李 薇，李長寬，劉 丹，李晶婧，張靖怡

（1.山西眾志誠工程設(shè)計有限公司，山西 太原 030000；2.水發(fā)規(guī)劃設(shè)計有限公司沈陽分公司，遼寧 沈陽 110000；3.中國華西工程設(shè)計建設(shè)有限公司遼寧北方分公司，遼寧 沈陽 110000）

1 市政給排水工程的建設(shè)價值

市政給排水系統(tǒng)是城市規(guī)劃的重要組成部分，也是城市建設(shè)的一個重要組成部分。市政雨水系統(tǒng)與人民生活密切相關(guān)，其便捷性特點主要體現(xiàn)在最大限度地利用自然資源，在保護環(huán)境的同時推進城市防洪排澇工作。當(dāng)前，我國已進入城市化高速發(fā)展階段，如何保持生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，如何保持社會經(jīng)濟的均衡發(fā)展，是社會建設(shè)面臨的重大問題。市政給排水系統(tǒng)不僅可以保證人們的生活質(zhì)量，還可以促進城市給排水的市場化發(fā)展。市政工程給排水管網(wǎng)是保證城市正常運行的重要環(huán)節(jié)。城市給排水工程建設(shè)的成功實施，將極大地促進城市居民內(nèi)需，促進城市經(jīng)濟的發(fā)展[1]。目前，我國城市給排水工程建設(shè)仍有很大的改進空間，包括技術(shù)創(chuàng)新、升級和應(yīng)用。當(dāng)前，技術(shù)進步在各個方面取得了顯著進展，城市居民的整體素質(zhì)不斷提高。因此，城市給排水系統(tǒng)的建設(shè)顯得尤為重要。隨著城市化進程的加快，城市人口規(guī)模不斷擴大，城市用水總量也在不斷增加。因此，有關(guān)部門應(yīng)進行合理的規(guī)劃和建設(shè)，以確保城市的健康發(fā)展。

2 非開挖頂管施工技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

非開挖頂管技術(shù)是一種采用不開挖或少開挖的方法，采用鉆孔法鋪設(shè)、修復(fù)和更換管道的技術(shù)。與傳統(tǒng)的深基坑施工方法相比，非開挖施工方法具有工期短、成本低、安全可靠的優(yōu)點，適用于城市和市政建設(shè)。在城市地下管線的敷設(shè)過程中，采用非開挖方式敷設(shè)。非開挖頂管具有不開挖地表、不影響管道上部土層、不影響管線連接端面變形、延長管線使用壽命的優(yōu)點。在各種工況下，非開挖法與頂管法相結(jié)合具有廣闊的應(yīng)用前景。不需要挖掘表面，這可以通過道路、鐵路或現(xiàn)有建筑下方的土層來實現(xiàn)。非開挖頂管施工因其安全可靠而備受業(yè)界關(guān)注。

3 給排水工程中頂管技術(shù)應(yīng)用特點

首先，相對而言，它對周邊地塊的影響并不顯著。這種方法不會改變施工現(xiàn)場的土壤結(jié)構(gòu)，在工程實踐中也不需要挖溝開渠。另外，在施工期間，灰塵和噪聲亦相對較低，不會影響周圍建筑物和地下其他管道的正常使用。其次，施工點的空間布局獨具特色。與頂管法相比，傳統(tǒng)的埋地管道開挖方法為直線法，存在占地面積大、對周圍環(huán)境影響大等缺點，社會效益較差[2]。頂管施工技術(shù)可以將施工界面由直線過渡為點狀，有效克服傳統(tǒng)埋地管道施工技術(shù)的不足，減少工程占地，對解決我國土地資源稀缺問題具有重要意義。最后，施工期間無需開挖土方。不僅可以節(jié)省項目時間，而且可以提高施工效率。實踐證明，該技術(shù)不會對施工現(xiàn)場的交通產(chǎn)生影響，也不需要拆除地面建筑。這項技術(shù)可以直接通過下穿土層進行施工，大大降低了工程成本。

4 市政給排水非開挖頂管施工技術(shù)的應(yīng)用

4.1 合理選擇頂進管

在頂部管段，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件情況選擇頂進管。常用的頂進管有鋼筋混凝土管、鋼管、玻璃鋼管等，單根鋼筋混凝土管長度為2m～3m，內(nèi)部水壓可達0.2MPa，在實際工程中具有較高的應(yīng)用價值[3]。盡管這些管道體積相對較大，但不需要做防腐蝕處理。單管長4m～6m，密封性能好，不滲水，但易變形，成本相對較高；玻璃纖維砂管具有良好的抗拉強度、光滑的內(nèi)壁、自重輕，較大的一次性頂進長度，但由于其價格高，無法重復(fù)使用。因此，在工程施工中，應(yīng)進行綜合分析，最終確定最適合項目采用的頂進管道。

4.2 頂管頂進

（1）選擇頂管機。根據(jù)地質(zhì)結(jié)構(gòu)和施工條件，選用保水性能好的頂管設(shè)備。（2）初始頂進。推入時，將孔洞口的石塊清除，以防止泥漿和水的壓力過大，將泥水灌入工作井。為了保證密封防水，可以在井口安裝一個單法蘭穿墻鋼套管。從門板上拆下密封件，打開頂進沖頭的刀盤，慢慢地將頂管機推入泥土中，然后將機頭后部的兩根混凝土管連接到機頭前部的管道上。（3）常規(guī)頂進。嚴格按規(guī)范安裝頂鐵，用油泵撐出千斤頂活塞，打開回油閥，啟動下管作業(yè)。（4）頂進時刻。施工過程必須持續(xù)進行，非必要不暫停，若不得不中止作業(yè)，則施工過程中的暫停時間不得超過12 小時。（5）注漿減阻。由于灌漿阻力降低會影響頂部管道的成孔質(zhì)量，因此有必要在灌漿劑中適當(dāng)混合潤滑劑。為了保證灌漿的可靠進行，亦有必要合理布置灌漿孔?；炷凉艿肋B接處采用三個鉆孔，出水壓力可采用1×1052.4×105Pa 的規(guī)格[4]。在頂管法施工中，必須采用多個灌漿系統(tǒng)進行灌漿。灌漿水泵的選擇應(yīng)具有一定的節(jié)流和控壓能力。并在施工過程中，做好頂管、注漿、補漿等工作，確保注漿與頂進作業(yè)的良好配合。

4.3 頂進糾偏

頂管機在工作時，不可避免地會出現(xiàn)頂進誤差，這時需要按照“緩慢、多次”的原則進行校正。管道連接校正應(yīng)逐步恢復(fù)，在此期間不允許強制糾偏。在一般情況下，頂管過程中，激光光斑的中心與被測物體的靶心重合。如果頂管掘進機的頭部偏移，這兩個部分將不會重疊。在這種情況下，偏移圖像信息將傳輸?shù)奖O(jiān)視器，在分析了具體的偏差情況后，應(yīng)采取相應(yīng)的糾正措施，以確保頂進傾斜度達到合理的水平。在功率校正過程中，探頭總是朝著激光指定的方向前進。在起拱階段，檢測和糾正起拱過程中產(chǎn)生的偏差是非常重要的。以距切割頭頂部5m～10m 的距離為例，該截面的基本要求是：軸線位置的最大偏差不超過50mm，高程的最大偏差也不超過30mm。如果超過該限值，應(yīng)立即安排糾正。刀頭前面有一個校正接頭，其中內(nèi)置一個校正千斤頂。在施工過程中，如果有偏差則可以借助校正千斤頂進行校正。通過調(diào)整偏心校正圓柱體，圓柱體的方向發(fā)生變化，圓柱體的朝向恢復(fù)到原來的水平。為了防止偏移積累過多而難以糾正，有必要及時識別和糾偏。例如，如果鉆頭的方位誤差大于10mm，則需要進行校正。

4.4 操作控制系統(tǒng)

施工中應(yīng)安排經(jīng)過專門培訓(xùn)的人員在現(xiàn)場操作，仔細檢查操作系統(tǒng)，并隨時注意掘進機的油壓狀態(tài)。當(dāng)掘進機到達接收井口時，掘進工作須短暫暫停。如果有地下水或松散的土壤，則需要在進水口的側(cè)壁上安裝止水環(huán)。掘進機進入接收井后，埋管工作也隨之結(jié)束。之后，挖掘機被從施工現(xiàn)場移走，待留置好出口后密封接收井。（1）開挖機械進入隧道前，應(yīng)適當(dāng)布置接收軌道，其方位和標(biāo)高應(yīng)滿足工程需要；用起重機將上部管道的第一段放置在井口軌道上，然后用千斤頂將管道推至井口末端。連接后，繼續(xù)進行其他管道的施工。由于工程所用管道多為承插式接口，因此在施工過程中有必要用密封橡膠圈對接口進行嚴格密封。（2）管段穩(wěn)定后，依次放置彎曲的頂部鐵皮和U 形頂部鐵皮。首先放置U 形頂部鐵皮，然后放置彎曲的頂部鐵皮，最后放置下一個管段。用螺釘將穩(wěn)定的管段固定在前一節(jié)上，并將其連接到灌漿管道上。重復(fù)以上操作，直到完成所有管道連接。（3）使用接口靈活的鋼套管，以防止管道連接點泄漏。這種管道具有高剛性和高承載能力的特點。頂管施工完成后，更換整個管道，在水泥漿中加入粉煤灰，并在留下灌漿孔的地方更換漿筒。泥漿凝固后，取下管道并密封鉆孔[5]。

4.5 進洞口措施

1.在頂進鉆孔中，應(yīng)預(yù)留一個直徑比鉆頭大20cm的孔洞，孔周圍埋有鋼板和螺栓，以加固鉆孔。用于連接進口管道的成品管道必須確保其質(zhì)量和性能符合標(biāo)準要求。運至施工現(xiàn)場的鋼管接頭應(yīng)按有關(guān)規(guī)定進行檢驗，檢驗合格后方可用于頂管施工。掘進機進入隧道后，必須檢查其軸向、姿態(tài)等，以免對隨后的管節(jié)頂進產(chǎn)生不利影響。頂管作業(yè)時，掘進機的機頭必須連接到5 段導(dǎo)管上，并用拉桿固定，以防止機頭因質(zhì)量問題而下沉。為了保證管節(jié)頂進法施工的質(zhì)量，頂進軸線的誤差控制是重要的一步。在安裝過程中，可以通過控制面板上顯示的點對液壓缸進行微調(diào)，使管路連接始終處于軸線位置。施工過程中，要嚴格遵守施工規(guī)定，校正后的傾角不應(yīng)超過1 度，避免水力偏差過大，造成施工困難和管節(jié)坍塌。

2.頂管法施工過程中，地層容易變形，必須采取相應(yīng)的措施加以控制。根據(jù)土質(zhì)、覆土深度、地表沉降等因素，通過調(diào)整注漿水量和土壓力的平衡值來確保邊坡的穩(wěn)定性，根據(jù)管節(jié)頂進速度，監(jiān)測巖層變形情況，及時適當(dāng)調(diào)整注漿流量和壓力，確保巖層變形在可接受的范圍內(nèi)。

3.減少泥漿摩擦是頂管施工中的一項重要技術(shù)措施。頂管施工過程中，采用減摩泥漿填充管道連接處與土層之間的空隙，以減少摩擦力。為了保證管道接頭的抗摩擦效果，必須在管道接頭外設(shè)置一個完整的泥蓋，以保證頂板結(jié)構(gòu)的平滑。

4.當(dāng)掘進機前部到達接收位置時，使用挖掘機開挖土壤。當(dāng)開挖距離井口約50cm 時，應(yīng)停止機械開挖，改為人工開挖，小心清除井口附近的泥土，使其充分暴露；在挖掘機正式入井前，必須重新檢查頂部管道的位置，以確保挖掘機正常入井。

5 市政給排水施工質(zhì)量控制措施

1.在施工期間，有必要對水泥管道進行質(zhì)量監(jiān)督，并確保其具有相應(yīng)的檢測證書。施工過程中，施工單位和技術(shù)人員應(yīng)對管道進行全面檢查，確保其符合要求后方可投入使用。

2.頂管施工時，應(yīng)在管道上方的表面設(shè)置下沉觀測點，定期觀測頂管機機頭通過表面的情況。頂進各階段完成后，應(yīng)進行觀測，并保存詳細的沉降記錄。通過將實測沉降點的原始數(shù)據(jù)整理成冊，可以及時調(diào)整沉降量，防止頂管對路面的影響。

3.由于頂管施工的困難，以及建筑和施工現(xiàn)場周圍地質(zhì)條件的各種影響，有必要對其進行監(jiān)測。然而，目前在工程中，由于其工作程序復(fù)雜，所以容易受到地表和地下障礙物的影響，從而影響工程進度與質(zhì)量。此處障礙物多為巖石、埋藏的木材等，故此要及時解決清除這些障礙物，并加強施工環(huán)境的異常監(jiān)測。

4.防止地表異常沉降。（1）填充的砂礫或土壤。采用回填方法，快速填充土壤中的孔洞，填充土壤侵蝕引起的裂縫，并在回填過程中加入適量的水，以加速砂漿的擴散。在沉降區(qū)內(nèi)進行局部灌漿，并在沉降區(qū)上方3cm 處進行加固。（2）灌漿采用水泥漿和水玻璃漿。灌漿時，灌漿壓力在0.25～0.6MPa 之間，灌漿速率在30升/分鐘之間。灌漿順序從深到深，每次0.3m。灌漿時，先在規(guī)定深度鉆孔，然后密封漿液，然后將塑料止回閥導(dǎo)管旋入設(shè)計深度；水泥漿固化后，將雙向密封芯放入塑料閥中，完成灌漿工作。灌漿前，必須對相關(guān)材料、設(shè)備和輔助設(shè)備進行檢查，以確保水電的正常運行。灌漿完成后，不得擅自停止。

5.澆筑混凝土?xí)r，墊層內(nèi)的所有混凝土均應(yīng)采用C10 強度等級，頂部管井底部和側(cè)壁的混凝土應(yīng)采用C30 強度等級。確保商品混凝土的質(zhì)量符合標(biāo)準?；炷量梢允褂幂斔捅眠M行運輸?；炷翝仓?yīng)分階段進行，每層最大澆筑厚度為70cm，每段控制長度為2m～3m。在20℃～30℃的溫度范圍內(nèi)，每層混凝土澆筑一次，允許間隔為90 分鐘，鋼渣硅酸鹽水泥澆筑一次。振搗混凝土?xí)r，振搗棒應(yīng)面朝下5cm，以確?；炷恋拿軐嵍确显O(shè)計要求。

6.非開挖法和頂管法對工人的整體技能有很高的要求。因此，施工單位必須重視考察施工人員的綜合素質(zhì)，并在施工前對其進行培訓(xùn)，確保其熟練掌握施工技能，對施工技術(shù)有清晰的認識，對施工質(zhì)量和安全有足夠的重視。同時，要建立科學(xué)的獎懲制度，嚴懲不按規(guī)定辦事的勞動者，對按規(guī)定辦事者給予合理獎勵。

6 結(jié)語

在我國經(jīng)濟持續(xù)快速增長的背景下，人們對更高生活質(zhì)量的要求越來越高。市政給排水管道系統(tǒng)建設(shè)的安全與高效建設(shè)已成為城市管網(wǎng)建設(shè)中的熱點問題。在市政給排水工程中，采用非開挖頂管施工技術(shù)，可以有效提高工程施工質(zhì)量，提高施工效率。然而，實踐中仍面臨著施工現(xiàn)場條件復(fù)雜、頂管施工和深基坑開挖導(dǎo)致周邊建構(gòu)筑物不均勻沉降等問題。在此基礎(chǔ)上，需要施工單位及項目負責(zé)人結(jié)合實際，不斷總結(jié)和改進非開挖頂管施工技術(shù)，以滿足施工要求，促進我國給排水工程技術(shù)的向好發(fā)展。