羅鵬

摘要：近些年中國(guó)的城市化進(jìn)程迅速推進(jìn)，需要高質(zhì)量的市政項(xiàng)目作基體支撐。為了滿足頂管工程管道施工的需要，以提高施工效率和精度，并避免在隧道出入口周圍水土流失，從而破壞周圍的人行道和管道在附近，采用頂管沉井施工技術(shù)對(duì)隧道入口處的土壤進(jìn)行加固，并根據(jù)實(shí)際效果調(diào)整加固范圍，以防止在沉降過(guò)程中堵塞井壁。研究結(jié)果表明，頂管施工技術(shù)在管道施工中的成功應(yīng)用，可以有效解決現(xiàn)有建筑物的管道鋪設(shè)設(shè)施損壞和交通擁堵的問(wèn)題，值得廣泛應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：頂管工程;沉井結(jié)構(gòu);交通堵塞

傳統(tǒng)的排水水管安裝方式需要開(kāi)挖施工路面，在一些交通擁堵的大城市，這會(huì)對(duì)道路施工造成地面區(qū)域的影響，同時(shí)會(huì)加劇交通擁堵的幾率。此外，涉及到人行道的施工破壞了道路周圍的綠色區(qū)域，對(duì)城市環(huán)境造成了二次污染。在此基礎(chǔ)上，地方政府需要引入頂管施工方法，這不僅維護(hù)了城市外觀，而且可以降低施工成本。

1頂管施工技術(shù)簡(jiǎn)介

為了充分實(shí)現(xiàn)城市地下供水管網(wǎng)的功能，通常須安裝許多管道。頂管沉井是臨時(shí)性設(shè)施，由于施工周期短，成本低廉，在城市工程中得到了廣泛的應(yīng)用。沉井是城市工程中較為常見(jiàn)的頂管類型，在一般的城市結(jié)構(gòu)頂管中，沉井結(jié)構(gòu)具有較高的剛度和深度，并具有良好的整體性。但是，由于結(jié)構(gòu)較深，沉井可能會(huì)出現(xiàn)過(guò)大的結(jié)構(gòu)內(nèi)力和過(guò)大的壁厚，直接影響城市結(jié)構(gòu)頂管工程的施工質(zhì)量。因此，設(shè)計(jì)人員必須充分結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目，嚴(yán)格遵守國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以優(yōu)化城市結(jié)構(gòu)頂管工程中沉井結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。城市給排水工程中的頂管技術(shù)使用液壓鉆孔在工作坑的承窩表面鉆孔，然后按壓管道以在管道后面創(chuàng)建管道，而無(wú)需在地下挖坑。這是因?yàn)檠芯咳藛T根據(jù)建筑計(jì)劃的設(shè)計(jì)要求，在管道上安裝了作業(yè)井和接受井，并建立了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，例如作業(yè)井以及接收井后的管道，照明和接地管相連的井。埋入式管道可使集成到灌漿系統(tǒng)中的管道周圍形成的管道滑入地面覆蓋層。另外，進(jìn)行頂升操作時(shí)，有必要科學(xué)地控制管道中的振動(dòng)方向，切開(kāi)并清除土壤，并確保預(yù)先安裝的磁盤正確安裝在接收器中。頂管施工技術(shù)的施工面是線對(duì)點(diǎn)的，且面積較小。管道施工技術(shù)既不影響地面的基本活動(dòng)，也不影響正常的交通運(yùn)輸。同時(shí)，管道沖擊技術(shù)降低了建筑物的噪聲，因此建筑物的振動(dòng)幅度并不大，因此不影響居民的生活。此外，頂管施工技術(shù)可以滲透到深層的地下和水下管道中，從而可以安全穿越陸地，鐵路和河流。

2頂管施工技術(shù)的應(yīng)用范圍

頂管施工技術(shù)不受施工位置和環(huán)境因素的干擾和限制，非常適合某些大城市的排水施工。此外，在諸如歷史文化古都城市，許多文物被埋在地下的情況下，頂管施工技術(shù)也非常適合。以西安市為例，該城市為傳統(tǒng)的廣場(chǎng)城市結(jié)構(gòu)組成，在其下方挖掘出許多埋葬的陵墓。這些墓具有很高的歷史價(jià)值，使用傳統(tǒng)的水管安裝技術(shù)很難保護(hù)地下文物，一旦開(kāi)挖無(wú)法估算其破壞程度?？紤]到這一點(diǎn)，政府采用頂管法在鐘樓，五路和大明宮等地區(qū)安裝頂管設(shè)施，并采取點(diǎn)對(duì)點(diǎn)安裝的方式減少道路開(kāi)挖，以保護(hù)地下文物古跡免遭破壞。

3頂管工程中沉井施工技術(shù)的應(yīng)用

3.1頂管施工準(zhǔn)備工作

在進(jìn)行任何頂管工作之前，必須進(jìn)行充分的準(zhǔn)備工作，以確保頂管工作平穩(wěn)有序地進(jìn)行。在準(zhǔn)備頂管施工時(shí)，應(yīng)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行準(zhǔn)備：應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查和勘測(cè)工作。為了在頂管工程范圍內(nèi)進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量和檢測(cè)，并合理地計(jì)劃頂管工程，有必要熟悉地下管線和地下水線路的具體條件。在頂管施工過(guò)程中，注意準(zhǔn)備必要的建筑材料和機(jī)械設(shè)備。在準(zhǔn)備建筑材料的過(guò)程中，必須嚴(yán)格遵守施工工作的設(shè)計(jì)要求，以確保建筑材料的質(zhì)量滿足施工要求。同時(shí)，有必要根據(jù)管道頂進(jìn)施工過(guò)程中必須使用的機(jī)械設(shè)備放置在適當(dāng)?shù)奈恢茫员憧梢栽谑┕ぷ鳂I(yè)中及時(shí)調(diào)取機(jī)械設(shè)備，以確保施工進(jìn)度流暢和施工質(zhì)量。同時(shí)，必須對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，以免因操作不當(dāng)而影響施工過(guò)程安全。最后，有必要審查和評(píng)估頂管施工設(shè)計(jì)計(jì)劃。根據(jù)自來(lái)水廠施工的具體情況，檢查頂管施工技術(shù)的設(shè)計(jì)方案，以確保設(shè)計(jì)方案符合實(shí)際施工范圍和施工要求，以確保后續(xù)的頂管建設(shè)工作的秩序。

3.2頂管設(shè)計(jì)要點(diǎn)與工藝參數(shù)

在市政結(jié)構(gòu)頂管工程中，沉井原理是利用自重來(lái)實(shí)現(xiàn)下沉。因此，如果沉井壁薄，則沉井自重將太輕。目前，僅依靠沉井的重量顯然是不可能有效地完成下沉操作。如果沉井的壁太厚，則可以承受沉井的自重，但會(huì)增加工程成本并浪費(fèi)資源。因此，設(shè)計(jì)者必須科學(xué)設(shè)計(jì)沉井的壁厚，以使沉井具有較高的沉降穩(wěn)定性和漂浮性能。根據(jù)有關(guān)規(guī)定，沉井的沉降穩(wěn)定系數(shù)應(yīng)在0.85至0.95之間。在該項(xiàng)目中，設(shè)計(jì)專家根據(jù)經(jīng)驗(yàn)結(jié)合了現(xiàn)實(shí)世界并進(jìn)行了排水和下沉工作，選擇了中心直徑為28米，深度為20 米，壁厚為0.8 米的圓形沉井。但是，為了確保沉井壁厚的設(shè)計(jì)值合理，需要根據(jù)當(dāng)?shù)赝临|(zhì)情況和氣候因素準(zhǔn)確地計(jì)算沉井的沉降和穩(wěn)定系數(shù)。

井頂高程設(shè)計(jì)：根據(jù)沉井結(jié)構(gòu)的實(shí)際特點(diǎn)設(shè)計(jì)沉井上表面的標(biāo)高時(shí)，沉井上表面的設(shè)計(jì)高度應(yīng)高于當(dāng)?shù)仄骄乇砀叨?。在沉井結(jié)構(gòu)最終沉降之后，它可以有效地防止大量地表水進(jìn)入沉井。在城市頂管工程中，設(shè)計(jì)人員根據(jù)實(shí)際工程和水文地質(zhì)條件了解工程周圍的水位，因此沉井結(jié)構(gòu)的最高高度最終確定。另外，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，一般地面比沉井上部低0.2米，有必要有效地確保沉井結(jié)構(gòu)下沉作業(yè)的安全性和可靠性。由于該項(xiàng)目采用圓形沉井排水下沉方法，因此在土地借用過(guò)程中井中沒(méi)有積水。在沉井過(guò)程中，直接受到井外水和土壤負(fù)荷的影響。設(shè)計(jì)好標(biāo)高后，可以將后蓋干燥，設(shè)計(jì)地腳表面的高度根據(jù)沉井結(jié)構(gòu)的重量計(jì)算，確保所有沉井結(jié)構(gòu)的地腳埋得足夠深。首先，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須考慮污水處理廠的處理能力和沉井結(jié)構(gòu)其他部分的大小。為了通過(guò)分析沉井結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性（例如防滑和防側(cè)翻阻力）與沉井結(jié)構(gòu)邊緣的高度之間的關(guān)系來(lái)大致確定地腳高度值，必須嚴(yán)格計(jì)算公差，以便在沉井結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)中保留地腳面的仰角誤差。

頂管技術(shù)在城市工程建設(shè)中的應(yīng)用要求對(duì)所用頂管過(guò)程參數(shù)的精確控制，主要包括以下幾個(gè)方面：當(dāng)在城市工程建設(shè)中工作時(shí)，適當(dāng)?shù)墓艿乐睆綄?duì)總體工程質(zhì)量和建設(shè)成本具有非常重要的影響。根據(jù)施工作業(yè)的實(shí)際需要，科學(xué)合理地確定頂管直徑，一般在土建工程中，頂管直徑不小于半米;在頂管工程施工期間，確定頂管長(zhǎng)度，頂管長(zhǎng)度越長(zhǎng)，頂管操作所需的次數(shù)越少，工程效率和質(zhì)量就越高。但是，如果頂管過(guò)長(zhǎng)，則會(huì)增加施工量和工程成本。因此，必須選擇頂管的長(zhǎng)度以匹配直徑。

3.3糾正頂管施工過(guò)程中的偏差

在頂管技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，由于偏心力和頂管阻力的影響，頂管的實(shí)際路徑與設(shè)計(jì)路徑之間會(huì)發(fā)生偏移問(wèn)題。在這種情況下，應(yīng)采取糾正措施來(lái)校正頂管的實(shí)際路徑，控制到合理的偏差范圍不會(huì)影響頂管結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。在頂管偏差的校正過(guò)程中，應(yīng)按照強(qiáng)度小，多次校正的原則進(jìn)行偏差校正工作。校正偏差時(shí)，嚴(yán)禁快速，大力地進(jìn)行校正。

3.4頂管施工減阻技術(shù)

城市排水管道的安裝是一個(gè)非常大的項(xiàng)目，管道的長(zhǎng)度與城市面積和用水量成正比。考慮到這一點(diǎn)，在一些大城市，當(dāng)管道堵塞物填充在水管中時(shí)，混合泥漿可以用作建筑潤(rùn)滑劑，以有效降低管道的阻力。例如，在上海的特定地區(qū)建造排水管時(shí)，大面積以及陳舊復(fù)雜的管道工程給排水系統(tǒng)的安裝帶來(lái)了極大的不便。隨著頂管不斷加深，排水管的表面張力逐漸增大，承受阻力增大，施工難度逐漸增大?；诖?，施工人員在推進(jìn)頂管頭以形成具有適當(dāng)厚度的泥套時(shí)，可以將泥漿注入到管道的外層中。其具有很強(qiáng)的潤(rùn)滑功能，可以減少排水管外部與土壤層之間的摩擦，降低排水管的表面張力，并為頂管機(jī)的可靠運(yùn)行創(chuàng)造了有利條件。另外，注入管道外層的泥漿也有一定的支撐作用，可以大大減少粘土在管道施工中的塌陷。然而，值得注意的是，用于頂管施工技術(shù)的泥漿的需求量非常高，并且用于一般的頂管施工的泥漿的量約為傳統(tǒng)建筑泥漿的三倍。另外，在施工過(guò)程中，必須同時(shí)進(jìn)行頂管機(jī)末端的注漿，以確保及時(shí)補(bǔ)充泥漿。在頂管施工過(guò)程中很容易遇到意外情況，以西安某特定地區(qū)的施工為例，施工隊(duì)在頂管過(guò)程中面臨風(fēng)化巖石處理困難的局面，巖石的強(qiáng)阻力導(dǎo)致管道移動(dòng)?？紤]到這一點(diǎn)，施工單位首先要采集一些巖石樣本，并將研究結(jié)果提交給當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)勘探實(shí)驗(yàn)室，然后結(jié)合地質(zhì)勘探機(jī)構(gòu)的專家的意見(jiàn)來(lái)處理風(fēng)化的巖石，即使在巖石障礙被打破后也繼續(xù)進(jìn)行頂升工作。當(dāng)出現(xiàn)更困難的施工問(wèn)題時(shí)，施工負(fù)責(zé)人應(yīng)向主管人員報(bào)告情況，并咨詢專家和領(lǐng)導(dǎo)以適時(shí)調(diào)整施工計(jì)劃。

4評(píng)價(jià)結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在市政頂管工程中采用沉井結(jié)構(gòu)時(shí)，設(shè)計(jì)人員必須嚴(yán)格按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求和設(shè)計(jì)規(guī)定，充分結(jié)合實(shí)際情況，合理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)壁厚。另外，通過(guò)精確地計(jì)算例如頂升力值和沉降系數(shù)這些可以影響沉井結(jié)構(gòu)的安全性，可靠性和穩(wěn)定性的各種計(jì)算指標(biāo)，來(lái)設(shè)計(jì)優(yōu)化最佳頂管工程中的沉井結(jié)構(gòu)。

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