zhǎng)時(shí)間暴露，發(fā)生流變問(wèn)題[6]。

3.3 頂管出洞施工

頂管出洞施工環(huán)節(jié)需要重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的安全管理。在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)中，頂管機(jī)與首節(jié)管破出洞口封門，剛進(jìn)入土壤中時(shí)最易發(fā)生安全問(wèn)題，因此在現(xiàn)場(chǎng)管理中，需要對(duì)此環(huán)節(jié)的施工緊密關(guān)注，可通過(guò)在下井壁加設(shè)支撐體系，降低現(xiàn)場(chǎng)施工風(fēng)險(xiǎn)。

為了避免管線發(fā)生偏斜，在此階段需要加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工的檢驗(yàn)力度，避免管線發(fā)生較大偏斜，影響后續(xù)施工進(jìn)程。在鉆進(jìn)的過(guò)程中，如果發(fā)生讀數(shù)下跌的情況，應(yīng)及時(shí)調(diào)整主頂油缸，糾正鉆進(jìn)的角度。在施工計(jì)劃中，需要做好初始角下跌的彌補(bǔ)方案計(jì)劃，以此應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的突發(fā)情況，保證施工進(jìn)度的穩(wěn)定有序[7]。

3.4 注漿減阻施工

在頂管施工作業(yè)中，注漿減阻是十分關(guān)鍵的一項(xiàng)技術(shù)。在長(zhǎng)距離施工中，通過(guò)注漿減阻能夠在極大限度上降低頂管作業(yè)難度。注漿減阻原理是通過(guò)壓注觸的方式，將原本的泥土變成泥漿，降低掘進(jìn)的難度。通過(guò)對(duì)管道周圍空隙進(jìn)行填充，可以形成一道比較堅(jiān)固的泥漿保護(hù)套，對(duì)底面起到一定支撐作用，有效避免底面由于管道施工挖掘造成沉降問(wèn)題出現(xiàn)。并且同時(shí)降低了頂進(jìn)阻力，提高了整體的施工效率。在具體應(yīng)用過(guò)程中，需要保證壓漿與頂進(jìn)工作同步進(jìn)行，使用跟蹤補(bǔ)漿技術(shù)對(duì)混凝土管道中適當(dāng)位置的泥漿進(jìn)行補(bǔ)充，彌補(bǔ)施工中造成的泥漿損失[8]。

3.5 頂管糾偏施工

在施工中尤其是較長(zhǎng)距離的作業(yè)中，頂管糾偏是一種常用的技術(shù)手段。該項(xiàng)技術(shù)主要運(yùn)用于機(jī)頭偏離設(shè)計(jì)軸線的情況，對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行糾正使用。通過(guò)對(duì)后部的糾偏千斤頂組進(jìn)行合理調(diào)整，以此實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)機(jī)頭端面方向的效果，起到頂管糾偏的作用，對(duì)原本偏離軸線的頂進(jìn)方向進(jìn)行糾正，起到降低施工偏差的效果，確保管道施工頂進(jìn)中能夠更好地沿軸線推進(jìn)。

在具體應(yīng)用中，需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)糾偏千斤頂進(jìn)行調(diào)節(jié)。在頂管施工中，應(yīng)對(duì)整個(gè)頂進(jìn)過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)控，對(duì)其軌跡進(jìn)行檢測(cè)。一旦發(fā)現(xiàn)頂進(jìn)方向出現(xiàn)誤差應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理。如果頂進(jìn)誤差累積到一定程度，會(huì)對(duì)整體工程的實(shí)施造成較大影響。頂進(jìn)過(guò)程中，每頂進(jìn)30 cm左右，就需要對(duì)偏差進(jìn)行一次測(cè)量。在首節(jié)管施工中，每頂進(jìn)20 cm左右需要測(cè)量一次，通過(guò)高頻率測(cè)量和持續(xù)的觀察，避免頂管過(guò)程中出現(xiàn)較大偏差。

3.6 工作坑的支護(hù)

在頂管作業(yè)環(huán)節(jié)中，大量的人員以及設(shè)備會(huì)集中在工作坑中，頂管施工技術(shù)一般用于深度較大的管道施工中，其工作坑的深度一般也比較大[9]。

為保證現(xiàn)場(chǎng)工作安全，保障施工穩(wěn)定進(jìn)行，加強(qiáng)對(duì)工作坑的支護(hù)管理十分重要。在支護(hù)坑挖掘前，需要對(duì)其水文地質(zhì)進(jìn)行勘探，在此基礎(chǔ)上確定土方工程的挖掘方案。土方作業(yè)完成后，需要對(duì)支護(hù)坑進(jìn)行加固處理，尤其是針對(duì)支護(hù)坑的偏坡部分，應(yīng)加強(qiáng)相應(yīng)的防護(hù)處理。

針對(duì)土質(zhì)情況不良的區(qū)域，在當(dāng)?shù)亟涤炅枯^大的區(qū)域，在工作坑挖掘的同時(shí)，需要落實(shí)對(duì)其的防護(hù)工作。一般情況下，工作坑每挖掘1 m深度，就應(yīng)進(jìn)行護(hù)壁建設(shè)，主要采用連續(xù)混凝土壁修建的方式進(jìn)行。在挖掘過(guò)程中如果出現(xiàn)滲水情況或遇到卵石土層，每挖掘0.5 m的深度就要進(jìn)行一次加固處理[10]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，頂管技術(shù)在水利管道工程中廣泛應(yīng)用，相較于傳統(tǒng)的施工技術(shù)而言，這種技術(shù)在市政工程中能夠有效降低對(duì)市民生活的影響。在深層管道的施工中，頂管技術(shù)能夠大幅度降低施工的成本，獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。加強(qiáng)對(duì)頂管技術(shù)應(yīng)用的研究，可以進(jìn)一步提高使用效果，對(duì)于水利管道施工質(zhì)量以及施工效率都具有促進(jìn)作用。在頂管技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，相關(guān)單位需要做好充分的準(zhǔn)備工作，并在施工中對(duì)現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)格進(jìn)行監(jiān)控，確保頂管施工質(zhì)量，避免工程中出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，保障水利工程施工的整體效益。