鄭 煒

(洛陽市政建設(shè)集團有限公司 471000)

頂管技術(shù)在城市排水管道施工中的應(yīng)用

鄭 煒

(洛陽市政建設(shè)集團有限公司 471000)

頂管技術(shù)是一種城市排水管道施工過程中常用的技術(shù)。由于經(jīng)濟快速發(fā)展，城市建筑越來越密集，城市排水管道的建設(shè)量越來越大，建設(shè)要求也越來越高。頂管技術(shù)的應(yīng)用，能夠適應(yīng)排水管道的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。本文將對頂管技術(shù)的影響要素和施工要點進行歸納，并且介紹其在城市排水管道施工當(dāng)中的具體應(yīng)用。

頂管技術(shù)；排水管道；施工

前言：

一、頂管技術(shù)的影響要素

（一）管道材質(zhì)

排水管道的材質(zhì)可以是塑料管道、鋼筋混凝土管道和鋼制管道[1]。在選擇管道材質(zhì)的時候，要結(jié)合排水管道的強度要求和工作環(huán)境。大部分城市排水管道都會選擇鋼筋混凝土材質(zhì)，這是因為鋼筋混凝土材料具有強高的強度，能夠承受更大的壓力。從頂管技術(shù)的角度來說，為了方便工作人員對管道接口進行處理，頂管的管道直徑必須大于500毫米。而在頂管的長度上，并沒有明確的要求，可以根據(jù)施工單位的經(jīng)濟狀況和施工技術(shù)水平來決定。在一些距離比較近或者線路過于彎曲的地段可以使用短管，一些距離比較遠(yuǎn)或者線路比較直的地段可以使用場館，這樣可以節(jié)省管道材料的用量。在管道施工過程中，如果管道處于特定的地質(zhì)條件下或者管道埋入地下超過一定深度，就要適當(dāng)增加管道材質(zhì)的強度與厚度，確保管道的正常使用。

（二）頂力

在排水管道的施工過程當(dāng)中，油缸、頂鐵、油泵、千斤頂?shù)龋际浅Ｓ玫亩ń鹪O(shè)備。這些設(shè)備在使用過程中的頂力大小與很多因素都有關(guān)，比如管道的材質(zhì)、管道的直徑大小、施工的地質(zhì)條件、頂進設(shè)備的質(zhì)量和工作坑的大小等等。在施工之前，設(shè)計人員要對頂力進行規(guī)劃，留出一部分的富余量，以便日后的管道施工可以隨時糾正頂管的方向。在設(shè)計和規(guī)劃的過程中，要注意頂管管道的各個區(qū)域是否發(fā)生了力度過于集中的狀況和偏心受到的壓力大小。在管道施工的過程中，要分設(shè)開挖工作艙和操作工作艙，利用鋼板分割開來，在工作艙的底部設(shè)置吸泥口和水密封的閘門。

（三）工作坑

工作坑的形狀不固定，有圓形的也有矩形的，一般采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。按照功能來說工作坑分為工作井和接收井兩種，按照施工工藝可以分為裝配式和現(xiàn)澆式兩種[2]。頂管技術(shù)運用的一般是現(xiàn)澆式的工作坑，要在工作坑周圍設(shè)置水泥攪拌樁或者其他支撐物體，還要在內(nèi)側(cè)布置鋼材料制成的墻圍，這樣才能夠加強工作坑的穩(wěn)固程度。工作坑的穩(wěn)固程度對頂管的施工質(zhì)量具有直接性的影響，需要工作人員在施工過程中加以注意。在選擇工作坑的位置時，要考慮排水是否順暢、挖出的土是否方便運出等因素。在挖掘工作坑時，要注意不能破壞周圍建筑的地基，嚴(yán)格按照操作規(guī)范和設(shè)計形狀、尺寸來進行挖掘。

二、頂管技術(shù)的施工要點

頂管技術(shù)所用到的施工設(shè)備主要由以下幾種：后背和導(dǎo)軌；頂進設(shè)備，比如搖鎬機、高壓油泵、頂鎬；下管設(shè)備，比如可用卷揚機；出土設(shè)備，比如水平牽引卷揚機、豎直牽引卷揚機和運土車；工作平臺和其他照明設(shè)備等。

在頂管施工的過程當(dāng)中，要注意三個方面：泥水平衡、氣壓平衡和土壓平衡[3]。如果城市排水管道的施工確定選擇頂管技術(shù)之后，首先要由專業(yè)的地質(zhì)勘探人員對施工區(qū)域的地質(zhì)狀況進行勘探和監(jiān)測。然后結(jié)合施工地區(qū)的地質(zhì)條件和設(shè)計的要求，選擇合適的頂管施工技術(shù)和相應(yīng)的配套機械設(shè)施。這樣才能夠確保排水管道的施工符合實際要求。

在進行頂進步驟之前，首先要確保管節(jié)沒有發(fā)生偏移，頂管的導(dǎo)軌中心線、高度和坡度符合相關(guān)規(guī)定，這樣能夠避免地下水和流動性土進入到工作井當(dāng)中。在頂管施工的過程中，要精確地控制管道的位置，避免發(fā)生偏移。施工人員要定時對管道頂進的情況進行觀察，與設(shè)計位置進行比較，防止發(fā)生較大的偏差。也可以通過自動測量系統(tǒng)來輔助管道的定位。自動測量系統(tǒng)可以運用激光導(dǎo)航儀來監(jiān)測管道的頂進方向，并將結(jié)果在指示板上顯示出來。最后，在管道頂進的過程中要注意隨時注入減阻劑，避免土壤阻力過大干擾了管道頂進。

三、頂管技術(shù)在管道施工中的應(yīng)用

（一）糾偏方法

管道在定金的過程中，會受到土壤的阻力發(fā)生偏移。頂進設(shè)備在運行過程中，會產(chǎn)生一定的偏心力，同樣也會導(dǎo)致管道發(fā)生偏移。一般來說，管道頂進的偏差不得超過10毫米，所以，頂管技術(shù)必須采取一定的手段來糾正頂進過程中出現(xiàn)的偏差，確保管道位置與設(shè)計要求相符。如果管道頂進的偏差比較大，就要對頂進的管道端口采取一定的措施，加強管道端口的反向力矩，通過反向力矩的作用將管道慢慢移動到正確的位置。在糾偏的過程中，要遵循多糾正、小幅度糾正的原則。如果糾正的力矩過大，就會造成管道位置再次出現(xiàn)偏差，這就需要工作人員多多加以注意，把握扭曲力矩的大小。

（二）頂管出洞

頂管出洞就是頂管的機頭和第一節(jié)管道從工作井當(dāng)中穿過土壤，通到接收井的過程。在這個過程當(dāng)中，最容易出現(xiàn)的兩個問題就是管道的變形和線路的偏移。管道在穿越土壤的過程中，要承受土壤的巨大壓力，機械設(shè)備也會對管道產(chǎn)生一定的作用力，就會造成管道發(fā)生變形或者偏離設(shè)計路線。為了防止這些現(xiàn)象，要在頂管出動洞的時候采取一些措施，比如預(yù)先在頂管出洞的位置加墊下跌角，這樣就可以保證頂管的坡度符合設(shè)計要求。

（三）減阻

在一些線路比較長的施工區(qū)域中，管道長期處于土壤當(dāng)中，不僅要承受土壤內(nèi)部的壓力，對管道形成摩擦，阻礙管道的頂進，還會受到土壤當(dāng)中的物質(zhì)腐蝕，發(fā)生質(zhì)量上的變化。所以，對于施工線路比較長的管道施工區(qū)域，要使用一些潤滑劑，將管道外部與土壤隔離開，減少土壤對管道造成的阻力，降低頂進設(shè)備的工作壓力。觸變泥漿就是一種常用的潤滑劑。在管道頂進的過程中，既可以在頂管機頭的尾部進行壓漿，也可以在中繼站進行壓漿。通過這樣的方式，能夠減少觸變泥漿的流失，提高觸變泥漿的利用率，延長管道的使用壽命。觸變泥漿的使用量多少與管道的直徑大小和線路的長短都有關(guān)。如果線路比較短，則可以只在頂管機頭的尾部進行壓漿。

（四）穿墻

排水管道在施工當(dāng)中，不可避免地會穿越墻體。為了保證土壤和墻體的強度，在管道穿墻的過程中一定要保持比較快的穿墻速度。這樣就能夠保持土壤掉落的穩(wěn)定力度，不破壞土壤結(jié)構(gòu)的強度。在管道穿墻施工之前，可以注入一些混凝土來加強土壤的穩(wěn)固程度。在管道穿墻時，首先打開墻體的門板，然后通入工具管，實行止水措施，避免地下水滲漏。還可以利用耐磨、柔韌的橡膠圈來進行止水，避免管道穿墻時水流不止，影響土壤和墻體的穩(wěn)固程度。

（五）接頭密封

頂管接頭的密封材料選擇很重要。頂管在施工過程中承受巨大的壓力，如果密封材料選擇不慎，頂管的質(zhì)量就會大大降低。頂管接頭的密封材料主要有粗紙板、膠合板、中密度纖維等。理論上來講，材料的厚度越大，密封性也就越好，但是應(yīng)力也會比較集中。所以，在選擇接頭的密封材料時，要考慮到接頭的角度和受到應(yīng)力的大小。另外，密封材料在多次循環(huán)使用后性能會發(fā)生顯著下降，需要定期進行更換。

結(jié)論：

頂管技術(shù)是城市排水管道施工的代表性技術(shù)，適用于大口徑、埋度深、施工環(huán)境惡劣的排水管道施工當(dāng)中。隨著我國城市的不斷發(fā)展，城市建設(shè)的水平也在不斷提高，排水管道的建設(shè)量逐漸增加。對此，我國要妥善利用頂管技術(shù)，并且積極進行技術(shù)改進與設(shè)計優(yōu)化，進一步提高我國排水管道的施工水平和城市建設(shè)的技術(shù)水平。

[1]馬紅超.土壓平衡機械頂管技術(shù)在污水管道施工中的應(yīng)用分析[J].居業(yè),2015,16:125-127.

[2]李廣峰.頂管工藝在市政給水管道施工中的應(yīng)用技術(shù)探究[J].建材與裝飾,2015,45:160-161.

[3]劉麗梅.頂管技術(shù)在城市雨污水管道應(yīng)用中的施工探討[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2016,05:94.

TU75

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