關于市政工程頂管施工技術的探究

姚志清

摘 要：頂管施工技術在市政工程中得到了廣泛的應用，頂管施工技術是在地下管道中使用的一種施工的技術，非大開挖的特點能夠有效地降低對附近建筑筑物和道路、管網的影響，在市政施工中的應用非常的廣泛，而且也在不斷的推廣。本文針對頂管施工技術的特點以及其施工原理進行了闡述，并對頂管施工技術在市政給排水施工中的應用展開探討，并給予一定的分析。

關鍵詞：給排水；頂管施工技術；應用

前 言

頂管施工在我們市政工程里面，特別是在深覆土大管徑的管道工程中和交通繁忙的城市主干道改造工程的施工里面，顯得特別的重要。在特定的工程情況下，相對于開槽埋管，更具優越性。隨著我國經濟的不斷發展，市政設施的配套逐漸完善，地下的各種管道建設水平將會得到大幅提升，而頂管的施工便會不斷增加。

1 頂管施工的特點

頂管施工法又叫做非開挖管道敷設技術，它具有不用對面層進行開挖，便能做到安全越過地面的構筑物和地下管線及鐵路、河道、公路等的特點，與開挖敷設技術相比較，其具有工期短和投資少等優點。同時，這類施工技術還具有減少粉塵、降低噪音、減輕對城區的交通、環境情況的破壞和干擾并且占地面積小等優點。因而說頂管施工是真正的高效率、無污染的施工技術。頂管施工法因為具有上述所說的多個優點，所以在市政工程里面，特別是在市政管線工程方面，得到了廣泛運用。頂管作業工藝流程簡介如圖1所示。

2 頂管施工技術簡述

頂管施工技術具有施工安全性能好、施工場地小、施工速度快、施工對周邊環境影響較小等特點，市政施工中有著廣泛的應用。但是，它也存在一部分缺點，例如工程造價高、施工周期長等。頂管的施工工藝具有多樣性，其施工技術的發展已趨于成熟。

2.1 工作原理

頂管施工技術屬于非開挖技術，可以在不開挖路面的條件下進行施工，主要施工方式是在路面垂直上方挖一個工作井，將高壓液千斤頂或鋼制管道壓進地下。污水管施工主要使用主頂油缸和管道間的中繼站等動力源將其壓入地質層，當污水管道隨著頂管頂進設備進入到地層后方可開始頂管埋設。

2.2 頂管施工平衡理論

頂管施工的平衡理論分為三類，即氣壓平衡、泥水平衡和土壓平衡。頂管施工中的核心問題就是施工技術的適用性。在實際施工中，需要按照施工區域地質、設計要求和施工的環境情況，選擇頂管機、施工工藝和輔助設備，確保頂管施工的進度和質量。在頂管施工中使用的工具管與施工的質量有直接關系，因此在選擇工具管時應保證材質和質量符合規定要求。目前，在頂管施工中通常使用鋼管和混凝土管，其具有承受土體壓力大、耐腐蝕性強的優點，保證了施工進度。

2.3 頂管施工要求

在進行管道頂進施工前，首先要對所需設備進行統一檢查，保證其在施工過程中的良好工作狀態。為了方便頂管頂進，在頂管過程中可以采用觸變泥漿施工法，即在管道頂進的過程中壓入泥漿來減少頂管頂進的阻力，觸變泥漿施工法采取先壓漿后頂進，少量多次的原則。

頂進結束后用水泥漿置換泥漿固定頂管，進而保證頂管的穩定性。在整個頂管過程中，最重要的就是頂管頂出洞口的環節。此外，在穿墻管頂進過程中通常采用深層水泥攪拌法對穿墻管前方2m范圍內的土體進行加固，以保證穿墻管能夠順利頂出。

3 頂管技術在市政施工中的運用分析

3.1 關于頂進管的選擇

頂進管通常采用鋼筋混凝土管，如果沒有相關腐蝕的要求也可以采用鋼管。鋼筋混凝土管的配筋、規格施工和應力驗算等必須做到符合相關的參數要求及技術規程。

3.1.1 關于頂進管直徑的選擇

頂進管直徑的選擇要以工程的具體屬性、工程需要等情況為根據，通過分析來確定頂進管的內徑；因為頂管的工程工作是需要配備一定數量的挖土人員，正常來說管道內徑不小于0.5m。根據頂進管所受到的荷載情況，最終確定混凝土管的配筋以及壁厚，繼而確定其外徑。

3.1.2 關于頂進管長度的確定

頂進管長度對于工程的經濟性及可控性有著決定性的影響。一旦有直線推頂等情況出現，使用長管是可以使得裝管次數較少，因而比較經濟，而且效果也不錯。但隨著主管長度的增大，易出現管道偏離了原定路線的情況，此時就需立即恢復到正確的路線，這比使用短管更加的困難。

同時，在建造頂壓坑的時候，頂壓坑的相關長度也會增大，支護、回填、挖坑、修復的費用自然也會增加。在常規情況下，管長度是相對于管徑而言的，當l/d外≤1.10的時候，稱之為短管；當l/d外=1.15的時候，稱之為標準管；當l/d≥2.10時，稱之為長管。

3.2 頂管施工的前期準備

3.2.1 現場平面布置

現場的總體平面布置包含動控制室、料具間、管片堆場及其注水系統、拌漿材料等堆場的相關布置；還有在始發的工作井中，頂管機、發射架、反力架等設備的安裝布置。

3.2.2 關于出洞處和頂管機進、后靠土體的加固

為了保證頂管機安全出洞，我們需要對后靠土體和進、出洞區域等的土體進行高壓旋噴樁的加固。同時，為防止出預留洞、頂管機進等導致的泥水流失，并保持在頂進的過程當中，避免壓注的觸變泥漿的流失現象，需要在工作井中進行止水裝置的安裝。

3.2.3 頂管施工的工藝

頂管施工需要事先在確定的管段內，設置接收井和工作井，然后再在工作井里面安裝推力設備。接著將導軌上面的頂管機頭推入到土體中，由機頭進行導向，將之前預制好的鋼筋混凝土管向前頂進。前端土體我們可通過工作井將之運出，最終完成對管道的鋪設。

3.2.4 關于頂管井的施工

頂管井分為工作井及接收井兩類。但頂管井的結構是有多種類型的，通常我們采用的是鋼筋混凝土等結構。而工作井的結構模式則分為單孔井及單排孔井。單孔井的形狀有正方形、矩形和圓形等，單排孔井則大多都是矩形。

3.2.5 頂管施工工序

（1）穿墻：將穿墻悶板打開，并將工具管頂出井外面，同時將穿墻止水裝置安裝好。施工技術及施工措施：在穿墻管里面進行填充和壓實的紙筋粘土或者低強度的拌和土水泥粘土，能夠起到臨時性的阻水和擋土的作用；為了確保到穿墻孔外側的距離在一定范圍內，需要保證一定的土體的強度及穩定性；在日常工作井工具管進行穿墻之前，我們要對穿墻管外側進行注漿固結；進行穿墻之前，要仔細分析可能出現的問題，并制定相應的處理措施；在悶板正式開啟之后，要做到迅速推進工具管，同時做好穿墻止水工作。

（2）頂管出洞：頂管出洞是在進行頂管作業時，需要格外關注的問題。頂管出洞，就是頂管機及第一節管子從工作井中破出洞口封門后進入土中。在開始正常頂管之前的過程，是頂管技術中的最為關鍵的一道工序，也是極其容易發生事故的一道程序。為了有效防止管線出現偏斜，我們應進行工具管的調零。同時要在工具管下面的井壁上加上支撐，如果發現下跌便應該立即用主頂油缸進行糾偏，再工具管出洞前要預先設定一個初始角彌補下跌等措施。

（3）注漿減阻：在施工過程中，注漿減阻是一個值得關注的技術措施。具體步驟為通過壓注觸變泥漿的方法，對管道周圍的空隙進行填充，形成泥漿的保護套，最終起到支撐地層，防止地面沉降，減輕頂進阻力的作用。在施工過程里面，要先對頂管機頭從尾部壓漿，并要做到跟頂進工作同步進行，然后再在中續間及混凝土管道的相關適當部位進行跟蹤補漿工作。

4 結束語

頂管施工技術是不用開挖的一項很有發展潛力的技術，在市政給排水施工中的應用是非常有效的，它不僅適用于排水施工，也同樣適用于不能開挖的城區以及建筑設施中。在頂管施工技術的應用中要把握住施工的水準與質量，所以要掌握好施工的管材、進洞、頂力、出洞以及糾偏等應用要點，進而能夠減少應用中的人力浪費和資金浪費。

參考文獻

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