頂管施工技術在城市給排水工程中的應用

Summary：頂管技術是一種應用較為廣泛的技術，在市政工程項目發展中利用頂管技術能夠實現非開挖管道敷設技術，無需對地面進行開挖施工處理，與傳統施工技術相比較而言能夠減少工作量，縮短施工周期，降低工作強度，提高工程建設效率，同時在經濟效益及社會效益上具有顯著收獲效果。在建設中頂管技術發揮重要作用，因此要對頂管技術有正確認知，針對其中所存在的問題提出有效解決策略。Keys：頂管；施工技術；城市；給排水；應用1城市給排水施工中頂管技術特點及應用優勢頂管技術的基本原則是：沿管安裝接收井、工作井，在工作井中安裝牢固的后座，將待頂的混凝土管、鋼管、油壓千斤頂全部吊起，然后用油液壓千斤頂將油管、油壓千斤頂緩緩推入，并在管子的四周形成一個鉆頭，這樣管子就可以在鉆頭中滑動，在頂入過程中，利用激光經緯儀對頂管的方向進行測量。隨后使用邊頂邊排土，并根據實際施工情況予以調整的施工手段，直至將混凝土管或鋼管頂到接收井內。此外，頂管施工技術是一種不需要開挖地表的施工技術，它可以通過地下管線、地面建筑物、河道等，提高工程效率，降低投資成本，縮短工期。另外，還可以減少粉塵和噪聲，減輕工程對周邊環境的不良影響。以免交通被破壞而干擾居民的正常生活，從而達到真正高效施工，正是因為頂管施工法有著較多優勢，因此在市政工程特別是給排水工程項目中的應用范圍十分廣泛。頂管施工技術有著對周圍環境影響小，不會對地面活動產生影響，無需干擾交通的優勢，能夠在較深的水下或地下鋪設管道，無需開挖并能夠穿越公路，并提高技術的安全性和可靠性，降低工程造價和施工成本。同時，施工面由點到線，盡可能減少在施工過程中所需占用到的用地面積。同時，由于噪聲低、振動小，工程建設不會對居住環境造成任何的干擾，也不會對建筑和現有管線的正常使用造成一定的影響。但其應用也有其不足之處，即施工技術難度大，必須進行詳細的勘察工作，了解水文地質，并對勘察資料進行深入分析，方能開展后續施工工作。該技術尤其適用于大中型管徑的非開挖地區，具有高效、環保、經濟的特點，采用該技術進行工程建設，既節約了土地征收、拆遷成本，又可降低交通阻塞、環境污染等，具有顯著的社會效益和經濟效益。在老城區和舊城改造工程中，采用頂管施工技術也取得了很好的成效。就老城區來說，由于地下管線年久失修，老化嚴重，并且布置條件復雜，使用時間長了，會發生錯位、移動等現象，很難精確掌握其具體位置。為解決這一難題，建議在地下給排水管道鋪設時，應采取頂管施工工藝，以減少地表施工的困難。2施工要點2.1頂管施工技術實際操作要點1)工作井施工環節此環節作業中應采用兩次澆筑成型技術，其中上部混凝土井壁澆筑作業應在刃腳混凝土強度達到預訂標準的70%后進行，實際澆筑施工過程中應連續進行，避免井壁中出現施工縫。下沉作業過程中應確保沉井始終保持垂直狀態，施工單位應注意依據地質情況選擇滿足實際施工需求以及質量需求的施工技術。取土下沉作業過程中，施工技術人員應對整個施工流程進行嚴密觀測，在出現下沉困難情況下及時采取相應處置手段，確保沉井作業有序開展[6]。2)后靠墻施工環節施工單位在實際作業過程中應注意，采用強度為C30的混凝土材料，當混凝土強度達到預計標注的75%后方可進行后續頂進施工。3)頂管設備選擇及安裝環節施工單位在實際開展頂管施工技術過程中，應充分認識到頂管機頭選型、設備規格、型號以及數量對整個工程質量的影響，技術人員工作中應依據工程實際要求開展設備選型設計工作。工作井井內設置主要涵蓋后靠背、導軌、主頂油缸等，同時還包括連至井外的循環系統以及泥漿排除管道，技術人員在境內設備布局設計過程中應避免其影響混凝土管吊裝作業。4)機頭穿墻出洞作業此環節作業重點主要涵蓋以下幾方面：其一，洞門止水裝置安裝環節。施工單位應在頂進施工設定方向前坑內澆筑混凝土配比合理的前止水墻，隨后在墻上預留孔洞位置安裝橡膠材質的止水圈。其具體構造如圖2所示。除此以外，在作業中還應該對此環節施工的封門拔除作業進行重點關注，確保頂管高效有序出洞，避免因土體流塑性產生塌方事故。5)預制管進場及吊裝作業環節。頂管施工作業所需管道均為工廠預制產品，施工單位在接收管道后應確保其堆放的穩定性，應該與工作井保持安全距離，避免對其他作業環節造成阻礙。6)頂進作業環節。該環節需注意的關鍵點主要涵蓋頂進方法選擇以及頂管段單元長度測算、中繼段劃分以及減阻手段、頂進方向控制方案等。2.2正常頂進作業主流程其一，施工準備階段中，應開展測量放樣工作；其二，頂進設備安裝作業階段中，應開展的工作主要包括現場平面布置、起重設備及注漿設備安裝、注漿材料配置等；其三，掘進機就位階段，應首先對設備性能進行調試，隨后將其安置于工作井中；其四，掘進機進洞階段，應及時開展破洞口磚封門、主頂油缸推進、拔除井門鋼封口以及出泥準備作業；其五，管道頂進作業階段，應及時開展頂進糾偏、觸變泥漿壓柱、頂進操作控制以及頂級出泥作業；其六，鋼管焊接階段，應對焊縫接口部分進行檢驗。在中繼站設計工作中，中繼站的設定取決于總的頂力，中繼環設計應滿足下列任一條件：1)當總的頂力比主頂液壓機構大時；2)當軸向壓力總管道所容許時；3)當總的支承力比和最大的承載力和最大的承載力時。在實際工程中，管節外壁及周邊土的摩擦力應該由頂板施工所得資料來計算，合理調整轉接間隔，盡量降低轉接間隔，確保頂進過程的順利進行。在減阻措施設計方面，刀具管的阻力主要有刀具管的正壓力、管壁摩擦、刀具管的氣、水壓力，應通過采用注漿技術，在巖體與巖體之間形成一層泥漿護層以減少巖層的摩擦力，從而減少巖層的巖層。在方向控制方案設計中，施工單位應確保方案滿足如下要求：其一，在頂板施工中，為了確保整個頂進軸線的一致性，應采用連接三角法進行周期性的復測；其二，為更好的解決測量用的時間問題，應盡量減少測量站的數量。在鉆進結束后，如果遇到流沙、砂石等或沖頂發生超掘情況時，則替換采用注漿技術，對不良巖層進行置換注漿。2.3地表監測在頂管施工中，如在開挖環節中施工單位取土量不合適、管線未及時糾偏或頂進管和工程管外徑出現管徑差等情況，均可能引發地表沉降或地表隆起現象，影響正常施工，破壞施工現場。就此，施工單位在頂管施工期間需實施地表監測，及時發現地表異常，避免影響擴大。在該城市給排水工程中，施工單位通過水準測量方法，觀測施工現場的地表變形狀況、建（構）筑物沉降狀況；通過傾斜電測法觀測建（構）筑物的傾斜狀況，監測頻次由施工進度、施工現場建（構）筑物情況與沉降速率等因素決定。同時，施工單位為避免地表沉降或隆起，采取以下預防措施：(1)在實施壓漿施工時，以“泥漿套”土體壓力平衡為條件，設置壓漿壓力；(2)對于埋深小于1.5m的管道，沿管道敷設路線設置局部壓鋼板，并在鋼板上方堆放砂包，保障頂管時土層壓力均衡，預防隆起。3結語在城市給排水施工中應用頂管技術十分常見，正是因為頂管技術在應用時有著較多顯著優勢，能夠為建筑工程項目建設帶來一定便利性和可靠性，因此在城市給排水施工領域中應用頻率較高且獲得效益優良，能夠減輕施工項目對周圍環境所產生的影響，降低成本投入，提高工程項目經濟效益，有利于保護市政生態環境，實現工程項目可持續發展。Reference：[1]鄭