武 寶 平

(太原市市政工程總公司，山西 太原 030002)

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談頂管施工工藝在市政工程中的應(yīng)用

武 寶 平

(太原市市政工程總公司，山西 太原 030002)

結(jié)合頂管施工工藝的特點(diǎn)及要點(diǎn)，介紹了頂管施工的前期準(zhǔn)備、施工工藝及偏差控制措施，從運(yùn)用于城市的商業(yè)街、文物建筑、地下管線的設(shè)置三方面，闡述了頂管施工工藝在市政工程中的應(yīng)用范圍。

市政工程，頂管施工工藝，地基，泥漿

頂管施工工藝主要是在沒(méi)有開(kāi)挖路面的前提條件下所進(jìn)行的一種管道鋪設(shè)方法，它的經(jīng)濟(jì)價(jià)值相對(duì)來(lái)說(shuō)比較高。在我國(guó)，頂管施工工藝不僅作為了市政工程建設(shè)過(guò)程當(dāng)中一種常見(jiàn)的工藝方式，而且還把西方那些比較先進(jìn)的管道鋪設(shè)工藝有效結(jié)合在了一起，從而獲得了一定的成效。

1 頂管施工工藝的特點(diǎn)

頂管施工工藝所具備的特點(diǎn)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較明顯，頂管施工工藝是在沒(méi)有開(kāi)挖路面的前提條件下進(jìn)行管道鋪設(shè)施工。頂管施工工藝不僅能夠保障地下管道不會(huì)受到損壞，而且還可以與一些相關(guān)設(shè)施，比如鐵路和公路等有效結(jié)合在一起，從而有利于城市進(jìn)一步建設(shè)。頂管施工工藝能夠減少粉塵與噪聲，是一種效率高且污染少的市政建設(shè)方法，對(duì)于改善城市交通環(huán)境起到了非常重要的作用。頂管施工工藝所具備的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：頂管施工的范圍非常小，除了不會(huì)給地面造成非常大的損壞之外，而且對(duì)于交通的正常運(yùn)行也不會(huì)造成很大的影響。同時(shí)不會(huì)干擾其他地下管線，當(dāng)然也不會(huì)加大管道沿線的拆遷工程量，從而降低了工程造價(jià)。

2 頂管施工工藝要點(diǎn)

1)踏勘現(xiàn)場(chǎng)。采用頂管施工前首先應(yīng)該認(rèn)真仔細(xì)地踏勘施工現(xiàn)場(chǎng)，然后在此基礎(chǔ)上確定所進(jìn)行設(shè)置的導(dǎo)向牌與交通線路，只有做到這樣才可以有效保障管道施工的正常順利進(jìn)行。控制與管理周圍的排水系統(tǒng)，嚴(yán)格檢查頂管施工現(xiàn)場(chǎng)的通訊與電力以及和煤氣相關(guān)的一些管道等，當(dāng)然還應(yīng)該明確基礎(chǔ)設(shè)施所具備的作用與位置以及與其有關(guān)的設(shè)備等，假如在進(jìn)行踏勘施工現(xiàn)場(chǎng)的過(guò)程當(dāng)中有基礎(chǔ)設(shè)施會(huì)對(duì)頂管施工工藝的運(yùn)用造成影響，必須馬上進(jìn)行有效解決。應(yīng)盡量避免基坑結(jié)構(gòu)或者是樁基工程。

2)準(zhǔn)備工藝。按照施工地區(qū)頂管頂進(jìn)的地質(zhì)資料，全方位掌握施工地區(qū)土層的分布情況與力學(xué)參數(shù)以及物理性質(zhì)等，與此同時(shí)還應(yīng)該在一定程度上掌握自然條件規(guī)律，比如施工地區(qū)的水面標(biāo)高數(shù)據(jù)與受潮汐影響以及地下水來(lái)源等。全方位了解施工地區(qū)的地質(zhì)情況，把業(yè)主所給的相關(guān)資料有效結(jié)合在一起，在進(jìn)行勘察的一系列過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)該充分運(yùn)用多種不同的施工技術(shù)手段，從而保證頂管施工的需要以及要求。

3)井位設(shè)計(jì)。應(yīng)該選擇接收井或者是工作井，把其設(shè)計(jì)成檢查井位。對(duì)于附近結(jié)構(gòu)物和線路的距離進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候必須全方位考慮今后作檢查井的空間，在最大限度上防止沖突。相關(guān)設(shè)計(jì)單位按照頂管施工的實(shí)際情況能夠把其加長(zhǎng)，如果遇到頂進(jìn)深度范圍中土層相對(duì)來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜的情況時(shí)，應(yīng)該與設(shè)計(jì)部門之間共同討論抬高標(biāo)高或者是降低標(biāo)高。

4)管道材料設(shè)計(jì)。在準(zhǔn)備進(jìn)行施工的時(shí)候，應(yīng)該把頂力模擬試驗(yàn)工作做好，在對(duì)實(shí)際參數(shù)的影響進(jìn)行考慮的基礎(chǔ)上，然后再對(duì)頂管的受力情況進(jìn)行考慮，這樣才有利于對(duì)于頂管的實(shí)際施工進(jìn)度全方位進(jìn)行掌握與了解。對(duì)于管道材料進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，除了應(yīng)該認(rèn)真仔細(xì)地把關(guān)好鋼筋的具體分布結(jié)構(gòu)和質(zhì)量之外，還應(yīng)該使得混凝土的強(qiáng)度達(dá)到管道材料設(shè)計(jì)方面的一系列要求。當(dāng)然還需要提高對(duì)于頂管糾偏處理的特殊情況的重視程度，從而能夠防止一些不良影響出現(xiàn)。

3 頂管施工的前期準(zhǔn)備

1)現(xiàn)場(chǎng)平面布置。施工現(xiàn)場(chǎng)平面總體布置具體包括多個(gè)不同的方面，比如起重設(shè)備、自動(dòng)控制室、料具間、管片堆場(chǎng)、拌漿棚及拌漿材料堆場(chǎng)和注水系統(tǒng)以及棄土坑的布置等等。把發(fā)射架、頂管機(jī)、前頂鐵、主推千斤頂、反力架等這些頂進(jìn)設(shè)備安裝在始發(fā)工作井當(dāng)中，在工作井邊側(cè)進(jìn)行設(shè)置下井扶梯方便于施工人員上下。

2)頂管機(jī)進(jìn)洞處和出洞處以及后靠土體加固。如果想要使得頂管機(jī)出洞的絕對(duì)安全從根本上得到保障，那么這就要求必須要對(duì)后靠土體和進(jìn)洞區(qū)域土體以及出洞區(qū)域土體進(jìn)行高壓旋噴樁加固。為了有效避免頂管機(jī)預(yù)留洞和出預(yù)留洞造成泥水流失，而且保證在頂進(jìn)的整個(gè)過(guò)程當(dāng)中壓注的觸變泥漿不會(huì)流失，所以應(yīng)當(dāng)在工作井中進(jìn)行安裝止水裝置。

4 頂管施工工藝

1)穿墻。

將穿墻悶板打開(kāi)之后把工具管頂出井外，與此同時(shí)把穿墻止水裝置安裝好。如果想要使得穿墻孔外側(cè)土體的強(qiáng)度與穩(wěn)定性從根本上得到保障，在準(zhǔn)備進(jìn)行工作井工具管穿墻的時(shí)候，應(yīng)該對(duì)其實(shí)施注漿固結(jié)措施，當(dāng)開(kāi)啟了悶板之后要把工具管在最短時(shí)間之內(nèi)推進(jìn)，而且還應(yīng)該把穿墻止水工作做好，對(duì)于中間安入天然優(yōu)質(zhì)橡膠止水板環(huán)的這種方法進(jìn)行合理運(yùn)用，不管是在耐磨性方面還是在拉伸率方面都有著相對(duì)來(lái)說(shuō)比較高的要求，管道頂進(jìn)把已經(jīng)安裝好的橡膠板帶動(dòng)起來(lái)，從而形成了一種逆向止水裝置，在此基礎(chǔ)上應(yīng)該避免由于土體暴露在穿墻管外側(cè)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)從而引發(fā)了擾動(dòng)流變。

2)頂管出洞。

人們平時(shí)對(duì)于頂管出洞不是非常了解，所謂頂管出洞指的就是第一節(jié)管子和頂管機(jī)從工作井當(dāng)中破出洞口封門然后進(jìn)入土中。在頂管的整個(gè)施工工藝當(dāng)中，還有一個(gè)非常重要的工序那就是準(zhǔn)備正常頂管之前的整個(gè)過(guò)程，而且這個(gè)工序發(fā)生事故的概率相對(duì)來(lái)說(shuō)也比較大。如果想要在一定程度上避免管線產(chǎn)生偏斜現(xiàn)象，那么這就需要將工具管調(diào)零，對(duì)于工具管下邊的井壁上進(jìn)行加設(shè)支撐，如果出現(xiàn)下跌情況的話，馬上使用主頂油缸來(lái)糾偏，在工具管出洞之前應(yīng)該進(jìn)行設(shè)定初始角彌補(bǔ)下跌等措施。

3)注漿減小阻力。

對(duì)于頂管進(jìn)行施工的時(shí)候有一個(gè)非常重要的工藝那就是全面運(yùn)用壓注觸變泥漿來(lái)把頂管管道四周出現(xiàn)的所有空隙進(jìn)行填充，這樣不僅能夠?qū)Φ貙舆M(jìn)行支撐，而且還能夠減少頂進(jìn)阻力與地面沉降。在具體過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)該對(duì)于頂管機(jī)頭尾部進(jìn)行壓漿，而且這項(xiàng)工作和頂進(jìn)工作之間要始終保持同步，在此基礎(chǔ)上對(duì)于混凝土管道位置進(jìn)行補(bǔ)漿，從而對(duì)于頂進(jìn)過(guò)程中進(jìn)一步補(bǔ)充泥漿的損失起到了非常重要的作用。

5 頂管施工的偏差控制措施

1)襯墊校正方法。當(dāng)對(duì)于流砂或者淤泥地區(qū)進(jìn)行施工的時(shí)候，由于地基沒(méi)有具備超強(qiáng)的承載力，所以管子往往會(huì)低頭，當(dāng)遇到這種情況的時(shí)候應(yīng)該在管子一側(cè)或者是管子底部進(jìn)行添加木楔，采用這種方法才能夠讓管道朝著正確的方向頂進(jìn)。

2)挖土校正方法。這種方法就是通過(guò)多種不同的部位使得挖土量增加或者是減少，讓校正的目的真正的得到實(shí)現(xiàn)，一般情況下，進(jìn)行校正的誤差范圍不應(yīng)該大于10 mm。挖土校正方法往往都是用在黏土或者是地下水位以上的砂土當(dāng)中。由于施工部位不一樣，所以把其具體分為了兩種，第一種是管內(nèi)挖土糾偏，第二種是管外挖土糾偏。在這當(dāng)中，對(duì)于第一種方法進(jìn)行采用的時(shí)候，把開(kāi)挖面一側(cè)的土體保留下來(lái)之后，然后再進(jìn)行開(kāi)挖另外一側(cè)，在頂進(jìn)的過(guò)程當(dāng)中土體的正面阻力會(huì)朝著保留土體的一側(cè)移動(dòng)，這時(shí)管道會(huì)往這一側(cè)糾偏。采用第二種方法的時(shí)候，挖干凈管道當(dāng)中的土之后，還把刃口挖了出來(lái)，管道的外部形成了洞穴，管道會(huì)在頂進(jìn)的過(guò)程當(dāng)中朝著洞穴的方向進(jìn)行移動(dòng)。

3)強(qiáng)制校正方法。如果偏差超過(guò)了20 mm的時(shí)候采用挖土法想要校正是非常不容易的，在這個(gè)時(shí)候應(yīng)該通過(guò)方形木塊或者是圓形木塊，然后把一端頂在管子偏離中心的管壁上邊，另外一端放在木板的管前土壤上邊，當(dāng)固定好了支架之后，運(yùn)用千斤頂對(duì)管子進(jìn)行施力，從而讓管子得到校正。但是當(dāng)管道在流砂層或者是弱土層當(dāng)中頂進(jìn)的一系列過(guò)程當(dāng)中，非常容易發(fā)生下陷現(xiàn)象，而且要是管道前端堆土過(guò)多外運(yùn)不及時(shí)的時(shí)候，也非常容易發(fā)生下陷現(xiàn)象。除了以上這些之外，還會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)錯(cuò)口現(xiàn)象。當(dāng)遇到這種現(xiàn)象的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)對(duì)于強(qiáng)制校正法進(jìn)行采用從而來(lái)進(jìn)行校正。

6 頂管施工工藝在市政工程中的應(yīng)用范圍

1)頂管施工工藝運(yùn)用于城市相對(duì)來(lái)說(shuō)比較繁榮的商業(yè)街，通常情況下來(lái)講，城市當(dāng)中的商業(yè)街主要是以步行街為主，假如對(duì)于商業(yè)街進(jìn)行大面積的實(shí)施開(kāi)挖工作的話，那么就會(huì)在很大程度上給城市的交通造成影響。而且還有部分地區(qū)，由于正在對(duì)管道進(jìn)行建設(shè)及施工，所以，不能夠開(kāi)展管道的鋪設(shè)工作。在這個(gè)時(shí)候就應(yīng)該運(yùn)用頂管工藝來(lái)進(jìn)行市政工程的地下管道施工。

2)在城市當(dāng)中必然會(huì)有國(guó)家與政府部門極力保護(hù)的一些文物建筑，不可以對(duì)于這些文物建筑地區(qū)進(jìn)行地面的開(kāi)挖施工。在對(duì)空中架線方式進(jìn)行選擇的時(shí)候也是非常不方便的，所以為了防止破壞這些文物，在這個(gè)時(shí)候就應(yīng)該采用頂管工藝來(lái)進(jìn)行地下管道的鋪設(shè)。

3)在城區(qū)進(jìn)行改造的整個(gè)過(guò)程當(dāng)中，地下管網(wǎng)的鋪設(shè)相對(duì)來(lái)說(shuō)是比較復(fù)雜的，完全沒(méi)有任何規(guī)律可循，在這個(gè)時(shí)候要是隨便地開(kāi)挖市政地面的話，在一定程度上會(huì)對(duì)不明管線造成破壞，所以，必須采用頂管工藝來(lái)進(jìn)行地下管線的設(shè)置。

4)在進(jìn)行城市治理的過(guò)程當(dāng)中，處理污水管道相對(duì)來(lái)說(shuō)是比較重要的一個(gè)工作，可是要是地下水的排水管道截面比較大的話，那么就應(yīng)該采用頂管技術(shù)來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的工作。

7 結(jié)語(yǔ)

頂管施工工藝在市政工程建設(shè)的過(guò)程當(dāng)中起著至關(guān)重要的作用，頂管施工工藝在市政工程中的應(yīng)用使得經(jīng)濟(jì)與社會(huì)這兩種效益在一定程度上得到了體現(xiàn)。通過(guò)運(yùn)用頂管施工工藝之后對(duì)于城市環(huán)境具有一定的保護(hù)作用，與此同時(shí)還有利于城市建設(shè)的健康發(fā)展。

[1] 張梓任.頂管技術(shù)在城市給排水管道建設(shè)中的應(yīng)用研究[Z].2014.

[2] 王小國(guó).城市地下管道的施工策略分析[Z].2014.

[3] 李愛(ài)杰.給排水管道工程中頂管施工技術(shù)的探討[Z].2015.

Discussion on the application of pipe jacking construction technology in municipal engineering

Wu Baoping

(TaiyuanMunicipalEngineeringCorporation,Taiyuan030002,China)

Combining with the characteristics and key points of pipe jacking construction technology, this paper introduced the preparation work, construction process and deviation control measures of pipe jacking construction, from the use of the city’s commercial street, heritage buildings, underground pipelines arranged three aspects, elaborated the application scope of pipe jacking construction technology in municipal engineering.

municipal engineering, pipe jacking construction technology, foundation, mud

1009-6825(2017)18-0085-02

2017-03-27

武寶平(1980- )，男，工程師

TU990.0

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