孫炳亭

（淄博天潤供水有限公司，山東 淄博 255400）

隨著我國城市化進(jìn)程加快，市政給水管道工程建設(shè)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，在一定程度上對相關(guān)施工技術(shù)的應(yīng)用提出了更高的要求，不僅要保證施工質(zhì)量和施工效率，還要減少對周圍居民生活的影響。在這種情況下，就需要提升對給水管道工程施工技術(shù)的重視程度，加強(qiáng)施工設(shè)計(jì)、材料以及過程的管控，優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用，從各方面、全流程中將施工技術(shù)價(jià)值發(fā)揮出來，提升施工質(zhì)量。

1 市政給水管道工程系統(tǒng)

對于市政給水管道系統(tǒng)而言，一般由取水構(gòu)筑物、水處理構(gòu)筑物、輸水管、配水管網(wǎng)、泵站以及調(diào)節(jié)構(gòu)筑物所組成。市政給水管道工程建設(shè)能夠?qū)Τ鞘兴Y源循環(huán)系統(tǒng)起到優(yōu)化和完善的作用，實(shí)現(xiàn)水資源維護(hù)與可持續(xù)、循環(huán)利用，凈化城市水源，保護(hù)公共用水安全，并確保城市生態(tài)系統(tǒng)的能量、物質(zhì)良好循環(huán)，為人們生活、生產(chǎn)和工作提供和諧、安全、綠色的條件[1]。因此，科學(xué)合理地進(jìn)行市政給水管道工程規(guī)劃，做好施工技術(shù)應(yīng)用具有重要意義。

2 工程案例

本文選擇某市政給水管道工程為例進(jìn)行研究，該工程位于城市中間區(qū)域，穿越一條城市重要交通路線，車流量較大，而且地下含有的通信管道、輸油管道、暖氣管道、天然氣管道以及水管等較多且復(fù)雜。已知該工程施工建設(shè)過程中，使用的管道尺寸為厚度為16mm 的DN1600 管道，由Q235B 鋼管制成。

假如應(yīng)用常規(guī)開挖施工模式，需要圍住道路，嚴(yán)禁車輛通行，這樣一來周圍道路的交通就會出現(xiàn)擁堵的問題，再加上地下結(jié)構(gòu)較為繁瑣、復(fù)雜，在開挖的過程中可能會對現(xiàn)有地下管道造成破壞，影響其他管道線路的正常應(yīng)用[2]。同時(shí)，這種施工方法的成本相對較高，進(jìn)度較慢，會對周圍居民的生活、工作造成一定的影響。

因此，經(jīng)過施工單位、設(shè)計(jì)單位、政府單位、居民業(yè)主等商討之后，確定對該工程采取頂管施工技術(shù)，也就是非開挖施工方式，利用主頂油缸以及管道間、中繼間的頂力，將工具管或者掘進(jìn)機(jī)從工作基坑中穿越土層推進(jìn)到接收井中，將工具管或者掘進(jìn)機(jī)吊出井外，然后將工具管或者掘進(jìn)機(jī)后的管道埋設(shè)到兩個(gè)坑之間，在該工程中，施工建設(shè)管道長度為60m，埋設(shè)深度為6m。

3 市政給水管道工程施工技術(shù)的應(yīng)用

3.1 準(zhǔn)備工作

3.1.1 管道選擇

在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展下，市政工程給水管道工程建設(shè)過程中的管道選擇類型也逐漸增加，不同管道有著不同的特點(diǎn)，在應(yīng)用的過程中要考慮工程實(shí)際情況進(jìn)行選擇，以此才能確保工程建設(shè)的質(zhì)量。在選擇管道的過程中，要考慮如下因素：

第一，管道材料。給水管道材料在選擇的過程中，要求具備足夠的強(qiáng)度，能夠承受各種內(nèi)外荷載；具有良好的水密性，以防出現(xiàn)漏水問題；內(nèi)壁光滑，減少水流阻力；具有耐腐蝕性，能夠預(yù)防受到水或土壤的侵蝕；價(jià)格較低，使用壽命長[3]。同時(shí)，管道材料種類也較多，比如復(fù)合材料、金屬材料等，材料特點(diǎn)不同，實(shí)際應(yīng)用范圍也有較大差異，如表1 所示，是一些常見管道材料及其特點(diǎn)、應(yīng)用范圍。在本工程案例中，采用頂管施工技術(shù)，因此在施工材料選擇上會選擇一些抗壓、堅(jiān)硬的材料，如型號為Q235B 鋼管。

表1 管道材料特點(diǎn)、應(yīng)用范圍

第二，管道長度。經(jīng)過實(shí)踐研究后發(fā)現(xiàn)，頂力和頂進(jìn)距離之間存在一定的關(guān)系，前者越大，后者越長。但是，受于裝置性能的影響，需要合理設(shè)置頂進(jìn)距離，在保證頂力速度的同時(shí)，提升管道頂進(jìn)質(zhì)量。綜合考慮經(jīng)濟(jì)性、可行性因素等確定頂管的長度。一般而言，頂管長度與管徑之間不同可以將頂管劃分為三種類型：第一種，短管，長度/管徑低于10 的管道；第二種，標(biāo)準(zhǔn)管，長度/管徑等于1.15 的管道；第三種，長管，長度/管徑大于等于2.10 的管道。在本項(xiàng)目建設(shè)中，選擇了長度為6m 的短管。

3.1.2 人員準(zhǔn)備

為了確保市政給水管道工程施工順利進(jìn)行，還要做好人員準(zhǔn)備工作，盡可能選擇一些具備專業(yè)技能、高素質(zhì)的施工人員，有著豐富的頂管施工經(jīng)驗(yàn)以及施工能力，這樣能夠避免由于人員因素降低施工質(zhì)量。另外，在明確施工人員，組建施工隊(duì)伍之后，要積極開展培訓(xùn)教育活動，宣傳頂管施工理論和實(shí)踐技能，介紹本工程具體狀況和施工安排等。

3.1.3 方案設(shè)計(jì)

在整個(gè)市政給水管道工程施工技術(shù)應(yīng)用過程中，前提是要做好方案設(shè)計(jì)工作，才能將施工價(jià)值發(fā)揮出來。首先，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)施工方案的過程中，深入施工現(xiàn)場進(jìn)行勘察，了解現(xiàn)場狀況，結(jié)合收集到的數(shù)據(jù)信息和各類材料，初步設(shè)計(jì)施工方案。其次，將初步設(shè)計(jì)方案提交給相關(guān)部門進(jìn)行審核，提出方案中不合理以及不足之處，反饋給設(shè)計(jì)人員修改。最后，設(shè)計(jì)人員結(jié)合審核問題進(jìn)行方案修改，從而形成最佳方案[4]。另外，在方案設(shè)計(jì)工作完成后，還要做好技術(shù)交底工作，確保施工人員都全部掌握施工方案，提升施工質(zhì)量和效率。

3.2 頂進(jìn)井建設(shè)

在頂管施工技術(shù)應(yīng)用過程中，頂進(jìn)井是關(guān)鍵構(gòu)成，建設(shè)頂進(jìn)井，才能確保后續(xù)施工順利實(shí)施。頂進(jìn)井也就是工作井、接收井，是工具管或者掘進(jìn)機(jī)工作和接收的場所。頂進(jìn)井有兩種形狀，對于矩形頂進(jìn)井而言，沿管道方向較長，長度能夠滿足頂管機(jī)頭可被取出的條件；對于圓形頂進(jìn)井而言，在管道轉(zhuǎn)折處設(shè)置，平面是圓形，內(nèi)徑能夠滿足頂管機(jī)頭可被取出的條件[5]。在本工程中，選擇的頂進(jìn)井形狀為圓形。在確定之后，在工作井中，要設(shè)置主頂千斤頂、頂鐵、基坑導(dǎo)軌、洞口止水圈、井內(nèi)排水設(shè)備以及照明設(shè)備等。

頂進(jìn)挖土施工操作，具體方法包括四種：（1）人工開挖。在頂管前端安裝工具管，應(yīng)用人工施工手段破碎工作面的土層，輔助使用沖擊錘、鍬、鎬等工具，適用于土質(zhì)較好，管徑超過1m 的管道。（2）擠壓掘進(jìn)機(jī)。主要是利用主頂油缸或者中繼間油缸的頂力將工具管頂?shù)酵林?，被擠壓的土就會從工具管的排土口擠出。（3）泥水平衡挖掘。主要是應(yīng)用相關(guān)機(jī)器對泥土進(jìn)行切削，借助壓力對地下水壓力和土壓力進(jìn)行平衡，應(yīng)用水力方式輸送棄土。（4）土壓平衡挖掘。主要是應(yīng)用相關(guān)機(jī)器對泥土進(jìn)行切削，利用土倉中的壓力和螺旋輸送機(jī)進(jìn)行排土，從而對地下水壓力和土壓力進(jìn)行平衡，排出含水量較多的泥漿或者含水量較少的干土。在本工程中這四種開挖方式都有應(yīng)用。

3.3 頂管出墻

在完成頂進(jìn)井建設(shè)之后，就需要進(jìn)行頂管出墻施工。主要是打開穿墻門板，在頂進(jìn)井處逐漸將工具管導(dǎo)入其中，對相關(guān)穿墻止水裝置進(jìn)行安裝和固定。

在具體施工時(shí)，為了減少土壤中水以及其他因素對施工技術(shù)應(yīng)用造成的影響，需要在穿墻管道中加入適量的低強(qiáng)度水泥粘土拌合土，確保管道的緊密性。同時(shí)，還要在穿墻管道外部加入適量的混凝土漿液，進(jìn)而提升管口位置的強(qiáng)度，以免在穿墻管出現(xiàn)倒塌和移位的問題。在推進(jìn)工具管的過程中，動作要快速、麻利[6]。具體頂管出墻操作是將穿墻門板打開，將工具管從井內(nèi)頂出，然后做好穿墻止水設(shè)備安裝工作，保證穿墻質(zhì)量。

3.4 頂管出洞

在整個(gè)市政給水管道施工過程中，頂管出洞是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，需要施工人員提升重視程度，主要是將工具頭或者掘進(jìn)機(jī)從工作坑中頂進(jìn)到土體中的過程中，保證出洞的連續(xù)性、安全性和可靠性，意味著頂管施工成功了一大半。要想做好頂管出洞施工技術(shù)應(yīng)用，就需要從管道放線、導(dǎo)軌鋪設(shè)、洞口加固以及洞口止水等方面入手。

對于管道放線而言，結(jié)合設(shè)計(jì)方案中的坐標(biāo)值，將其引入到工作坑中，控制好進(jìn)出洞口的坐標(biāo)，然后指揮放線工作推進(jìn)，從而保證頂管頂進(jìn)方向的正確性[7]。

對于導(dǎo)軌鋪設(shè)而言，這是頂進(jìn)過程中的具有導(dǎo)向性作用的設(shè)備，也為頂管出洞提供了基準(zhǔn)，這就需要做好導(dǎo)軌鋪設(shè)工作，加強(qiáng)測量，確保導(dǎo)軌的中線、軌距、高程以及坡度等都符合設(shè)計(jì)要求?？紤]到工作坑槽底土基有無地下水、管節(jié)重量以及土類質(zhì)量等因素，采用導(dǎo)軌支撐手段，在導(dǎo)軌和工作坑底正在增加混凝土澆筑，確保導(dǎo)軌不會出現(xiàn)沉降變形問題。

對于洞口加固而言，假如頂管機(jī)被頂出洞口時(shí)，洞口土體強(qiáng)度不夠，而且也沒做好相應(yīng)的加固措施，就會導(dǎo)致大量的地下水、土體等涌入工作坑內(nèi)，導(dǎo)致洞口周圍地面沉降，還會導(dǎo)致管頭出現(xiàn)偏移等情況，影響施工正常進(jìn)行。對此，就需要對洞口的土體進(jìn)行加固操作，假如土質(zhì)不是太差，可以應(yīng)用門式加固法，也就是在洞口頂部及兩側(cè)應(yīng)用注漿技術(shù)、高壓旋噴樁技術(shù)等增加土層加固；假如土質(zhì)較軟，可以在洞口加固時(shí)應(yīng)用鋼封門。在本工程的頂管出洞環(huán)節(jié)，土層較軟，出洞時(shí)掘進(jìn)機(jī)以及前幾節(jié)管出現(xiàn)后退的情況，在施工過程中在洞口位置安裝了手提葫蘆，將最后一節(jié)管以及掘進(jìn)機(jī)拉住，并且采用了鋼封門手段。

對于洞口止水而言，在頂管期間頂管和洞口之間存在間隙，假如土層中的地下水位較低，土體完整性較高，那么將不會對頂管出洞造成影響。但是假如土層中的地下水位較高，假如未及時(shí)封住間隙，泥沙和地下水將會流入工作坑中，影響工作坑作業(yè)，甚至還會導(dǎo)致洞口土體出現(xiàn)下沉的情況，影響施工進(jìn)行。對此，就需要提升對洞口止水的重視程度。在本工程施工過程中，在頂進(jìn)管道前方的坑內(nèi)澆筑了一道寬度為3m、厚度為0.5m，高度為2.5m 的鋼筋混凝土止水墻。

3.5 管道清潔

在完成市政給水管道工程建設(shè)之后，還需要進(jìn)行管道清潔施工操作。一般而言，管道清潔會需要耗費(fèi)大量的時(shí)間和水資源，將該項(xiàng)工作安排到夜間用水低峰時(shí)段，但是長時(shí)間管道清潔也會影響施工效率。在本工程案例中，結(jié)合地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)，清潔后的管道濁度應(yīng)該在0.5NTU 以下，以此能夠順利通過給水管道的驗(yàn)收工作，以免后期出現(xiàn)水質(zhì)問題。對此，可以在完成給水管道施工之后，應(yīng)用新型管堵的方式，避免回填砂或土方進(jìn)入管道內(nèi)，而且還能避免地下水滲入到管道。在上述施工的過程中，要及時(shí)進(jìn)行管道清潔工作，確保管內(nèi)清潔性。另外，可以對管道清潔沖水量進(jìn)行合理控制，減少水資源浪費(fèi)，在施工建設(shè)的過程中，制定管道 清潔施工計(jì)劃，明確沖排水的管徑、水壓、管長等內(nèi)容，進(jìn)行詳細(xì)記錄，確保施工過程中的任何一個(gè)環(huán)節(jié)都詳細(xì)記錄，為后續(xù)工程養(yǎng)護(hù)提供參考。

4 結(jié)語

總之，在市政給水管道工程施工技術(shù)的應(yīng)用過程中，應(yīng)該充分研究具體工作狀況，結(jié)合工作實(shí)際情況選擇開挖技術(shù)及非開挖技術(shù)，做好具體施工技術(shù)操作管理工作，明確各環(huán)節(jié)施工要點(diǎn)、重點(diǎn)，加強(qiáng)測量與管理，從而根據(jù)工程狀況制定切實(shí)可行的給水管道工程施工技術(shù)方案。