淺談市政工程頂管施工技術

陳國彬　韓麗仙

摘要：文章首先對市政工程頂管施工技術的基本原理和主要工序進行了介紹，著重闡述了施工過程中頂管井的結構形式和頂管井洞口止水設施的選擇方法，并提出在頂管施工過程中測量與控制頂進誤差的幾個要點，以此希望為我國市政基礎設施的發展做出貢獻。

關鍵詞：市政工程；頂管施工技術；頂管井；止水設施；頂進誤差 文獻標識碼：A

中圖分類號：TU992 文章編號：1009-2374（2015）11-0129-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.11.064

城市的發展離不開市政基礎的建設，而傳統的市政工程施工所采用的挖槽埋管地下管線技術，需要對地面進行大面積開挖，對城市交通影響較大，給市民的出行和生活也帶來很多不便。為解決這一影響，頂管施工技術被應用到市政工程的基礎設施施工中。在市政管網的建設過程中，采用頂管施工技術可有效地減少由于施工給附近的道路、構筑物等所帶來的影響，在安全、經濟、環保和效率等方面都有顯著的提升。

1 頂管施工技術的基本原理和工序

1.1 基本原理

頂管施工技術就是從頂進井開始將頂管掘進機或工具管，通過主干頂油缸和中繼間頂進力的作用，穿過土層至接收井內吊起，最后再將工作井間的管道埋沒的過程。機械式的施工多采用封閉式頂進方法，其壓力平衡的方法有：泥水式平衡、土壓式平衡、氣壓式平衡。

1.2 主要工序過程

1.2.1 頂進的方法。在選擇管道的頂進方法時，要充分考慮現場的施工條件，包括地下水位、地質、地下建筑物、管徑等因素，還要滿足以下條件：（1）砂性土或黏性土層的地質條件，且沒有地下水的影響時，多選擇機械挖掘式或手掘式頂管法施工；（2）軟土層的厚度較大，且沒有其他障礙物時，可采用網格式或擠壓式頂管法施工；（3）在黏性土層的環境下施工時，如果要對地面的平整度進行控制，可采用土壓式平衡頂管法施工；（4）在粉砂土層的環境下施工時，如果要對地面的平整度進行控制，可采用泥水式平衡法或加泥式平衡法施工；（5）當頂進的金屬管管徑小或長度較短時，可采用擠密式土層法施工。

1.2.2 頂管井的布設。頂管井的布設通常要采用鋼筋砼或碎石作為地基基礎，土質較硬的頂管井可采用方木作為基礎，土質不穩定的工作井，其周圍要架設支撐。頂管井的地基修建要按照設計的管線位置和坡度施工，要求不得出現沉降，在其內部固定的導軌及頂管位置要準確。排水管頂進的頂管井，要設置于檢查井的

位置。

1.2.3 管道的頂進。頂管井的布設完成后，要進行管道的頂進。在管道頂進前，要在管的前端開挖一個與所頂管道形狀相似的坑道，其深度約為30～50cm，再將管道用千斤頂頂進，并重復此步驟循環頂進。

1.2.4 頂管的接口。頂管的接口多采用電弧焊接方法，即在將管段頂入前，將該管段與已頂入的管段在內部進行焊接?；炷凉艿慕涌谔幰捎寐榻z油氈、橡膠圈或橡膠墊等材料嵌縫，管口的內側要預留1～2cm的縫隙，兩管間的孔隙在頂緊后要控制在1～1.5cm。

1.2.5 管道的壓漿。在完成管道的頂進和檢查井的施工后，要進行管線的壓漿作業。管道的壓漿施工要通過每節管道所預設的壓漿孔進行壓漿，同時要防止地面發生沉降現象。

2 頂管井的施工

2.1 頂管井的結構形式

頂管井包括工作井和接收井，頂管井的結構通常為鋼筋混凝土形式。工作井通常為單孔井或單排孔井，單孔井的形狀可以是矩形、圓形或正方形等，單排孔井多為矩形。工作井在建造過程中，要按照雙向頂進的結構施工，其間距要與檢查井的間距相同，并且要與接收井呈間隔形式布置。同時，要在井內設立支撐，從而改善井內結構的受力情況。在工作井和接收井施工完成后，要在其附近做檢查井。

2.2 頂管井洞口止水設施的選擇

在很多市政工程的頂管施工過程中，井內出現水土淤積的現象，導致管道和機頭叩頭或機頭被淹等事故，嚴重影響頂管的順利出洞，給工程建設帶來很大麻煩。這類事故的產生，較多是因為頂管工作井預留口的止水設施，其密封不嚴或其他原因所造成的，所以在對頂管進行施工作業時，要嚴格按照設計要求對洞口的止水設施進行檢查和控制。工作坑的洞口止水設施有很多種形式，包括齒形橡膠式、盾尾鋼緣刷密封且壓注盾尾油脂等，選擇哪種結構形式則要結合工作坑的具體施工等條件來確定。但是無論采用哪種形式進行密封，都要首先確保其具有合格的安全止水功能，再考慮其經濟因素等影響。

在一般的市政排水工程中，其管道的敷設深度都小于10m，受地下水壓力的影響較小，所以在很多市政頂管井工程中，洞口止水設施選擇了結構相對簡單、造價低廉、安裝方便的橡膠法蘭式結構，但卻忽略了對洞口止水設施的剛度、強度以及密封材料性能的要求，導致了頂管井的水土淤積事故發生。因此選擇洞口止水設施時，要首先結合管道的不同埋設深度、洞口的結構形式、對止水設施的剛度和強度要求等特點，確定其結構形式；在安裝過程中，要保證預埋件的錨固強度、焊縫的焊接質量，并確保管中心與洞口止水設施的同軸度等。只有在徹底滿足頂管工作井的所有質量要求后，才可以最終確定洞口止水設施的結構，保證頂管施工的順利完成。

由于工具管在進洞后，其姿態很難確定，所以通常情況下，頂管接受井的洞口止水不采用止水裝置，僅在洞口進行地基加固，并采用扇形板將接收井的預埋鋼法蘭和首節特殊管焊接。當工作管進入接收井后，接受坑內要算好標高并安放導軌，同時要確?？觾炔坏贸霈F水土淤積、管道或機頭叩頭等事故的發生。

3 頂管的測量與控制

在頂管的施工過程中，由于頂管的方向很容易發生偏移，所以在頂管頂進階段，要及時進行頂管的三維動態測量工作。在施工前，要在井的周圍設置一高精度的控制測量網，對井區、井下的測量點，如軸線點、井下測量起始點和后視點等進行檢查和修正。

為了確保管道入土位置的精確性，在頂進第一節管時，其測量的間距要小于30cm，入土層后的測量間距要小于100cm。當頂管每次頂進的長度小于50cm時，頂管中心偏差可采用垂球拉線法測量。此時要盡可能地拉大兩垂球的間距，并用水平尺對頭一節管的前端中心進行測量。當頂管的每次頂進長度大于50cm時，其中心偏差則要采用經緯儀進行測量；頂管的高程測量，要根據工作坑內設置的高程點標高，用特制高程尺和水準儀對第一節管的前端和后端的管內高程進行測量；當頂管的中心和高程偏差量快超過設定誤差值時，要及時進行

糾正。

4 結語

市政基礎設施是城市快速發展的前提條件，是城市交通樞紐暢通、居民安居樂業的基本保障。在市政工程的施工過程中，頂管施工技術作為一種現代化的施工方法，可以有效地解決傳統的市政工程施工所帶來的交通堵塞等諸多不便，將影響范圍降至最低。而作為市政工作者，要熟練掌握這一施工技術，牢記頂管施工的重要工序和技術要點，強化施工過程中的質量控制，保證市政地下管道的施工質量，為市政工程的整體建設質量把關，為城市的快速發展保駕護航。

參考文獻

[1] 給水排水管道工程施工及驗收規范（GB50268-2008）[S].

[2] 建筑基坑支護技術規程（JGJ120-2012）[S].

作者簡介：陳國彬（1981-），男，中國中鐵四局集團有限公司市政工程分公司工程師，研究方向：建筑工程技術；韓麗仙（1985-），女，中國中鐵四局集團有限公司市政工程分公司助理工程師，研究方向：建筑工程技術。

（責任編輯：陳 倩）