超長距離小口徑頂管施工方法及要點分析

楊曉明

（惠州電力勘察設計院有限公司，廣東 惠州 516000）

超長距離小口徑頂管施工方法及要點分析

楊曉明

（惠州電力勘察設計院有限公司，廣東 惠州 516000）

超長距離小口徑頂管施工方法在使用的過程中存在很多的優點，這些優點的存在很大程度上提升了施工的質量，對施工單位來說，超長距離小口徑頂管施工方法非常重要。文章介紹了超長距離小口徑頂管施工方法的相關問題，希望這項技術的使用能給管線施工帶來很大的改善。

超長距離；小口徑頂管；施工方法；施工要點；管線施工；施工質量

超長距離小口徑頂管施工方法屬于現代非開挖技術，這些技術在發達國家已經得到了廣泛的應用。這些技術在應用的過程中存在很多的優點，這些優點使得我們的管線施工更加順利，這樣就能夠在最大限度上保證我們管線施工的質量和進度。頂管法是非開挖管道鋪設方法的一種，這種方法使用的時候可以幫助我們解決一些比較難的問題，使施工隊伍更快的進行，這樣管線施工就能在預定的時間段內完成，保證施工的進度和質量。

1 頂管法的概念

頂管法最早使用的國家是美國，頂管施工法一般是應用于跨越孔施工時頂進鋼套管，隨著科學技術的不斷發展，該項技術不斷被應用到其他領域，比如說穿越公路、鐵路、河流和建筑物等情況下頂進永久性公用管道，現在我們國家的混凝土管徑正在不斷擴大，已經進入到世界領先地位。在超長距離頂管施工技術的方法方面，我們國家也進入到世界先進水平的行列，并且多次穿過上海黃浦江、黃河等，創造了世界超長距離小口徑頂管施工的世界紀錄，現階段我們國家該項技術的發展速度還是很快的，發展的成果也是比較客觀的。

2 頂管法施工的優點

超長距離小口徑頂管施工方法在施工的過程中存在很多的優點，除了精度高之外還有很多的優點，比如我們在涉及到很深的管道的時候，一些普通的方法沒法進行，這時候我們就可以使用這項技術，頂管法施工技術可以在很深的地下進行管道的鋪設。對于穿越公路的管道，我們如果使用傳統的方法技術的話，可能就會對交通產生很嚴重的影響，甚至會使得交通停滯，這時我們就可以使用頂管法，這項技術在施工的過程中對交通造成的影響較小，而且還不需要隔斷交通。我們在需要穿越障礙物的時候也可以使用這項技術，這也是它的優點之一。我們在進行管線的鋪設的時候往往會經過居民區，我們在施工的過程中可能會產生一些噪音，對人們的生活產生一定的噪音影響，但是我們如果使用頂管法這項技術，就可以在很大程度上減少噪音對人們生活產生的影響。我們的管道鋪設在一些環境比較容易遭到破壞的地區時，就可以使用頂管法，這樣可以在最大程度上減少環境的破壞，頂管法的施工對周圍環境的影響很小。這項技術的使用還可以在穿越公路和鐵路上應用，還有一點就是我們在城區進行管道的鋪設的時候，管道鋪設的深度較淺，而且不在含水豐富的地區的話使用該技術的經濟性很高，可以在很大程度上減少成本的使用，對施工單位來說還是比較有利的。

3 頂管法的工作原理和分類

3.1 頂管法施工原理概述

我們在進行管線鋪設的時候，需要進行工作坑的選擇，這樣我們就可以在準確的位置進行施工，保證施工的合理進行。找到合適的工作坑之后就要開挖，我們要按照管線的設置角度和位置進行導軌的設置，然后將管節安裝在導軌上。在頂進之前，我們需要進行開挖導孔，再用千斤頂將管節頂進，然后再接著頂進第二節，然后再繼續同樣的步驟。

進行頂管技術的時候需要注意的是我們的重點在機頭，所以在施工的過程中我們要保證機頭工作的合理性，這樣才能在最大限度上保證管線鋪設的順利進行。中型機頭主要是刀盤式，大型機頭掘進設備就像是裝載機的曲臂鏟頭。

3.2 頂管法的分類

3.2.1 按工藝分類。

第一，泥水平衡式頂管法。泥水平衡式頂管法主要是采用水力切削泥土或采用機械切割泥土，與此同時用水力輸送棄土。這種方法的優點是我們在進行施工的過程中很容易保證施工平面的穩定性，這樣對施工周邊的環境造成的影響就較小，對于那種施工需要保護周邊環境的工程來說這個方法是很有好處的。還有就是利用泥水進行棄土的輸送，這個過程中輸送棄土的速度很快，這樣就可以在很短的時間內就將棄土輸送出去，這樣對工程施工來說是很有利的。但是該項技術的使用還存在很多的缺點，這個缺點就是施工需要的場地較大，所需的設備的成本很高；泥水進行處理的時候產生的噪音很大，而且還對環境產生了一定的損害。該項技術如果是中小企業在使用，那么對他們來說還是很有壓力的，也不利于中小型企業的進一步發展。

第二，土壓平衡式頂管法。土壓平衡式頂管法還分為三種，分別是壓力保持式、泥土加壓式、泥漿式和混合式。壓力保持式就是讓泥土內部保持一定的壓力，這樣就可以在一定程度上防止挖掘面出現塌方事故或者是因為受壓過高而產生破壞。壓力保持式就是為了保證挖掘面的穩定性，這樣我們在施工的過程中就可以安全進行。

第三，氣壓式頂管施工法。這種方法在施工的過程中使用的設備很復雜，而且對設備的要求很高，還有就是勞動強度大，對工作人員的身體強度有著很大的要求，所以說這項技術我們一般不用，除非是到了清除障礙物或者是機械故障的時候。還有一點就是我們在施工的過程中使用氣壓式頂管施工法的效率很低，對我們的施工來說很不利。

第四，氣動錘擊式頂管法。氣動錘擊式頂管法是我們從美國引進的，該項技術是適合于小口徑管道的施工。它的工作原理是利用空氣壓縮機所產生的氣體作為動力來驅動設備進行工作，以此來推動管道頂進施工。這項技術在應用的過程中對施工地區的地面產生的影響很小，而且頂進的速度很快，經過多次的實踐發現該項技術在應用的時候效率很高，值得我們使用。

3.2.2 按挖土方式分類。我們根據挖土方式的不同分為普通頂管、機械化頂管和水射頂管。普通頂管就是利用人工挖土，能適應很多種的地質，但是效率很低。機械化頂管的使用大大提高了施工的效率，但是由于是機械化程度的提高，對土質的要求就提高了，所以對土質變化的適應性比較差。水射頂管則是水力破碎土層，使土與水形成泥漿，然后用水力運輸機械運出管外，該項技術多用于穿越河流的管道鋪設。

4 超長距離小口徑頂管施工設計要點

4.1 掘進機械及中繼環的有效選取

通過對相關工作經驗進行分析和研究可以發現，掘進機械及中繼環的選擇至關重要。因此，需要根據超長距離小口徑頂管施工的現場條件來對頂管掘進機的型號進行選取，在電力施工過程中，最為常用的是直徑為200的遙控式泥水平衡頂管掘進機頭，其主要是把隔板按照一定的要求安裝在機械掘削式頂管前部的刀盤位置，從而構成泥水壓力倉，這樣一來不僅可以把加壓的泥水準確地輸送至泥水壓力倉，而且還能確保開挖面的穩定。同時還以泥水的形式將旋轉刀盤切削下來的泥砂輸送到地面。遙控式泥水平衡頂管掘進機的前方筒主要是由總長為4.5m的設備動力與控制段組成，后方筒是由兩節活絡管組成，而且在管段與頂管機尾部，管段與管段部均選擇了高強螺栓連接。其中所采用的操縱系統由可編程序來實現有效的控制，此時可以在地面控制臺對其進行遙控操縱。遙控式泥水平衡頂管掘進機在掘進過程中對控制地表隆沉量、穩定土體具有很好的效果。

4.2 觸變泥漿系統的選擇

在進行超長距離小口徑頂管施工過程中，要對觸變泥漿系統給予科學、合理的選擇，因為其是超長距離小口徑頂管施工中不可或缺的技術指標。合理使用觸變泥漿，不僅能夠有效降低地面沉降的發生，而且還能達到保持土體穩定的目的。在進行電力工程設計過程中，最好選擇全管段補漿和機頭壓漿相結合的方式，并保證頂進和壓漿同時進行，以達到邊頂進邊壓漿的目的。同時，在機頭尾部還需要設計4只壓漿孔進行環向均勻布置，以確保頂進施工過程中能夠及時地完成壓漿操作。同時，還需要在機頭后部的3節鋼管管節部位安裝壓漿孔，并且將4只壓漿孔在管節上環向設置，使其保持90°交叉布置，而且還需要保證以后每隔2個管節添加1個壓漿孔。

5 結語

超長距離小口徑頂管技術的發展促進了管線工程質量的提高，當前頂管技術在市政工程和建設規劃等方面被大量的使用，使得建筑的質量有了很大的提高，建筑物的使用壽命得到了明顯的增加。但是頂管的應用也存在著一定的缺陷，那就是比較其他的施工方式，頂管技術的專業技術要求較高，同時頂管技術的投資也相對較大，因此在接下來的施工建設發展中，要將頂管技術與其他的施工技術進行妥善的結合，既能夠保證施工建筑的質量，同時又能夠降低施工成本。頂管技術還需要不斷的進行發展，未來工程建設中，頂管技術與其他技術相結合將成為發展的主流。

[1]何宇東．大直徑頂管施工方法及技術措施[J]．建材發展導向（下），2014，（5）.

[2]薛文海．輸水管道穿越公路泥水平衡頂管施工方法[J]．山西水土保持科技，2015，（2）.

[3]商文娣．市政工程頂管施工方法探析[J]．城市建設理論研究（電子版），2013，（15）．

（責任編輯：蔣建華）

TU74

1009-2374（2017）12-0107-02

10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.12.055

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