【文章摘要】隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，排水管網(wǎng)建設(shè)承擔(dān)著越來越重要的作用，本文根據(jù)頂管施工技術(shù)的特點和工藝進(jìn)行討論，簡單的分析了其在施工過程中常遇到問題及防止措施，探討市政排水工程頂管施工技術(shù)的重要意義。

【關(guān)鍵詞】頂管施工技術(shù) 排水工程 施工工藝

城市排水設(shè)施，是保證城市地面水排除，防治城市水污染，并使城市水資源保護(hù)得以良性循環(huán)的必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施。排水工程的質(zhì)量直接影響到人民的生活質(zhì)量，因此排水工程的規(guī)劃、設(shè)計、施工，都必須詳細(xì)進(jìn)行方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，盡可能采用成熟的新技術(shù)、新材料、使工程最大限度地滿足生活和生產(chǎn)的需要。由于頂管施工技術(shù)不需要挖開地面，將作業(yè)面移入地下，從而避免了對地面交通的影響。穿越鐵路、公路、河流、建筑物等障礙物鋪管，或在城市交通繁忙的道路下鋪管，能夠減少對城市的污染，提高經(jīng)濟(jì)和社會效益，因而近年來受到廣泛的應(yīng)用和迅猛的發(fā)展。

1頂管施工的優(yōu)越性

頂管施工與傳統(tǒng)開槽施工相比，土方開挖和回填工作量減少很多;不必拆除地面障礙物，一般也不必拆除淺埋地下障礙物，施工占地面積減少很多;不會影響地面交通，能消除冬季和雨季對開槽施工的影響;穿越河底敷設(shè)管道時既不影響正常通航，也不需要修筑圍堰或進(jìn)行水下作業(yè);不會因管道埋設(shè)較深而增加開挖土方量;工程立體交叉施工時，不會影響上部工程施工;管道不必設(shè)置基礎(chǔ)和管座;施工噪音以及震動小，可減少施工過程中對管道沿線的環(huán)境污染。

2頂管施工準(zhǔn)備

2.1頂管施工方案的選定應(yīng)根據(jù)施工沿線的地形、工程和水文地質(zhì)、交通狀況、地上建筑物、地下管線和有無地下障礙物等實際情況和對地表變形控制的要求綜合考慮后作出選定，必須確保安全，保證質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)適用，節(jié)約用地。

2.2頂管的施工方案的順序，應(yīng)從整個排水系統(tǒng)考慮，一般宜從下游開始，在進(jìn)行起始掘進(jìn)段頂管時，應(yīng)選擇施工條件較好、技術(shù)風(fēng)險較少，頂程較短的地段進(jìn)行，同時作必要的現(xiàn)場技術(shù)數(shù)據(jù)的測試和分析工作，以便了解地下實際土質(zhì)，適應(yīng)施工環(huán)境，掌握頂管設(shè)備運轉(zhuǎn)規(guī)律，合理組織操作人員，通過起始掘進(jìn)段的頂進(jìn)小結(jié)，進(jìn)一步調(diào)整各項施工技術(shù)參數(shù)，優(yōu)化下一步頂管施工工藝。

2.3所有頂管設(shè)備必須經(jīng)過維修保養(yǎng)，經(jīng)檢驗合格后方可運入施工現(xiàn)場。在進(jìn)入工作坑安裝時必須進(jìn)行單機(jī)和整機(jī)聯(lián)動調(diào)試，在頂進(jìn)中必須貫徹例行保養(yǎng)制度。

2.4應(yīng)按保證工程質(zhì)量、安全、文明施工、保護(hù)地面建筑物與地下管線、維持道路交通等要求，根據(jù)不同的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)與施工環(huán)境和條件合理選擇頂管機(jī)頭。

2.5在綜合考慮了上述各種因素后，合理選擇頂管和施工方法。

3頂管施工工藝

3.1頂管基本原理。頂管施工的基本原理為：先開挖工作坑，再按照設(shè)計管線的位置和坡度，在工作坑底修筑基礎(chǔ)、設(shè)置導(dǎo)軌，把管子安放在導(dǎo)軌上頂進(jìn)。頂進(jìn)前，在管道端開挖坑道，然后用千斤頂將管道子頂入。一節(jié)管頂完，再連接一節(jié)管子繼續(xù)頂進(jìn)。

3.2頂管施工工藝流程。測量放線—工作井施工—設(shè)置平臺—安裝后背—鋪設(shè)導(dǎo)軌—頂鐵、頂鎬、油泵就位—復(fù)測高程及中心線—安裝鋼管—穿墻—頂進(jìn)—出土—管道壁注入泥漿—復(fù)測、矯正管道中心線—工作坑回填。

3.3頂管工藝的選擇。在黏性土或砂性土層，且無地下水影響時，宜采用手掘式或機(jī)械挖掘式頂管法;當(dāng)土質(zhì)為砂礫土?xí)r，可采用具有支撐的工具管或注漿加固土層的措施;在軟土層且無障礙物的條件下，管頂以上土層較厚時，宜采用擠壓式或網(wǎng)格式頂管法;在黏性土層中必須控制地面隆陷時，宜采用土壓平衡頂管法;在粉砂土層中且需要控制地面隆陷時，宜采用加泥式土壓平衡或泥水平衡頂管法;在頂進(jìn)長度較短、管徑小的金屬管時，宜采用一次頂進(jìn)的擠密土層頂管法。

4頂管施工過程中常遇到的問題及其防止措施

4.1在頂進(jìn)過程中壓力突然增大。首先要分析原因是以下幾種情況引起的：工具管前段遇到障礙物，管道軸線偏差形成彎曲;減阻介質(zhì)注入不及時或不足;頂進(jìn)設(shè)備發(fā)生障礙;停頂時間過久等幾種情況引起的。

防止措施：頂進(jìn)過程中嚴(yán)格執(zhí)行勤測量、勤糾偏，小量糾偏操作要求。按不同的地質(zhì)條件配置適宜的泥漿，并做到“同次、及時、足量”。施工前對設(shè)備進(jìn)行認(rèn)真的驗收保養(yǎng)，發(fā)生故障及時排除。

4.2地面的沉降與隆起。頂管施工過程中或施工后，在管道軸線兩側(cè)一定范圍內(nèi)發(fā)生地面沉降與隆起，使管道周圍建筑物和道路交通及管道等公用設(shè)施受到影響，甚至危及到正常使用和安全。

原因分析：(1)開挖端面的取土量過多或過少，使工具管推進(jìn)壓力與開挖土體壓力不平衡，造成地面沉降與隆起。(2)管道軸線偏差或糾偏不當(dāng)造成的地層土體損失。(3)管道外圍環(huán)空隙引起的地基土體損失或頂管完成后未置換泥漿造成的土體損失。

防止措施：(1)施工前應(yīng)對工程地質(zhì)條件和環(huán)境情況進(jìn)行周密細(xì)致的調(diào)查，制定切實可行的施工方案，正確選用工具管，并對距離管道近的建筑物和其他設(shè)施采取相應(yīng)的加固保護(hù)措施。(2)設(shè)置測力裝置，以便掌握頂進(jìn)壓力，保持頂進(jìn)壓力與前端土體壓力平衡。(3)嚴(yán)格控制頂管軸線偏差，執(zhí)行勤測量、勤糾偏、小量糾偏的操作方法。

4.3工具管沿圓周方向旋轉(zhuǎn)，使頂進(jìn)操作發(fā)生困難。

原因分析：(1)工具管前端上層軟硬不均勻，使工具管受力不均勻，造成工具管向土層軟的方向旋轉(zhuǎn)。(2)頂進(jìn)千斤頂及油路布置不合理，千斤頂之間存在著頂進(jìn)時間差，使頂進(jìn)合力線偏移，造成工具管旋轉(zhuǎn)。(3)頂管軸線偏差時，糾偏量過大，使工具管發(fā)生旋轉(zhuǎn)。

預(yù)防措施：(1)遇前端土層軟硬不均勻，采取多控硬、少控軟的辦法。(2)頂進(jìn)前應(yīng)將千斤頂逐臺試好，要采用同規(guī)格油缸，并使液壓泵到千斤頂之間的距離相等、管徑一致。(3)嚴(yán)格控制軸線的偏差，執(zhí)行勤測量、勤糾偏，小量糾偏的操作方法。

治理方法：(1)可采用單側(cè)配重的方法加以糾正。(2)可以利用糾偏同旋轉(zhuǎn)間的規(guī)律，配合上下方向的糾偏，造成一定的左右偏差使工具管得到一個反方向旋轉(zhuǎn)的力，將工具管逐漸糾正。

4.4鋼筋混凝土管縱向和環(huán)向有明顯裂縫，造成管道漏水。

原因分析：(1)管節(jié)質(zhì)量不合格。(2)頂進(jìn)過程中頂力超過管節(jié)的承壓強(qiáng)度使管節(jié)損壞，或軸線偏差較大，致使管節(jié)應(yīng)力集中而損壞。(3)運輸、裝卸、碼放安裝方法不當(dāng)造成管節(jié)損壞。

預(yù)防措施：(1)嚴(yán)格執(zhí)行各管節(jié)質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)。(2)頂進(jìn)時應(yīng)嚴(yán)格控制管道軸線偏差，控制頂力在管節(jié)允許的承壓范圍之內(nèi)。(3)在管節(jié)運輸過程中采取管墊等保護(hù)措施，并應(yīng)做到吊(支)點正確，輕裝輕卸。

治理方法：認(rèn)真分析裂縫產(chǎn)生的原因和性質(zhì)，根據(jù)不同的受力情況分別采用不同的治理方法，處理后保證結(jié)構(gòu)原有承載能力、整體性，如果僅僅是滲漏，可采用環(huán)氧水泥砂漿或化學(xué)注漿的方法進(jìn)行處理。

結(jié)語

頂管施工技術(shù)難度較高，需要詳細(xì)的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)勘探資料，在軟土層中容易發(fā)生偏差，而糾正這種偏差又比較困難，管道容易產(chǎn)生不均勻下沉，會影響工期。但總的來說相對于傳統(tǒng)開槽埋管從社會效益與經(jīng)濟(jì)效益上更具優(yōu)勢。城市建設(shè)的不斷發(fā)展，對排水工程的要求越來越嚴(yán)格，應(yīng)用頂管施工技術(shù)可以更靈活的布置排水管道，使其布局更加合理。隨著頂管施工技術(shù)日趨成熟，在排水工程中會更廣泛的得到應(yīng)用。

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