城市給排水項目施工階段頂管技術的具體應用分析

李洪武

(長沙航空職業技術學院 湖南長沙 410124)

在城市基礎建設過程中，作為重要的組成部分，給排水管網建設具有重要意義。在對給排水管網實施建設的過程中，為了保障交通能夠順暢運行，施工單位應以工程實踐為依據，合理運用頂管技術，有效控制開挖量，在保障施工質量和效率的前提下，減少對周邊環境的影響。

1 頂管施工技術的相關概念

1.1 頂管技術的概念

在給排水系統建設時，頂管技術是較為常見的技術手段，在該技術使用過程中，主要采取非開挖管道鋪設技術實施施工，具有良好的施工效果。

1.2 適用范圍

在對城市給排水項目實施施工過程中，頂管技術應用范圍相對較為廣泛，受到的限制也相對較少。當項目所處位置在較為繁華的城市中心或建筑物密度較大，頂管技術可以降低對周圍交通與建筑的影響。與此同時，當項目所在位置無法實施地面挖掘施工時，也可以使用頂管技術進行施工。

2 給排水項目中頂管技術的應用特點

2.1 無須開挖地面

通常情況下，頂管技術也叫作溝槽非開挖技術，該種技術不但可以大大縮短施工時間，使施工效率進一步提高，還可以減少對路面的破壞，保障正常的通行秩序。與此同時，在該技術應用過程中，地面建筑無須拆遷，可直接從土層中穿越，還可以達到控制成本的目的。

2.2 對環境影響相對較小

在對給排水項目實施施工過程中，頂管技術不會對原有土層結構產生較大的影響，與此同時，在實施作業時，相較于其他施工方式，其所產生的噪聲與灰塵也相對較少，對地下管線與周邊環境的影響相對較小[1]。

2.3 施工面呈現出點型分布的特點

使用傳統挖槽埋管技術進行施工時，主要為線性施工，具有施工面積相對較大的缺點，極易對周邊的環境產生影響。而頂管技術則為點型施工方式，可以有效避免傳統技術的問題，在保障施工效果的前提下，有效控制施工面積。

3 頂管技術所需的施工材料

在對頂管技術應用過程中的施工材料進行選擇過程中，應確保頂管過程中鋼材的接頭、厚度等符合承載力要求。在對鋼筋混凝土管材進行選擇過程中，應對以下內容進行控制：（1）施工單位應以吊裝能力與工程的實際情況為依據，對鋼筋混凝土頂管接頭的長度進行確定；（2）施工單位應對鋼筋與混凝土的力學指標進行控制，確保其滿足規范；（3）使用的混凝土添加劑應符合規范要求；（4）所處施工環境為堿性時，施工單位應對非活性骨料的含堿量進行控制。

4 頂管技術施工的重點與操作要點

4.1 頂管技術施工重點

通常情況下，當施工方案不同時，其管線、管制以及線路等的側重點也存在差異。因此，施工單位應以實際情況為基礎，對施工方案進行合理制訂。其施工重點主要包含以下幾個方面。

4.1.1 鉆進導向孔軌跡施工

在對給排水管道實施施工時，導向孔軌跡的施工質量將會對工程整體精度產生重要影響。因此，施工單位應對導向孔軌跡進行控制，在此過程中，施工單位應嚴格按照要求實施測量放線工作，并對導向儀的精準度進行控制。在施工時，施工單位還應對鉆頭的方向與深度進行控制，避免出現較大誤差。當出現泥漿漏失、鉆壓突變等問題時，施工人員應及時對其進行處理，保障導向孔施工的精度。除此之外，在對導向孔軌跡進行設計時，設計人員應以障礙物布置情況、地下管網以及現場地質為依據，使軌跡設計科學性和合理性進一步提高。

4.1.2 頂進過程

在使用頂管技術對給排水項目實施施工時，管道的頂進過程是施工中的重點，因此，施工單位應嚴格按照工序對其進行施工，確保施工質量[2]。

4.2 頂管技術操作要點

4.2.1 施工前操作要點

為了使施工方案更加合理，在實際施工之前，施工人員應深入現場對其進行調查和勘察，了解現場實際情況，勘察內容主要如下：第一，施工人員應對現場及周邊的電力、通信、煤氣以及給水等管道進行定位與記錄，并以此為基礎，形成相應的現場管道分布圖；第二，施工人員應對現場路面的人流、車流等情況進行分析，在施工時，應以實際情況為依據，設置相應的導向牌，必要時需派專人指揮，為了保障交通正常運行，還應對施工線路進行規劃；第三，施工人員應對現場及周邊排水管道等進行分析，并對排污路線進行規劃，為了保障排水順利進行，可建設臨時排污管道；第四，當施工現場存在橋梁等建筑物時，應對建筑物基礎、橋臺以及橋墩等情況進行記錄，防止因施工導致其被破壞。

4.2.2 工作井施工操作要點

在對工作井實施施工過程中，施工單位應采取兩次澆筑成型技術對其進行施工，在對井壁上部混凝土實施澆筑之前，施工單位應對刃腳混凝土的強度進行檢測，確保其滿足70%的設計強度后，才能對上部混凝土實施施工，與此同時，為了防止井壁產生施工縫，施工單位還應保障澆筑連續性。在下沉作業時，施工單位應對沉井垂直度進行控制，確保其滿足要求，在此過程中，施工人員應對施工流程實施觀測，當出現下沉困難等問題時，應及時查找原因，并進行解決，保障沉井的順利性[3]。

4.2.3 后靠墻施工環節

在實際作業過程中，為了保障后靠墻施工質量，通常所使用的混凝土材料強度應為C30，當其強度滿足75%的設計強度后，才能實施頂進作業。

4.2.4 選擇與安裝頂管設備

在實施頂管施工時，由于頂管機頭數量、型號、設備規格以及選型等都會對給排水項目整體質量產生較大的影響。因此，施工單位應以施工要求和標準為依據，對頂管設備進行合理選擇，并對設備安裝過程進行控制。通常情況下，工作井井內主要包括主頂油缸、導軌以及后靠背等，井外主要有泥漿排出管道、循環系統等。在安裝布局過程中，應保障其合理性，避免對混凝土管道吊裝過程產生影響。

4.2.5 機頭穿墻出洞

在實施機頭穿墻出洞施工時，施工單位應對以下環節進行控制：在頂進方向設定之前，施工單位應對止水墻進行澆筑，在此過程中，應對混凝土配合比進行控制，隨后，將橡膠材質的止水圈安裝在墻上預留孔洞上，圖1為洞門止水墻構造圖。與此同時，施工單位還應對封門拔除作業過程進行控制，避免出現塌方等問題。

圖1 洞門止水墻構造圖

4.2.6 預制管質量控制

在頂管施工時，其所使用的管道通常為工廠所生產的預制管道。因此，在管道進場時，施工單位應對管道質量進行檢驗，確保其符合要求。與此同時，還應保障管道堆放的穩定性，防止管道被破壞[4]。

4.2.7 頂進作業操作要點

在頂進過程中，施工單位應以實際施工情況為依據，對頂進方法進行合理選擇，在實際頂進過程中，施工單位應做好以下幾點：第一，嚴格進行測量放樣工作，保障施工效果；第二，對注漿材料配制、注漿以及起重設備安裝等內容進行控制；第三，掘進機就位之后，施工人員應對其性能實施調試，確保其符合要求；第四，在掘進機進洞時，施工人員應做好主頂油缸推進、破洞口磚封門、出泥準備以及拔除井門鋼封口等相關工作；第五，在對管道實施頂進作業過程中，施工單位應及時進行糾偏工作，確保頂進施工的精確性和合理性；第六，管道焊接完成后，施工人員應對焊縫質量進行檢查，確保其質量符合要求。

5 頂管施工中存在的風險

在使用頂管技術對給排水項目進行施工時，由于諸多因素的影響，會使其出現較大的施工風險，主要風險如下：（1）在實施頂管施工時，若為長距離頂管，可能會對施工工期產生較大的影響，一旦出現質量問題，則會出現工期延長的問題，不但會影響施工進度，還會使施工成本增加；（2）當遇到突發情況時，可能需要采取應急挖掘，此時會導致成本增加；（3）在實施頂管作業時，由于設備損壞會給項目造成較大風險，其不但會產生額外的成本，還會因設備問題導致施工效果受到影響；（4）在作業過程中，由于施工人員的操作問題，可能會使管線的高程與軸線產生較大的偏差，不但會使施工質量受到影響，還會導致嚴重的施工事故，影響其后期使用[5]。

6 頂管施工質量的主要控制措施

6.1 頂管施工質量的相關控制標準

在對給排水項目實施施工時，頂管技術作為一項非開挖施工技術，其具有對周邊環境破壞小、施工效率較高等優勢，可以產生較高的經濟效益與社會效益，因此，在城市建設中應用較為廣泛，為了切實保障其施工質量，施工單位應嚴格按照標準對其質量進行控制，當前質量控制要點與標準主要如下：第一，施工單位應以混凝土結構設計規范、給排水管道驗收以及施工標準、混凝土強度檢驗評定標準等相關規范為依據，對頂管的質量進行控制，確保其符合規范和標準；第二，施工單位應對頂管作業過程中的偏差進行控制。表1為其允許偏差要求。

表1 頂管允許偏差

6.2 質量控制的主要手段

6.2.1 控制頂管機的轉動

在對頂管機轉動過程進行控制時，施工單位可以將廢鋼等配重放置在機頭位置處，且方向應與頂管轉動方向相反。與此同時，施工單位還可以根據機身轉動方向，對頂管頭刀片轉動方向進行控制，兩者方向應相反。

6.2.2 頂進壓力控制

在實施頂進作業過程中，施工單位應實時進行測量，并根據測量結果進行糾偏處理。在不同地質情況條件下，所選擇的鉆井液也存在差異，且應滿足足量、及時的要求。在施工開始之前，施工單位應對各施工設備進行檢測，確保其滿足頂進要求。在頂進施工時，施工單位還應對頂進壓力進行控制，當出現壓力較大的情況時，應及時進行處理。

6.2.3 崩鐵問題控制

在頂入過程中，施工單位應對壓力計的指示器變化情況進行觀察，到頂入后期時，施工單位還應對頂貼的安裝情況進行檢查，確保其表面沒有剝落等問題，且垂直頂鐵不存在外拱現象，一旦出現上述問題，應馬上暫停頂進，并對頂鐵縱向長度進行控制，防止出現塌陷等事故。

6.2.4 防治地表塌陷

（1）灌漿補強。當沉陷區相對較大時，施工單位可以采取局部注漿加固的方式對其進行處理，通常情況下，所選擇的注漿材料應為水玻璃-水泥漿料，在注漿時，注漿的速度應控制在30 L/min左右，壓力應控制在0.25～0.6 MPa的范圍內。與此同時，在注漿作業時，施工單位還應以規定深度為依據，對其實施鉆孔處理，鉆孔符合要求后，才能將密封泥漿注入其中，隨后應插入塑料單向閥管，若封口的泥漿滿足固化要求后，施工單位應在塑料閥門中插入芯管（雙向密封），再實施注漿作業，在注漿時，施工單位應對注漿連續性進行控制，避免出現中斷等問題。

（2）砂土充填。施工單位可以采取回填的方式，使用砂土對土壤中的空隙進行填充，與此同時，在回填過程中，應加入適量的水，避免出現黃沙擴散的問題[6-7]。

6.2.5 控制背板斷裂

在對背板實施施工時，施工單位應以要求為依據，對其實施反方向固定，固定后應對其垂直度進行檢查。在頂入時，若存在頂板轉速增加較為急促的現象應暫停施工，并對其進行處理。

7 結語

綜上所述，在對給排水項目進行施工時，由于頂管技術具有諸多優勢，可以提高施工效率、經濟效益和社會效益，其應用較為廣泛。在頂管技術實施過程中，施工單位應明確施工重點，并對各施工操作要點進行控制，確保其符合施工質量要求，為給排水項目發展奠定基礎。