梁詔斌，曹鑫，江閃閃

（南京市市政設(shè)計研究院有限責任公司，南京 210008）

1 引言

頂管施工是現(xiàn)代市政給排水工程施工過程中常用的一種施工技術(shù)，其能夠有效減少給排水管道施工對地面交通以及周邊建筑的影響，提高市政給排水工程施工質(zhì)量及效率。但市政給排水工程中，長距離頂管施工技術(shù)難度相對較大，涉及多個施工環(huán)節(jié)，較為復雜，因此，應(yīng)加強對中長距離頂管施工技術(shù)的研究，充分了解中長距離市政給排水工程頂管施工的特點，準確掌握中長距離頂管施工各個技術(shù)環(huán)節(jié)的要點以及操作規(guī)范，全面提高施工操作的規(guī)范性和標準性，從而保證施工質(zhì)量和效率。

2 市政給排水施工中長距離頂管施工技術(shù)概述

2.1 基本技術(shù)原理及優(yōu)勢分析

市政給排水施工中的中長距離頂管施工主要是通過頂管設(shè)備，利用其油缸動力頂進推動預(yù)鋪設(shè)管道至地下相應(yīng)的位置。在管道頂進過程中所產(chǎn)生的切割塌落土方會通過頂管機的螺旋輸送機以及后倉進行擠壓，并向地面?zhèn)魉蚚1]。由于施工區(qū)域地層結(jié)構(gòu)往往存在明顯差異，所以，在頂進施工中應(yīng)結(jié)合實際情況合理選擇發(fā)泡劑、清水或黏土漿等材料，促使頂管機土倉以及刀盤正面土體形成泥狀土，然后，順利將其排出。在市政給排水施工中采用中長距離頂管施工技術(shù)不僅能有效提高施工效率，加快施工進度，減少對地面交通以及地下管網(wǎng)設(shè)施的影響，還減少市政給排水中長距離頂管施工對城市環(huán)境的影響，有利于減少環(huán)境污染，因此，該技術(shù)在市政給排水施工中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。

2.2 施工重難點分析

市政給排水施工中的中長距離頂管施工技術(shù)難度較高，施工單位應(yīng)嚴格控制頂管材料的質(zhì)量及性能，確保頂管施工的動力能夠滿足連續(xù)頂進的施工要求。同時，準確控制頂管位置也是市政給排水施工中長距離頂管施工的重難點環(huán)節(jié)之一。

本文結(jié)合南京市六合經(jīng)濟開發(fā)區(qū)古棠大道改造工程，對給排施工中長距離頂管施工技術(shù)的重難點進行分析和總結(jié)。本次改造道路全長約3 540 m，為避免道路開挖，埋深較大的污水管采用非開挖頂管方式施工，頂管內(nèi)徑為1.5 m，外徑為1.8 m。

3 市政給排水施工中長距離頂管施工的要點

3.1 施工準備階段

施工前，應(yīng)結(jié)合市政給排水工程的實際情況以及作業(yè)區(qū)域的特點合理布局施工現(xiàn)場，科學指定管材堆場、起重、注漿等施工設(shè)備的停放位置，且應(yīng)對施工現(xiàn)場進行清理，為后續(xù)施工作業(yè)創(chuàng)造便利條件。同時，應(yīng)在始發(fā)工作井中設(shè)置好主推千斤頂、頂管機、發(fā)射架以及反力架等，并在工作井邊設(shè)置好下井扶梯，以便作業(yè)人員進入[2]。在施工準備階段還應(yīng)詳細核對施工材料及設(shè)備的規(guī)格型號和數(shù)量，且應(yīng)對管材外觀、材料設(shè)備質(zhì)量性能指標參數(shù)以及施工設(shè)備運行狀態(tài)進行嚴格檢測，以確保中長距離頂管施工能夠連續(xù)進行。

3.2 施工測量放樣技術(shù)分析

市政給排水施工中，測量放樣技術(shù)是中長距離頂管施工中的關(guān)鍵性技術(shù)之一，對準確控制頂管位置精度具有重要影響。在施工過程中，施工單位應(yīng)指派專業(yè)技術(shù)人員開展測量放樣工作，以確保給排水管道頂進高程控制點以及中心線位置準確無誤。在對中心線進行測量放樣時，應(yīng)在頂管作業(yè)坑兩側(cè)分別設(shè)置中心線，且應(yīng)確保其高度和管件頂進線路一致。在頂管作業(yè)坑內(nèi)應(yīng)設(shè)置2~3個水準點。在對水準點進行測量放樣時，應(yīng)采取從坑上引測的方式，且應(yīng)將測量誤差嚴格控制在允許范圍內(nèi)。特別是在頂進第一節(jié)管件時，應(yīng)加強控制測量，以及時確認頂進位置是否準確，如發(fā)現(xiàn)誤差超過允許范圍，應(yīng)根據(jù)實際情況采用千斤頂法或頂木法加以糾正調(diào)整。頂木法一般適用于對較小的位置誤差進行糾偏，操作時主要是將一段頂木設(shè)置在給排水管道偏向方向，并通過頂進開展糾偏作業(yè)。而千斤頂法則主要適用于對較為明顯的誤差加以調(diào)整。

3.3 進出洞階段技術(shù)分析

在中長距離頂管施工的進洞階段，施工單位應(yīng)采用止水技術(shù)對井洞口加以處理，以便頂進施工順利實施。在進行止水處理時，可以采用橡膠止水法蘭，預(yù)埋好注漿孔，通過灌注膨潤土泥漿的方式進行施工。施工時，應(yīng)在內(nèi)襯預(yù)留洞上安裝好橡膠雙道止水法蘭，并通過SMW工法樁（新型水泥土攪拌樁墻）對井洞土體進行加固處理。施工中，頂管出洞也是重要的技術(shù)環(huán)節(jié)之一。當?shù)谝还?jié)管道在頂管機作用下突破工作井洞口封門并進入土層后，施工人員應(yīng)利用調(diào)零工具等對其進行調(diào)零控制，并將支撐結(jié)構(gòu)設(shè)置于工具管井壁上。在通過洞口抽出管具時應(yīng)確保其初始角度設(shè)置合理，能夠有效彌補下跌。當接收井和作業(yè)點間距達到15 m以上時，施工人員應(yīng)加強對頂進軸線的觀測，以防頂管頂進方向出現(xiàn)偏差。如果頂進軸線位置存在明顯誤差時，施工單位應(yīng)結(jié)合實際情況，采用主頂油缸法等技術(shù)進行糾偏。

3.4 頂進技術(shù)分析

頂進過程中，施工人員應(yīng)首先做好基坑井的設(shè)置工作，確保頂進設(shè)備有充足的作業(yè)空間，且應(yīng)按照設(shè)計要求準確控制工作坑坡度。同時，施工人員要對頂進設(shè)備的運行狀態(tài)進行復核，以確保頂進作業(yè)能夠連續(xù)進行。在按照導軌施工時，應(yīng)根據(jù)頂進方向的要求、管材尺寸規(guī)格以及管道坡度等準確控制其安裝位置，并應(yīng)在頂管前段位置開挖坑道，其深度一般應(yīng)控制在30~50 cm。在頂進施工過程中，施工人員應(yīng)按照先挖后頂?shù)脑瓌t進行作業(yè)，且應(yīng)確保隨挖隨頂，保證頂進作業(yè)的連續(xù)性，以減少頂進阻力，并應(yīng)設(shè)置好預(yù)留口，保證頂進施工順利進行。施工時，應(yīng)準確控制鋼管位置，之后再將混凝土管安裝就位。在頂進施工中，如果前方出現(xiàn)油泵壓力急劇增加或塌方等突發(fā)情況時，施工人員應(yīng)立即停止施工，以避免出現(xiàn)人員傷亡，且應(yīng)組織專業(yè)技術(shù)人員對事故原因進行分析，以制訂科學有效的處置方案，保證施工安全。

3.5 接口處理技術(shù)分析

在市政給排水工程的中長距離頂管施工過程中，為保證施工質(zhì)量，應(yīng)合理應(yīng)用接口處理技術(shù)。施工人員應(yīng)根據(jù)管材性質(zhì)特點合理選擇接口處理方式，確保接口嚴密，避免出現(xiàn)滲漏等問題。在完成接口處理后，應(yīng)進行全面的質(zhì)量驗收工作，確認施工質(zhì)量合格后才能進行后續(xù)的施工作業(yè)。

3.6 管節(jié)止轉(zhuǎn)技術(shù)分析

管節(jié)止轉(zhuǎn)技術(shù)是中長距離頂管施工中的一項重要技術(shù)。由于在頂進作業(yè)時，頂進機頭在螺旋機以及刀盤的影響下經(jīng)常會出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)情況，而機頭旋轉(zhuǎn)角度超過允許范圍時，會影響頂進施工質(zhì)量。在施工實踐中可以在機頭筒兩側(cè)分別焊接翼板，且應(yīng)確保兩翼板處于同一水平面上，然后在翼板上設(shè)置壓重塊，以達到防止機頭旋轉(zhuǎn)的目的。同時，根據(jù)頂進施工實際情況也可以采取將鐵支架分別焊接在機頭兩側(cè)的方法，以便利用壓鐵移動避免機頭偏轉(zhuǎn)，從而保證頂管施工順利進行。

3.7 鉆進技術(shù)分析

在市政給排水施工中的中長距離頂管施工中，水平螺旋鉆進也是一項重要的施工技術(shù)。采用該技術(shù)可以有效降低頂管施工對地表土層的擾動，提高施工質(zhì)量和效率。但要注意的是，水平螺旋鉆進主要適用于管徑相對較小的市政給排水管道頂進施工，可以明顯提高小口徑管道頂進精度。在施工實踐中，應(yīng)根據(jù)市政給排水管道實際情況合理應(yīng)用該技術(shù)。

3.8 注漿技術(shù)分析

泥漿是頂管施工中重要的潤滑減阻介質(zhì)，因此，必須高度重視泥漿配置以及灌注技術(shù)的應(yīng)用。在施工過程中，應(yīng)結(jié)合施工現(xiàn)場土體的性質(zhì)與特點、管道直徑等因素合理確定泥漿配比，既要確保泥漿具有較好的工作性能，又要避免出現(xiàn)泥漿流失等情況。在制備泥漿時，應(yīng)嚴格按照設(shè)計配比準確控制各成分用量，加強對各種原材料質(zhì)量性能的檢測，且攪拌應(yīng)均勻充分，以保證泥漿質(zhì)量。注漿施工時，應(yīng)按照先注后頂或隨頂隨注的原則進行施工操作，且不得在頂進過程中隨意中斷注漿。注漿時，應(yīng)結(jié)合施工段巖土體結(jié)構(gòu)與特點以及所頂罐體上方實際靜止土壓力值等對注漿壓力進行相應(yīng)的調(diào)整和控制。如果在注漿過程中受客觀因素限制必須暫停注漿，應(yīng)先暫停頂管作業(yè)，之后才能停止注漿作業(yè)。在注漿施工過程中還應(yīng)采取必要的沉降控制措施，防止市政給排水管道出現(xiàn)不均勻沉降等問題。

3.9 通風技術(shù)分析

通風技術(shù)是頂管施工中的一個重要技術(shù)環(huán)節(jié)，一旦通風技術(shù)應(yīng)用不合理，會對施工人員的安全構(gòu)成威脅。目前，比較常用的通風技術(shù)主要包括鼓風技術(shù)、抽分技術(shù)以及二者綜合應(yīng)用等技術(shù)方法。在施工實踐中要注意的是，如采用鼓風技術(shù)進行通風時，雖然其具有較長的出口氣流射程，可以及時排除作業(yè)面內(nèi)的煙塵以及有害氣體等，但該技術(shù)的通風距離相對有限，作業(yè)面的混濁空氣在被驅(qū)散后會經(jīng)由管道擴散至工作坑，因此，在中長距離頂管施工中，應(yīng)根據(jù)實際情況合理選擇通風方式。

3.10 加固技術(shù)分析

當完成市政給排水管道頂管施工后，施工單位還應(yīng)對管道進行加固處理，以避免給排水管道出現(xiàn)位移等情況。在施工實踐中可以將膨潤土泥漿作為加固充填材料，對施工范圍內(nèi)的地面進行補漿，且應(yīng)確保泥漿充分滲透入土體，以提高土體與給排水管道結(jié)合的緊密性，從而將地面交通等活動對給排水管道位置的影響降到最低，達到提高地面道路安全性以及市政給排水管道穩(wěn)定性的目的。

3.11 降水技術(shù)分析

若頂管施工受客觀條件限制需要在地下水水位相對較高的區(qū)域開展施工作業(yè)時，施工單位應(yīng)合理應(yīng)用降水技術(shù)，以確保頂管施工順利實施。目前，補漿常用的降水方式是井點降水技術(shù)。施工單位應(yīng)結(jié)合施工區(qū)域地下水水位以及地質(zhì)水文條件合理確定井點位置，且井點與工作坑坑壁之間應(yīng)保持1 m以上間距。在井點施工中，其深度應(yīng)達到含水層下方，且孔徑通常應(yīng)達到300 mm以上，降水應(yīng)連續(xù)進行，直至水位穩(wěn)定后才能停止降水作業(yè)。

4 結(jié)語

市政給排水設(shè)施是現(xiàn)代城市中的重要基礎(chǔ)設(shè)施，直接關(guān)系到城市居民生活能否正常進行，因此，應(yīng)高度重視對頂管施工技術(shù)的研究，特別是在市政給排水施工中的長距離頂管施工中，應(yīng)結(jié)合工程實際情況，準確把握中長距離頂管施工中的重難點和技術(shù)環(huán)節(jié)，并在施工實踐中熟練掌握各項施工技術(shù)要點，充分發(fā)揮中長距離頂管施工技術(shù)優(yōu)勢，保證施工質(zhì)量以及效率。