時(shí)間：2022-10-12 23:28:13
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關(guān)鍵詞：頂管施工技術(shù)頂力計(jì)算頂管工藝流程
中圖分類號(hào)： TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
頂管技術(shù)是一項(xiàng)用于市政施工的非開(kāi)挖掘進(jìn)式管道鋪設(shè)施工技術(shù)。優(yōu)點(diǎn)在于不影響周圍環(huán)境或者影響較小，施工場(chǎng)地小，噪音小。因此成為市政工程中埋設(shè)過(guò)路雨污水管道的常用施工方法。
一、工程特點(diǎn)（概況）
樂(lè)亭臨港黃海路污水工程（排入污水處理廠），污水管道位于黃海路北側(cè)35米，穿越北戴河路，路面寬度30米。管內(nèi)底距現(xiàn)狀路面5米左右，自K0-650污水泵站橫過(guò)北戴河道排入污水處理廠。頂管長(zhǎng)度為50m，管內(nèi)徑為1800mm,鋼筋混凝土鋼承口Ⅱ級(jí)頂管管材。工程所在地土層經(jīng)開(kāi)挖后確認(rèn)為粉質(zhì)粘土；該場(chǎng)地范圍內(nèi)地下水水位距離地表不足1m。施工過(guò)程中不中斷交通。
二、施工特點(diǎn)
1、由于本施工段水位較高，（需要）設(shè)置降水井。根據(jù)降水半徑計(jì)算打井深度，以保證頂管施工范圍內(nèi)正常施工。
2、本工程采用人工掘進(jìn)頂管施工方法施工，即先開(kāi)挖工作坑，再按照設(shè)計(jì)管線的位置和坡度，在工作坑底修筑基礎(chǔ)、設(shè)置導(dǎo)軌，把管節(jié)安放在導(dǎo)軌上頂進(jìn)。頂進(jìn)時(shí)千斤頂?shù)奈膊恐卧诤蟊成?，前端通過(guò)頂鐵預(yù)先壓在頂進(jìn)管道尾端的月牙形護(hù)鐵上，緩慢頂進(jìn)使管道前段與土壤接觸，然后人工挖除管道前端的土，再用千斤頂將管道逐接頂入。頂進(jìn)時(shí)采用人工配合機(jī)械勤頂、勤觀測(cè)的方法進(jìn)行頂管施工，在頂管時(shí)管前方需加一個(gè)馬蹄式刃腳，刃腳上方出管前方900mm，下方出管前方200mm，斜角長(zhǎng)度700mm（見(jiàn)圖），在管尾加裝月牙形護(hù)鐵2塊，防止管壁破損；在管內(nèi)挖土，掏土長(zhǎng)度不大于300mm，嚴(yán)禁超挖，防止頂進(jìn)時(shí)塌方。
三、施工工藝流程：
測(cè)量定位放線井點(diǎn)降水工作坑制作安裝背鐵導(dǎo)軌制安安裝千斤頂下管安裝管口橫鐵掏土頂進(jìn)千斤頂行程滿后回縮，墊頂鐵繼續(xù)頂進(jìn)重復(fù)千斤頂回縮、墊頂鐵、頂進(jìn)夠一節(jié)管長(zhǎng)時(shí)將所墊頂鐵取出下、安裝一節(jié)管下一循環(huán)重復(fù)注漿
1、井點(diǎn)降水：由于地下水豐富，首先在工作坑和接收坑附近各打井4眼，每井35米深，井徑400mm,用1.8KW潛水泵進(jìn)行排水。
2、工作坑制作：頂管工作坑尺寸為長(zhǎng)8m，寬6m，深5.5m，接收坑尺寸為大開(kāi)挖。工作坑基坑開(kāi)挖后進(jìn)行支護(hù)，支護(hù)方法沿基坑周圍用槽鋼20#B 200*75*9.0制作矩形框代替圈梁，框架四角用槽鋼做斜拉框外采用6米*0.3*0.05腳手板立鋪。
3、頂進(jìn)后背設(shè)置：后背設(shè)置型號(hào)工字鋼Ⅰ36b鋼板樁總長(zhǎng)8米，其中3米埋入地下，呈H型做為后背；后背前設(shè)后背立鐵，立鐵前設(shè)橫鐵，橫鐵前設(shè)千斤頂。
4、導(dǎo)軌制安：把150mm*150mm枕木預(yù)埋在底板混凝土中，枕木上安裝導(dǎo)軌，沿導(dǎo)軌長(zhǎng)每0.3m設(shè)1道；導(dǎo)軌采用輕型鋼軌（軌高110mm），輕軌焊接于枕?xiàng)l上，導(dǎo)軌總長(zhǎng)4.5m，導(dǎo)軌采用現(xiàn)場(chǎng)焊制成形，軌道間距為530mm。安裝時(shí)應(yīng)控制導(dǎo)軌的中心線和頂面高程控制，確保管道中心及高程符合設(shè)計(jì)要求；嚴(yán)格控制導(dǎo)軌與管道縱坡一致。
5、頂力的計(jì)算：
頂管的頂力按下式計(jì)算：
式中：P――計(jì)算的總頂力，kN；
γ――管道所處土層的重力密度，kN/m3 ，根據(jù)地堪報(bào)告取16.5；
D1――管道的外徑，m，取2.16；
H――管道頂部以上覆蓋土層的厚度，2.84m；
――管道所處土層的內(nèi)摩擦角，根據(jù)地堪報(bào)告取16度；
ω――管道單位長(zhǎng)度的自重，11.20kN/m；
L――管道的計(jì)算頂進(jìn)長(zhǎng)度，50m；
f――頂進(jìn)時(shí)，管道表面與其周圍土層之間的摩擦系數(shù)，其取值可按表9.1.1所列數(shù)據(jù)選用0.2；
Ps ――頂進(jìn)時(shí)頂管掘進(jìn)機(jī)的迎面阻力(其取值見(jiàn)表2)，kN。
頂進(jìn)管道與其周圍土層的摩擦系數(shù)表1
采用敞開(kāi)式頂管法施工時(shí)，頂管掘進(jìn)機(jī)的切入阻力可按下面公式計(jì)算：
這里：――切削阻力，kN；
――頂管機(jī)外徑，2.16m；
――切削工具管的壁厚，0.18m；
――單位面積土的端部阻力(見(jiàn)表9.1.2)，kN?m-2。選用1000。
不同地層的單位面積土的端部阻力表2
計(jì)算后得
P=5845.12KN
6、頂進(jìn)設(shè)備的選擇：頂進(jìn)設(shè)備要把管節(jié)頂進(jìn)土里，必須克服來(lái)自土的阻力，這就要求頂進(jìn)設(shè)備具有足夠的頂力，根據(jù)上面的計(jì)算結(jié)果采用液壓320t千斤頂2臺(tái)，行程700mm。
7、打蠟
在頂管前，先用噴燈把水泥管道進(jìn)行加溫，再把石蠟放在水泥管上邊烤邊熔化的方法進(jìn)行水泥管360度全部涂勻，需涂2-3層，厚度為3mm，在頂管時(shí)可減少阻力。
8、掏土頂進(jìn)
頂進(jìn)施工為人工掏土、勤頂、勤觀測(cè)的頂進(jìn)方法進(jìn)行施工，掏土頂進(jìn)為三班連續(xù)作業(yè)，現(xiàn)場(chǎng)用電由發(fā)電機(jī)供電。管道頂進(jìn)過(guò)程中，管前挖土是保證頂管質(zhì)量的關(guān)鍵，施工中將嚴(yán)格控制超挖，一般頂管地段絕對(duì)控制在0.15m范圍內(nèi)，但下面135º范圍內(nèi)嚴(yán)禁超挖，頂進(jìn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)管位偏差達(dá)1cm時(shí)，即行考慮校正，根據(jù)不同情況，分別采用挖土校正法、頂木校正法、頂鎬校正法進(jìn)行校正，頂管掏出土管內(nèi)運(yùn)輸采用專用小斗車運(yùn)輸。吊車提升至地面，人工倒運(yùn)。掏出的土方全部用裝載機(jī)裝車并使用6t自卸汽車15km外運(yùn)。頂進(jìn)過(guò)程中，頂進(jìn)管道內(nèi)的通風(fēng)采用鼓風(fēng)機(jī)供風(fēng)連接Ф100mm塑料管送入管內(nèi)，頂進(jìn)照明采用36V安全照明設(shè)備。
9、注漿
在管道頂進(jìn)時(shí)觀察壓力表讀數(shù)，在壓力表讀數(shù)超過(guò)80MPa時(shí)進(jìn)行注膨潤(rùn)土漿，比例為膨潤(rùn)土:火堿:水=2:0.3:3。在注漿時(shí)在頂管管材外壁形成厚度為50mm的泥漿環(huán)，注漿可減少頂管阻力。頂進(jìn)完畢后加注水泥漿。注漿的程序是：管道在頂進(jìn)結(jié)束后加注固化漿， 固化漿的主要成份是：水泥、水和粉煤灰，水灰比為1：0.6，水泥：粉煤灰=1：2。
沿管道軸線在地面上打一直徑為5cm的洞，在洞中預(yù)埋一鋼管。管道頂進(jìn)完畢后，用注漿機(jī)加注泥漿，注漿前先將管前、管尾的泥漿封閉設(shè)備安裝完畢。管前的封閉設(shè)備采用原狀土上加密封圈。管尾的封閉設(shè)備采用鋼套環(huán)加密封圈的做法進(jìn)行封堵，防止泥漿從管頭、管尾流出。注漿設(shè)備安裝完畢后，先通過(guò)注水的方式進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)，試運(yùn)轉(zhuǎn)期間觀察壓力表讀數(shù)和輸漿，管道有無(wú)漏漿現(xiàn)象。各接頭連接是否牢固。一切正常后開(kāi)始注漿。注漿時(shí)應(yīng)時(shí)刻注意壓力表的讀數(shù)，注漿表壓力可按不大于0.1MPA開(kāi)始加壓。在注漿過(guò)程中再按實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，應(yīng)把注漿壓力控制在1MPA以內(nèi)。根據(jù)注漿壓力的大小控制泥漿的用量。最終在管外壁形成厚度為50mm的水泥漿環(huán)。在注漿完畢后，先關(guān)閉注漿泵，撤出注漿管，用氯化鈣水泥封堵注漿管口，防止泥漿回流。
四、頂管施工設(shè)備
1、起重設(shè)備：25噸汽車吊（包括吊管在內(nèi)）。
2、導(dǎo)軌 現(xiàn)場(chǎng)制作
3、頂進(jìn)設(shè)備：QYS 320型液壓千斤頂2臺(tái)，頂力320噸，行程700mm；高壓油泵1臺(tái)，型號(hào) BZ 50-24頂鐵月牙形護(hù)鐵馬蹄式刃角
4、通風(fēng)設(shè)備、照明設(shè)備、抽水泵、發(fā)電機(jī)及斗車
5、注漿設(shè)備 ：注漿機(jī)、注漿攪拌機(jī)、泥漿罐各1臺(tái)
五、施工關(guān)鍵點(diǎn)
1、測(cè)量軸線及水準(zhǔn)點(diǎn)的引入：將地面的管道中心樁引入工作井的側(cè)壁上（2個(gè)點(diǎn)），作為頂管中心的測(cè)量基線，將地面上的水準(zhǔn)點(diǎn)引入工作坑底，作為頂管高程測(cè)量的臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)。在施工過(guò)程中要勤挖勤頂勤測(cè)，加強(qiáng)監(jiān)控。頂?shù)谝还?jié)管及校正頂管偏差時(shí)，應(yīng)每頂進(jìn)20~30cm對(duì)中心和高程測(cè)量一次；在正常頂進(jìn)中應(yīng)每頂進(jìn)50~100cm測(cè)量一次。當(dāng)發(fā)現(xiàn)偏差在10~20mm時(shí)，采用超挖糾偏法，即在偏向的反側(cè)適當(dāng)超挖，在偏向側(cè)不超挖，甚至留坎，形成阻力，施加頂力后使偏差回歸。當(dāng)偏差大于20mm時(shí)，使用千斤頂糾偏法，即當(dāng)超挖糾偏不起作用時(shí)，用小型千斤頂頂在管道偏向的反側(cè)內(nèi)壁上，另一端斜撐在有墊板的管前土壁上，支頂牢固后即可施加頂力。同時(shí)配合超挖糾偏法，邊頂邊支，直到使偏差回歸。
2、工作井的四周要有防雨水進(jìn)入井內(nèi)的措施，井外的臨時(shí)排水設(shè)施應(yīng)保證暢通，工作井底要安裝有效的排水設(shè)施，保證井內(nèi)的安全。
3、頂進(jìn)作業(yè)
（1）每班頂進(jìn)作業(yè)開(kāi)始之間，必須對(duì)后背基礎(chǔ)與支撐進(jìn)行仔細(xì)的檢查，發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象及時(shí)研究處理，確認(rèn)安全可靠后方可施工。
（2）下管作業(yè)時(shí)的全過(guò)程中，工作井內(nèi)嚴(yán)禁有人。井內(nèi)上下吊運(yùn)物品時(shí)，井下人員應(yīng)站在安全角落，嚴(yán)禁利用卷?yè)P(yáng)機(jī)上下運(yùn)人。
（3）高壓油泵是頂鎬的配套設(shè)備，安裝使用時(shí)，應(yīng)注意保護(hù)壓力表和油管，發(fā)現(xiàn)異常停鎬檢查，特別是壓力突然上升，將檢查排除故障后方可繼續(xù)作業(yè)。
頂鎬、頂鐵必須與管子保持平直，受力平均一致。在頂進(jìn)作業(yè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)頂鐵變形、異常、左右偏移或向上有凸出現(xiàn)象，應(yīng)立即停鎬進(jìn)行調(diào)整；搬運(yùn)頂鐵、脹圈要穩(wěn)拿輕放，不準(zhǔn)經(jīng)井內(nèi)拋擲；頂鐵之間或頂鐵與后杯、底板聯(lián)結(jié)不得有間隙。在頂進(jìn)作業(yè)過(guò)程中，對(duì)頂鐵的觀察要有專人，絲毫不得放松，嚴(yán)防崩鐵事故的發(fā)生。
（4）管前人工挖土，視土質(zhì)情況決定掏挖長(zhǎng)度。砂土不得超過(guò)20cm，土質(zhì)良好最長(zhǎng)也不得超過(guò)50cm，管前挖土一般應(yīng)在管內(nèi)作業(yè)，開(kāi)鎬時(shí)，人必須進(jìn)入管內(nèi)。管道頂進(jìn)作業(yè)嚴(yán)禁縱向超挖，作業(yè)面的照明條件應(yīng)良好。管前糾正管位偏差，發(fā)生管前超挖時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況采取有效的支護(hù)措施。
管內(nèi)運(yùn)土，采用手推車運(yùn)土，運(yùn)土要有明確有效的聯(lián)絡(luò)信號(hào)與工具，卷?yè)P(yáng)機(jī)作業(yè)時(shí)，嚴(yán)禁有人在管內(nèi)進(jìn)出，卷?yè)P(yáng)機(jī)作業(yè)要遵守有關(guān)的安全技術(shù)操作規(guī)程。
（5）頂進(jìn)中應(yīng)有防毒、防燃、防爆、防水淹的措施，頂進(jìn)長(zhǎng)度超過(guò)50cm時(shí)，應(yīng)有預(yù)防缺氧、窒息的措施。安全防護(hù)和勞動(dòng)保護(hù)用品的選用應(yīng)注意其有效性，必須用經(jīng)有關(guān)部門的批準(zhǔn)的產(chǎn)品。
參考文獻(xiàn)：
1、《頂管工程設(shè)計(jì)中頂力的計(jì)算方法》M2004甘肅科技縱橫
關(guān)鍵詞：深井沉井長(zhǎng)距離頂管 施工技術(shù)造價(jià)確定
中圖分類號(hào)：TE245文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
2011年12月10日，集團(tuán)公司組織設(shè)計(jì)、監(jiān)理和造價(jià)公司等一行15人現(xiàn)場(chǎng)考察了珠海某工地DN1600頂管穿江工程，通過(guò)施工進(jìn)展情況介紹，沉井和頂管施工技術(shù)交流，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地踏勘、拍照、詢問(wèn)和相關(guān)案例總結(jié)交流等環(huán)節(jié)全面了解了沉井頂管施工的情況。在考察學(xué)習(xí)過(guò)程中，大家還分別從設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工和造價(jià)等不同角度求證各自在專業(yè)工作中的疑惑，以彌補(bǔ)欠缺，增強(qiáng)工作自信心，同時(shí)加強(qiáng)了歸納總結(jié)，觸類旁通，在類似的復(fù)雜工程中學(xué)以致用。下面，主要從合理確定沉井頂管施工造價(jià)的角度講述本次參觀學(xué)習(xí)的詳細(xì)情況和心得體會(huì)。
一、工程概況
該工程由頂坑、DN1600頂管和接收坑三部分組成。頂坑為圓形，外徑為16.5m，壁厚為1m/1.3m，頂坑深度約30m；頂管長(zhǎng)度980m，材質(zhì)為鋼管，待頂管施工完畢后，管內(nèi)敷設(shè)DN700塑料管，作為近期污水收集管道；接收坑外徑9.6m，深度20多米。目前，頂坑已經(jīng)施工完畢，頂管施工長(zhǎng)度達(dá)200多米。
施工費(fèi)用方面，頂坑、接收坑實(shí)體工程費(fèi)用約550萬(wàn)元，沉井和刃腳處旋噴樁等施工措施費(fèi)用超過(guò)600萬(wàn)元，DN1600頂管約1萬(wàn)元/m，合計(jì)施工費(fèi)用約2500萬(wàn)元。
二、沉井頂管施工的技術(shù)要點(diǎn)和難點(diǎn)
1、本次沉井頂管施工工序?yàn)椋?/p>
測(cè)量放線圍擋挖頂管坑上部土方鋪設(shè)工作坑坑底分節(jié)制作沉井沉井下沉封底導(dǎo)軌，頂管后背安裝頂進(jìn)設(shè)備安裝下管挖土頂進(jìn)測(cè)量校對(duì)接口處理。
在上述工序中，接收坑應(yīng)在頂管過(guò)江前施工完畢，以便確定接收坑預(yù)留孔洞位置，保證頂管順利及時(shí)頂進(jìn)接收坑中。
2、頂坑和接收坑都采用沉井的方法施工，頂坑施工前先進(jìn)行了兩圈旋噴樁施工，一圈在沉井的外圈，主要起穩(wěn)固周邊土體的作用，樁底深度高于刃腳約10m，另一圈在刃腳的下方，樁底深度低于刃腳9m，樁頂高于刃腳一定高度，起到增大土體承載力的作用，防止沉井到達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高后因下部土體承載力不夠而繼續(xù)下沉。
3、沉井施工分為排水下沉（干沉）和不排水下沉（濕沉）兩種方式，由此碰到的問(wèn)題是排水后封底和水下封底兩種情況。通常排水下沉施工難度小，易于控制下沉速度、糾正水平標(biāo)高、便于封底和保證封底質(zhì)量，但是需要充分考慮排水的難度和排水降水費(fèi)用的高低。相反，不排水下沉盡管能節(jié)約降水、排水費(fèi)用，但是施工難度相對(duì)較大，不便于控制施工進(jìn)度和水平度，水下封底時(shí)難度也大，封底效果不佳。
4、頂管口徑為DN1600mm，長(zhǎng)度980m穿越江底，頂管中間不另設(shè)工作坑，如此長(zhǎng)距離大口徑的頂管顯然需要克服很多技術(shù)難題。據(jù)施工方項(xiàng)目經(jīng)理介紹，本工程最關(guān)鍵的技術(shù)問(wèn)題有兩個(gè)：一是如何保證頂管有足夠的頂力，在碰到不利地質(zhì)條件和障礙物時(shí)也能順利前進(jìn)，不至于因頂力不足而前功盡棄，損失慘重。另外就是如何保證頂管到達(dá)接收坑時(shí)偏差可控，并順利進(jìn)入接收坑中。針對(duì)上述難點(diǎn)，施工方有針對(duì)性的采取了相應(yīng)措施，如間隔200m設(shè)置中繼間，確保阻力增大時(shí)管道仍有足夠頂力前進(jìn)。另外，在頂進(jìn)過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、糾偏，將誤差控制在±20cm以內(nèi)，保證在管道過(guò)江后順利進(jìn)入預(yù)留DN2000孔洞的接收井內(nèi)。
5、關(guān)于中繼間的安拆。中繼間是長(zhǎng)距離頂管施工的關(guān)鍵設(shè)置，起分段克服摩阻力的作用，中繼間的選用型式和設(shè)置數(shù)目直接影響著頂管的施工質(zhì)量和頂進(jìn)速度，關(guān)系長(zhǎng)距離頂管的成敗和整個(gè)投資。施工單位本次頂管預(yù)計(jì)設(shè)置4-5個(gè)中繼間，間距約200m，每個(gè)DN1600mm中繼間安拆及使用費(fèi)約2.5-2.8萬(wàn)元。
6、鋼管防腐要求。本次頂管的外防腐還是采用常規(guī)的環(huán)氧煤瀝青和玻璃纖維布，做法同常規(guī)敷設(shè)的鋼管，內(nèi)防腐沒(méi)有用水泥砂漿內(nèi)涂，而是刷的防腐漆。施工方項(xiàng)目經(jīng)理介紹，鋼管每節(jié)2m，現(xiàn)場(chǎng)焊接成8m/段吊入沉井內(nèi)頂進(jìn)，管道的中間段在頂進(jìn)時(shí)防腐層摩擦損壞的程度不大，薄弱環(huán)節(jié)在沉井內(nèi)管道相連的焊接部分。
7、我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)還關(guān)注到沉井腳手架搭設(shè)，池壁對(duì)拉止水螺栓設(shè)置，預(yù)留孔封堵板，頂管后座設(shè)置，沉井內(nèi)頂管軌道，臨時(shí)用電、通風(fēng)、供水、排泥設(shè)施，泥漿池設(shè)置，預(yù)制沉井蓋梁，履帶式起重機(jī)械等。
三、本實(shí)例值得類似水廠取水泵房和引水管道工程借鑒之處
在實(shí)地踏勘現(xiàn)場(chǎng)，充分熟悉施工過(guò)程之后，我們以類似水廠取水泵房及原水引水管道設(shè)計(jì)施工為案例，進(jìn)行了詳細(xì)和深入的交流。討論的具體問(wèn)題有：
1、緊鄰長(zhǎng)江邊的取水泵房是采用干沉還是濕沉？
2、是否需要考慮排樁支護(hù)和刃腳下土體加固？采用何種樁型？
3、是否需要降水和設(shè)置止水帷幕？
4、DN1200引水鋼管能否采用頂管方式施工？
5、取水泵房能否作為原水管道的頂坑？
6、頂管伸入江心處覆土深度有何要求？
7、頂管工具頭能否從江底取出，如何取出？
8、取水頭部水下施工技術(shù)要點(diǎn)和施工機(jī)械？
施工方對(duì)上述問(wèn)題一一發(fā)表了自己的看法，并結(jié)合實(shí)例論證了方案的可實(shí)施性。而這些問(wèn)題不僅是設(shè)計(jì)和施工中需要充分考慮的，更重要的是能有效指導(dǎo)如何合理確定相應(yīng)的施工費(fèi)用。
四、沉井頂管施工中合理確定造價(jià)應(yīng)考慮的主要問(wèn)題
通過(guò)本次深入全面的實(shí)地考察，并結(jié)合以前做過(guò)和接觸過(guò)的類似工程，現(xiàn)將沉井頂管施工中合理確定造價(jià)的要點(diǎn)、難點(diǎn)總結(jié)如下：
1、熟悉沉井的適用條件，判斷何時(shí)采用沉井施工估算指標(biāo)進(jìn)行前期估算工作。沉井施工的適用條件為：（1）上部荷載較大，而表層地基土的承載力不足，擴(kuò)大基礎(chǔ)開(kāi)挖工作量大以及支撐困難，但在一定深度下有好的持力層，采用沉井基礎(chǔ)與其它深基礎(chǔ)相比較，經(jīng)濟(jì)上較為合理時(shí)；（2）在山區(qū)河流中，土質(zhì)雖好，但沖刷大或河中有較大卵石不便樁基礎(chǔ)施工時(shí)；（3）巖層表面較平坦且覆蓋層薄，但河水較深；采用擴(kuò)大基礎(chǔ)施工圍堰制作有困難時(shí)。
2、確定沉井的下沉方式。沉井施工分排水下沉和不排水下沉兩種，一般根據(jù)場(chǎng)地的現(xiàn)場(chǎng)條件，地質(zhì)水文情況結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工條件確定。排水下沉需要在沉井四周布置井點(diǎn)降水和排水明溝，通過(guò)降水排水將地下水降低到沉井底板以下，這樣不僅易于沉井施工，還可以做底板墊層，并進(jìn)行干封底。不排水下沉是采用水力機(jī)械沖土下沉，達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后進(jìn)行水下澆筑混凝土封底。
3、分析沉井施工相關(guān)的技術(shù)措施費(fèi)。沉井排水下沉?xí)r，需考慮井點(diǎn)降水、抽排水費(fèi)，土方開(kāi)挖的垂直運(yùn)輸費(fèi)等；沉井不排水下沉?xí)r，需考慮泥漿池建造和污泥處置費(fèi)，水下澆筑混凝土增加費(fèi)等。
另外，沉井施工相關(guān)的措施還有壓重助沉措施，垂直運(yùn)輸機(jī)械場(chǎng)外運(yùn)輸、安拆及使用費(fèi)，沉井樁支護(hù)和刃腳下土體加固費(fèi)等。
4、掌握頂管的適用條件，區(qū)分頂管與非開(kāi)挖牽管施工的不同之處，并根據(jù)不同的施工方式，收集、整理相應(yīng)管材和管徑的造價(jià)指標(biāo)。
頂管和非開(kāi)挖牽引管施工情況對(duì)比表如下：
頂管和非開(kāi)挖牽引管施工情況對(duì)比表
施工方式 頂管 非開(kāi)挖牽引管
工作井 頂進(jìn)井、接收井 無(wú)
挖掘機(jī)械類型 手掘式、擠壓式、泥水平衡式、三段兩鉸型水力挖土式、多刀盤土壓平衡式 定向鉆機(jī)
適用條件 適用于粘土、較穩(wěn)定的砂性土層和淤泥質(zhì)土層，單次頂距長(zhǎng)，頂進(jìn)效率高、質(zhì)量好 適用于管徑不大于800mm，自重較輕，垂直標(biāo)高要求不高的管線施工中
常用管材 鋼管、混凝土管 塑料管、鋼管
常用管徑 DN800—4500 ≤DN800
單次最大施工距離 1500m 200m
5、確定頂管中繼間數(shù)目。長(zhǎng)距離頂管施工中，需考慮設(shè)置中繼間增大頂力，克服摩阻力。造價(jià)工作中，可按間距70-200m設(shè)置，間距長(zhǎng)短根據(jù)后背頂力大小、地質(zhì)條件、施工單位經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)實(shí)力、安全系數(shù)、工期要求等因素綜合考慮。
【關(guān)鍵詞】市政工程 非開(kāi)挖 定向鉆
1 引言
雨污分流就是在以前實(shí)行雨污合流的居民區(qū)，通過(guò)再造一個(gè)系統(tǒng)，使雨水和污水各走各的管道，對(duì)于城市生態(tài)環(huán)境、生活舒適度均有極大的提升，這也是城市化進(jìn)程所迫切需要的。但是雨污分流工程施工也面臨著極為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，存在管道工程在重新布設(shè)管線時(shí)，對(duì)于新建不久的市政道路路面進(jìn)行破路開(kāi)挖，影響周邊環(huán)境整潔清潔度，并造成交通擁擠，影響居民出行，易造成市民的不解、不滿等問(wèn)題。
加上各種管線在地下縱橫交錯(cuò)、層疊密布，地面建筑物也越來(lái)越多，為了解決現(xiàn)有市政設(shè)施與擬建管道工程施工矛盾，近年在國(guó)內(nèi)逐漸興起了非開(kāi)挖施工技術(shù)，非開(kāi)挖施工不但可以避免開(kāi)挖，縮短施工工期，施工安全且節(jié)約成本。筆者2010年至2012年曾參與南京市大廠市政管網(wǎng)工程的施工管理，在工程上非定向開(kāi)挖鉆拖管施工作為當(dāng)時(shí)最主要的非開(kāi)挖施工方法被廣泛的應(yīng)用，下面主要就非定向開(kāi)挖鉆拖管施工的施工方法及實(shí)際施工過(guò)程中存在的問(wèn)題作表述。
2 施工工藝
2.1施工步驟概述
施工準(zhǔn)備測(cè)量放線施工現(xiàn)場(chǎng)布置設(shè)備進(jìn)場(chǎng)設(shè)備調(diào)試試鉆鉆導(dǎo)向孔分級(jí)預(yù)擴(kuò)孔管道回拖鋪設(shè)設(shè)備撤場(chǎng)完成牽引管恢復(fù)地貌竣工驗(yàn)收。
2.2 準(zhǔn)備工作
（1）施工前先確定每一槍的入土 、出土點(diǎn)位置。
（2）根據(jù)圖紙每隔10m布設(shè)一控制點(diǎn)。便于在施工過(guò)程中方便施工人員復(fù)核埋深。
（3）施工采用的定向鉆機(jī)現(xiàn)場(chǎng)已就位，鉆桿、泥漿泵及發(fā)電設(shè)備和施工人員全部到位。
2.3 施工機(jī)械的選擇
本工程采用PE管材管徑分別為d400、d500和d630，并通過(guò)嚴(yán)格計(jì)算，確定水平定向鉆機(jī)規(guī)格尺寸。
2.4管道焊接
（1）焊接準(zhǔn)備
焊接準(zhǔn)備主要是檢查焊接機(jī)狀況是否滿足工作要求。如檢查機(jī)具各個(gè)部位的緊固件有無(wú)脫落或松動(dòng);檢查整機(jī)電器線路連接是否正確、可靠;檢查液壓箱內(nèi)液壓油是否充足;確認(rèn)電源與機(jī)具輸入要求相匹配;加熱板是否符合要求;銑刀和油泵開(kāi)關(guān)等的試運(yùn)行等。
（2）焊接
焊接應(yīng)按照焊接工藝卡各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行操作。必要時(shí)，應(yīng)根據(jù)天氣，環(huán)境溫度等變化對(duì)其做適當(dāng)調(diào)整。主要步驟如下：
1）用干凈的布清除兩管端的污物。將管材置于機(jī)架卡瓦內(nèi)，使兩端伸出的長(zhǎng)度相當(dāng)（在滿足銑削和加熱的要求情況下應(yīng)盡可能短，通常為25～30mm）。若必要，管材機(jī)架以外的部分用支撐物托起，使管材軸線與機(jī)架中心線處于同一高度，然后用卡瓦緊固好。
2）置入銑刀，先打開(kāi)銑刀電源開(kāi)關(guān)，然后緩慢合攏兩管材焊接端，并加以適當(dāng)?shù)膲毫?，直到兩端均有連續(xù)的切屑出現(xiàn)，撤掉壓力，略籌片刻，再退出活動(dòng)架，關(guān)掉銑刀電源。切屑厚度應(yīng)為0.5～1.0mm，通過(guò)調(diào)節(jié)銑刀片的高度可調(diào)節(jié)切屑厚度。
3）取出銑刀，合攏兩管端，檢查兩端對(duì)齊情況。管材兩端的錯(cuò)位量不應(yīng)超過(guò)管壁厚的10%或1mm中的較大值，通過(guò)調(diào)整管材直線度和松緊卡瓦可在一定程度上進(jìn)行矯正;合攏時(shí)管材兩端面間沒(méi)有明顯縫隙，縫隙寬度最大不能超過(guò)：0.5mm（225mm400mm）。如不滿足上述要求，應(yīng)再次銑削，直到滿足上述要求。
4）測(cè)量拖拉力，這個(gè)壓力應(yīng)疊加到工藝參數(shù)壓力上，得到實(shí)際使用壓力。并檢查加熱板溫度是否達(dá)到設(shè)定值。
（3）熱熔焊接工藝曲線與焊接工藝參數(shù)
與焊接直接有關(guān)的參數(shù)，有三個(gè)：溫度、壓力、時(shí)間。焊接工藝曲線圖實(shí)際上是焊接過(guò)程壓力、時(shí)間關(guān)系圖。具體因篇幅所限，在此不做過(guò)多描述。
2.5 定向鉆施工
（1）首先對(duì)施工入出土點(diǎn)進(jìn)行開(kāi)挖 ，工作井的長(zhǎng)度、寬度及深度根據(jù)所選機(jī)型及出入土點(diǎn)的造斜角度確定。鉆機(jī)就位準(zhǔn)備工作完畢開(kāi)始導(dǎo)向。
（2）導(dǎo)向孔根據(jù)設(shè)計(jì)曲線鉆進(jìn)。施工過(guò)程中，謹(jǐn)慎處理控向數(shù)據(jù)，并適當(dāng)控制鉆進(jìn)速度，保證導(dǎo)向孔光滑。
穿越施工鉆導(dǎo)向孔是關(guān)鍵工序。首先確定管材穿越的位置及線路 ，設(shè)立多個(gè)控制點(diǎn)進(jìn)行導(dǎo)向，把探棒裝入鉆桿前的導(dǎo)向頭內(nèi)，通過(guò)探棒發(fā)射信號(hào)數(shù)據(jù)到地面的接收器 ，由地面接收器發(fā)射到鉆機(jī)的顯示屏。司鉆手根據(jù)顯示屏上顯示的數(shù)據(jù)進(jìn)行鉆進(jìn)，導(dǎo)向手根據(jù)接收器顯示的數(shù)據(jù)通過(guò)對(duì)講機(jī)指揮司鉆手按確定的坐標(biāo)及線路隨時(shí)調(diào)整鉆頭角度進(jìn)行鉆進(jìn)，導(dǎo)向鉆進(jìn)鉆桿起始傾斜角度控制在7°～9°之間 ，保證鉆進(jìn)軸線方向符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求。導(dǎo)向鉆進(jìn)過(guò)程中隨時(shí)查看鉆孔返回泥漿情況 ，根據(jù)返漿判斷地層
含沙等情況，保證鉆進(jìn)的正常施工。直到出土為止導(dǎo)向完成 ，此時(shí)導(dǎo)向孔直徑約為鉆桿直徑 +Φ100mm。
2.6 擴(kuò)孔
按照常規(guī)施工工藝，導(dǎo)向孔鉆成后，卸掉鉆頭及控向系統(tǒng)，要安裝擴(kuò)孔器進(jìn)行預(yù)擴(kuò)孔，擴(kuò)孔，在本工程中將采用帶長(zhǎng)槽回?cái)U(kuò)頭它適用于普遍的工程條件，在中密度粘土、礫泥粘土和含巖土壤（礫石、鵝卵石等）中施工，兼有飛旋刀式切割器和錐形擠擴(kuò)器的復(fù)合功能，具有很高的施工效率。
在擴(kuò)孔的時(shí)候，根據(jù)擴(kuò)孔孔徑大小情況，必要時(shí)，要使用中心定位扶正器扶正鉆桿。防止鉆桿因自重發(fā)生下沉，擴(kuò)孔時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制回?cái)U(kuò)速度，擴(kuò)孔速度應(yīng)控制在800mm/min以內(nèi)。
最終擴(kuò)孔直徑保證≥1.3倍的鋪管直徑。擴(kuò)孔過(guò)程中如果發(fā)現(xiàn)扭矩、拉力較大，則需要重復(fù)進(jìn)行清洗。拖管時(shí)采用？400鉆頭連接待鋪管線、分動(dòng)器及相關(guān)鉆具進(jìn)行管線回拖。
2.7 回拖
回拖前為了減小管道回拖時(shí)的摩擦力，保證管道順利回拖和保護(hù)管道防腐層，在回拖過(guò)程中，盡可能使管道在孔洞內(nèi)保持懸浮狀態(tài)，只要管道在孔洞內(nèi)完全處于懸浮狀態(tài)，管道回拖過(guò)中的回拖阻力將降低到最低，這樣可以保證管道的順利回拖。管道回拖時(shí)，管段與鉆具連接應(yīng)符合下列要求：
1）檢查擴(kuò)孔器內(nèi)通道及各泥漿噴嘴是否暢通，確認(rèn)合格后才能連接;
2）連接順序：鉆桿+擴(kuò)孔器+旋轉(zhuǎn)接頭+U型環(huán)+管道。
管道回拖施工應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，除發(fā)生不可抗拒的原因外，嚴(yán)禁在施工中無(wú)故停拖。在拖管施工時(shí)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)配備吊車進(jìn)行施工配合 ，將管道吊起順入孔內(nèi) ，待管材順利進(jìn)入洞中厚 ，方可進(jìn)行鉆機(jī)自行拖拉 。
拖管時(shí)，管道下面每 10m 長(zhǎng)左右均勻布設(shè)特制滑輪 ，做為管道拖動(dòng)時(shí)的軸承作用 ，以減少磨阻。
2.8 管壁及造斜段注漿
由于施工擴(kuò)孔直徑大于設(shè)計(jì)管道直徑，且造斜段內(nèi)無(wú)管道為一空洞在管拖管完，在管道外壁壓注水泥漿，使水泥漿與拖管過(guò)程中的泥漿充分結(jié)合，加固土體硬度。造斜段澆筑C15砼并用振動(dòng)棒振搗密實(shí)。
至此，整個(gè)拖管程序完畢。
【關(guān)鍵詞】：頂管施工技術(shù)；市政工程；頂進(jìn)管
中圖分類號(hào)： TU99 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
引言
頂管施工技術(shù)的最主要特點(diǎn)就是不需要開(kāi)挖地面，這項(xiàng)技術(shù)在國(guó)外的應(yīng)用比較廣泛，相對(duì)而言，國(guó)內(nèi)對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用比較少。在市政建設(shè)中這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)該逐漸普及，就單從不需要破開(kāi)地面這一點(diǎn)，就可以看出這項(xiàng)技術(shù)值得推廣。因?yàn)椴黄崎_(kāi)地面就能減少施工對(duì)人們的生活、出行帶來(lái)的影響
一、頂管施工技術(shù)的特點(diǎn)
頂管施工技術(shù)是一種管道施工技術(shù)，他最顯著的特點(diǎn)就是不需要破開(kāi)地面或者盡可能少的開(kāi)挖地面，尤其是在交通繁忙的路段，這種施工技術(shù)就減少對(duì)道路交通的影響。這種施工技術(shù)能不開(kāi)挖地面就可以從地下管道、房屋、道路甚至江河的底下穿過(guò)。由于頂管施工技術(shù)的特點(diǎn)，所以它在管道鋪設(shè)當(dāng)中被廣泛使用，用這種技術(shù)鋪設(shè)管道能克服傳統(tǒng)開(kāi)挖施工的缺點(diǎn)，不僅速度快、安全，而且污染少、鋪設(shè)的管道質(zhì)量過(guò)硬。但是這種技術(shù)難度比較高，要收集勘探的資料比較多，所以這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)該快速發(fā)展，逐步推廣。
二、頂管施工技術(shù)的分類
頂管施工可以分為兩大類，頂管掘進(jìn)機(jī)和頂進(jìn)管前工具管。其中的工具管指的是頂進(jìn)管前端帶有刃口的鋼制管道，用這種頂進(jìn)管挖掘相對(duì)于傳統(tǒng)的手工方法而言，速度更快、更加安全，并且比人工挖掘更加準(zhǔn)確。并不是所有的頂管掘進(jìn)機(jī)都作用于頂進(jìn)管前工具管內(nèi)部，只有機(jī)械式頂進(jìn)管的頂端運(yùn)用到了掘進(jìn)機(jī)，或者部分半機(jī)械式頂進(jìn)管的頂端運(yùn)用了掘進(jìn)機(jī)，但是這種半機(jī)械式設(shè)備通常需要運(yùn)用輔助施工來(lái)完成施工作業(yè)。
三、頂管施工技術(shù)的適用范圍
近幾年，“拆遷”這個(gè)詞越來(lái)越頻繁的出現(xiàn)在人們的視野里，當(dāng)今社會(huì)為什么會(huì)有這么多拆遷呢。當(dāng)然，有一部分是房屋改造、新建工廠，但是有一部分是鋪設(shè)管道、修建地鐵。那么，如果運(yùn)用了頂管施工技術(shù)就完全沒(méi)必要進(jìn)行這一部分的拆遷。在鋪設(shè)管道、修建地鐵或者是開(kāi)挖隧道時(shí)，施工范圍內(nèi)有大量的建筑，不拆遷就不能通過(guò)傳統(tǒng)的工藝技術(shù)來(lái)開(kāi)挖，這時(shí)候就可以采用頂管施工技術(shù)進(jìn)行處理。目前，國(guó)內(nèi)的工業(yè)水平在不斷提高，新建的工廠越來(lái)越多，工業(yè)廢水也越來(lái)越多，那么需要鋪設(shè)的排污管道也越來(lái)越多，通過(guò)這些排污管道這些工業(yè)廢水將進(jìn)入污水處理廠。在鋪設(shè)這些管道的工程中，頂管施工技術(shù)發(fā)揮了巨大的作用。通過(guò)不斷地實(shí)踐總結(jié)，得出來(lái)的結(jié)果表明，頂管施工技術(shù)在鋪設(shè)管道時(shí)主要具備幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：施工時(shí)不會(huì)造成工地地面建筑的拆遷，遇到地下管道也不必重新設(shè)計(jì)，減小了設(shè)計(jì)者的工作量；施工不需要破開(kāi)地面，地表占用面積小，對(duì)道路交通和人們的生活影響?。皇┕な峭ㄟ^(guò)機(jī)械，可以節(jié)省人力物力還可以提高效率；有人擔(dān)心地下挖隧道地面會(huì)下沉，關(guān)于這一點(diǎn)頂管施工技術(shù)可以完美解決，這項(xiàng)施工技術(shù)對(duì)周圍的建筑和環(huán)境不會(huì)產(chǎn)生影響；在人們的印象中工地是很嘈雜的，噪音很大，但這項(xiàng)技術(shù)產(chǎn)生的噪音小，并且是在地底工作，所以噪音能得到很好的控制，不會(huì)出現(xiàn)干擾人們正常生活的情況。
四、頂管施工技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的要點(diǎn)
首先，在進(jìn)行頂管施工前需要對(duì)施工場(chǎng)地的勘察，并且對(duì)頂管施工工程進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，一個(gè)好的的設(shè)計(jì)能為前期工作打下牢固的基礎(chǔ)，能夠提高工程進(jìn)度。首先要確定的是工作井尺寸,工作井應(yīng)有足夠的空間和工作面，保證下管、安裝頂進(jìn)設(shè)備和操作間距，井底長(zhǎng)、寬尺寸可按如下公式計(jì)算：
井底長(zhǎng)度：L=L1+L2+L3+L4+L5。
式中：L―工作井底長(zhǎng)；
L1―管子頂進(jìn)管尾端留置長(zhǎng)度，混凝土管一般留0.3m；
L2―每節(jié)管長(zhǎng)度；
L3―出土工作間隙，一般為1.0 m~1.5 m；
L4――千斤頂長(zhǎng)度；
L5―靠背厚度。
坑底寬度：W=D+(2.4~3.2)，
式中：W―工作坑底寬度；
D―頂進(jìn)管子外徑。
在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意各個(gè)施工設(shè)備的聯(lián)系和互相配合。各種數(shù)據(jù)的計(jì)算必須精準(zhǔn)。頂進(jìn)力主要為土體對(duì)頂管的阻力和頂管自重產(chǎn)生的阻力之和。計(jì)算采用以下公式:
頂進(jìn)力：F=(π×Bc×q+W)×μ1×Ld。
式中：F為頂進(jìn)力,kN；
Bc為頂進(jìn)管外徑,m；
q為頂進(jìn)管管頂上方土的垂直載荷,kPa；
W為每米頂進(jìn)管的重力,kN/m；
φ―管道處土層內(nèi)摩擦角；
μ1為頂進(jìn)管與土之間的摩擦系數(shù)，μ1=tanφ/2；
Ld為頂進(jìn)長(zhǎng)度。
根據(jù)以上公式，在實(shí)際施工中可以給頂管的排水管外壁與泥土之間形成一個(gè)泥漿套，這樣可以減少頂管的阻力，泥漿一般可以減少頂力30%～50%。并且泥漿是濕的可以減少工作中的粉塵，所以要不斷地對(duì)頂管外壁進(jìn)行泥漿補(bǔ)充。施工應(yīng)嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)的要求，并要實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)，保證施工的精準(zhǔn)。正常頂進(jìn)施工。頂進(jìn)管道前，進(jìn)行全部設(shè)備檢查與試運(yùn)轉(zhuǎn)。護(hù)壁上的管孔鑿好后將工具管立即頂人土層。每頂進(jìn)30cm，測(cè)量不少于一次，管道進(jìn)入土層正常頂進(jìn)時(shí)，每頂進(jìn)100cm，測(cè)量不少于一次。工具管開(kāi)始頂進(jìn)5～10m的范圍內(nèi)，允許偏差為：軸線3mm，高程0～+3mm。否則要采取措施糾偏。為了保證施工井的安全，在出口應(yīng)做好預(yù)防工作，防止地下水和泥沙等流進(jìn)施工井。在大型建筑和繁華路段下施工時(shí)，應(yīng)對(duì)地面情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，防止地面沉降等事故的發(fā)生。在施工過(guò)程中應(yīng)遵守操作規(guī)范，這樣才能保證工程安全有效的進(jìn)行，才能減小誤差。
五、頂管施工技術(shù)在實(shí)際運(yùn)用中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方法
在我國(guó)城市管道鋪設(shè)中頂管施工技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，國(guó)家也制定出了一些相關(guān)的管理規(guī)范，有效的解決了頂管施工中出現(xiàn)的不按標(biāo)準(zhǔn)操作、不按要求施工等問(wèn)題。在實(shí)際頂管施工中，頂管在掘進(jìn)過(guò)程中，可能施工中設(shè)計(jì)的參數(shù)不準(zhǔn)確、施工測(cè)量不及時(shí)，致使整個(gè)頂管受力不均，出現(xiàn)頂管折斷或者破損。所以在施工前應(yīng)該對(duì)地形、地質(zhì)全面的勘探，并計(jì)算出在實(shí)際施工過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)的受力情況。對(duì)施工中需要運(yùn)用的其他施工材料進(jìn)行檢查，并進(jìn)行科學(xué)配比，保證這些材料符合頂管施工的需要，從而保證整個(gè)工程的順利進(jìn)行。為了避免因操作不當(dāng)?shù)纫幌盗腥藶橐蛩卦斐傻膿p失，必須要建立科學(xué)完整的頂管施工規(guī)范。在頂管施工中最常見(jiàn)的是混凝土，混凝土不符合施工要求會(huì)使施工質(zhì)量出現(xiàn)巨大問(wèn)題，存在安全隱患。所以在實(shí)際施工中，必須嚴(yán)格控制混凝土的質(zhì)量，確?；炷敛怀霈F(xiàn)空洞、不嚴(yán)實(shí)等問(wèn)題。另外，在施工過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)設(shè)備和技術(shù)落后、施工人員素質(zhì)不高、對(duì)操作工序理解錯(cuò)誤和沒(méi)有制訂系統(tǒng)的施工方案等問(wèn)題，面對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題不能很好的解決，這樣會(huì)給正常的施工帶來(lái)安全隱患，所以必須對(duì)技術(shù)人員的專業(yè)技能進(jìn)行強(qiáng)化，加強(qiáng)操作人員的責(zé)任心，提高技術(shù)人員的綜合能力，從而保證頂管施工工程安全有序進(jìn)行。
六、總結(jié)
在市政工程中，頂管技術(shù)在地下的管道工程和繁華路段的道路的改造和建設(shè)等工程中起著至關(guān)重要的作用。它從根本上解決了市政工程施工造成的路面破損的問(wèn)題，保護(hù)了城市的環(huán)境，保證了道路的暢通。相對(duì)于傳統(tǒng)的老方法而言，滿足了城市發(fā)展對(duì)給市政工程的要求，從社會(huì)效益上說(shuō)，因?yàn)樗粫?huì)對(duì)人們的生活產(chǎn)生影響；從經(jīng)濟(jì)效益上說(shuō)，因?yàn)樗芄?jié)省大量的人力物力，能提高工作效率。市政設(shè)施正在不斷的完善，地下各種管道的建設(shè)將會(huì)增加，頂管技術(shù)的發(fā)展空間也越來(lái)越大。在實(shí)際施工中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、逐步探索，能保證頂管技術(shù)更快地發(fā)展，可以將一些先進(jìn)的技術(shù)運(yùn)用到實(shí)際的施工當(dāng)中去，不斷的發(fā)展頂管施工技術(shù)可以不斷的推進(jìn)市政工程的建設(shè)，能推動(dòng)城市的發(fā)展。就現(xiàn)階段而言，頂管施工技術(shù)還僅僅是運(yùn)用到了鋪設(shè)管道、開(kāi)挖隧道等工程中，可以對(duì)現(xiàn)階段的施工總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，等到技術(shù)成熟了后逐步向其他工程推廣。我們應(yīng)緊跟時(shí)代的腳步，不斷地提高頂管施工的知識(shí)，進(jìn)一步完善頂管施工技術(shù)。
參考文獻(xiàn)：
［1］王飛．淺談頂管法的應(yīng)用與技術(shù)措施[J]．科技信息(科學(xué)教研)，20O8
Abstract： In the gas pipeline laying process of Beijing which is a mature metropolis， due to various unforeseen factors， such as the complexity of other underground pipelines， the open construction can not be specified during construction. Therefore， in the laying process of city gas pipeline， trenchless technology is widely used to the actual construction of project. Based on the status of gas pipeline in Beijing， this paper summed up the pros and cons of pipe jacking， pipe ramming and directional drilling trombone， and analyzed the selection cases in actual project， in order to select the most suitable trenchless technology construction program.
關(guān)鍵詞： 非開(kāi)挖技術(shù)；頂管；夯管；定向鉆拉管
Key words： trenchless technology；top tube；pipe ramming；directional drilling trombone
中圖分類號(hào)：TU996.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2014）08-0130-03
1 非開(kāi)挖技術(shù)簡(jiǎn)介
非開(kāi)挖施工，在實(shí)際施工中一般泛指，由于受到地形、地質(zhì)及其他因素制約，無(wú)法進(jìn)行明開(kāi)槽施工的條件下，進(jìn)行的在基本不破壞原有地表特征，而在地表相應(yīng)深度以下進(jìn)行的施工。非開(kāi)挖施工技術(shù)是指利用各種巖土鉆掘的設(shè)備和技術(shù)手段，在地表不開(kāi)挖溝槽的條件下，鋪設(shè)、更換各種地下管線的施工技術(shù)，國(guó)外叫做Trenchless technology 或 No-Dig。
1.1 非開(kāi)挖技術(shù)的分類 非開(kāi)挖技術(shù)包括管線的鋪設(shè)、修復(fù)、更換和探查四個(gè)領(lǐng)域（圖1）。
1.2 非開(kāi)挖技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) 與傳統(tǒng)的挖槽鋪管的施工方法相比，非開(kāi)挖施工具有以下主要優(yōu)點(diǎn)：
①非開(kāi)挖施工不阻斷交通，不破壞道路和植被，無(wú)污染，無(wú)噪音，因而可以避免造成擾民問(wèn)題、交通干擾問(wèn)題，以及對(duì)環(huán)境建筑基礎(chǔ)的破壞影響。②在開(kāi)挖施工難以進(jìn)行或根本不允許進(jìn)行的情況下，采用非開(kāi)挖技術(shù)可使管線施工成為可能，并且可將管線設(shè)計(jì)在施工工程量最經(jīng)濟(jì)合理的地點(diǎn)穿過(guò)。③減少了開(kāi)挖施工的地下作業(yè)工程量，減小了在高地下水環(huán)境下作業(yè)的施工難度，增大了安全保證系數(shù)；加快了施工進(jìn)度，縮短了施工工期；作業(yè)面小，可控制鋪管方向，施工精度高，綜合施工成本低。④成本低，應(yīng)用廣泛，有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，特別是當(dāng)埋深和管徑越大時(shí)，其效益更加明顯。
1.3 非開(kāi)挖技術(shù)的常見(jiàn)施工技術(shù)介紹
1.3.1 頂管施工技術(shù)介紹 頂管施工方法是目前在市政施工過(guò)程中最常見(jiàn)、應(yīng)用范圍最廣的一種非開(kāi)挖施工技術(shù)。與其他非開(kāi)挖技術(shù)相比較，頂管施工技術(shù)提出及投入使用時(shí)間較長(zhǎng)，技術(shù)相對(duì)成熟，適用范圍較廣，操作穩(wěn)定性較強(qiáng)，技術(shù)較易掌握，因此在城市燃?xì)夤芫W(wǎng)敷設(shè)施工過(guò)程中，需進(jìn)行非開(kāi)挖施工時(shí)，多選用頂管施工技術(shù)。
頂管施工其實(shí)質(zhì)是頂“套管”施工，在完成套管的頂進(jìn)施工后，正式燃?xì)夤艿涝谔坠苤蟹笤O(shè)。套管材質(zhì)多為鋼筋混凝土管，也可為鋼管。燃?xì)夤艿涝谔坠苤蟹笤O(shè)時(shí)需采用方法固定，施工完成后，套管內(nèi)可填充中粗沙，避免形成爆炸空間，套管兩端用磚砌體封閉，避免進(jìn)水加大燃?xì)夤艿赖母g。重要地段（例如過(guò)河、過(guò)鐵路）需在套管兩端安裝檢漏管，檢查監(jiān)測(cè)套管內(nèi)是否存在燃?xì)狻?/p>
1.3.2 夯管施工技術(shù)介紹 夯管施工技術(shù)在近十年來(lái)被大量應(yīng)用于燃?xì)夤芫€工程施工，夯管施工頂進(jìn)的仍為套管，其材質(zhì)為鋼管。多數(shù)用于穿越城市主干道，大型路口的非開(kāi)挖施工。夯管施工技術(shù)與頂管施工技術(shù)原理基本相同，其最大區(qū)別點(diǎn)在于頂進(jìn)機(jī)械的設(shè)置安裝。頂管施工采用千斤頂作為頂進(jìn)設(shè)備，千斤頂必須在頂管工作坑內(nèi)依靠后背作為頂進(jìn)時(shí)的支撐，后背承受頂進(jìn)過(guò)程中的全部阻力；而夯管施工采用液壓夯管錘或氣動(dòng)夯管錘作為頂進(jìn)設(shè)備，不用依靠后背進(jìn)行頂進(jìn)。因?yàn)楹还苁┕さ倪@一特點(diǎn)，其施工效率要高于頂管施工技術(shù)，同時(shí)由于頂進(jìn)機(jī)械的革新，選用的材料，夯管施工的成本比頂管施工有所降低。因此，更高的施工效率，更低的工程成本，成為夯管施工技術(shù)明顯優(yōu)于頂管施工技術(shù)的兩大優(yōu)勢(shì)。
1.3.3 定向鉆施工技術(shù)介紹 定向鉆施工技術(shù)在施工效率、施工成本上具有頂管和夯管施工技術(shù)所無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，而這種優(yōu)勢(shì)的形成，是源于定向鉆施工技術(shù)的自身特點(diǎn)。①定向鉆施工技術(shù)直接針對(duì)燃?xì)夤芫€本身，而并非像頂管、夯管施工技術(shù)一樣是針對(duì)套管的施工方法。這一本質(zhì)區(qū)別使定向鉆施工避免了增加大量主材費(fèi)、人工費(fèi)，大幅度的降低了施工成本，同時(shí)由于不必進(jìn)行套管施工，整體施工時(shí)間大幅度降低是必然的結(jié)果。②定向鉆施工技術(shù)管道在鉆進(jìn)敷設(shè)過(guò)程中呈彈性曲線敷設(shè)，而非頂管、夯管施工技術(shù)的水平頂進(jìn)敷設(shè)。③定向鉆施工技術(shù)要求管材防腐采用三層PE防腐技術(shù)，同時(shí)由于主管道不必從套管中穿越障礙，燃?xì)夤芫W(wǎng)的電保護(hù)方案不必考慮局部增加帶狀犧牲陽(yáng)極，即節(jié)省了投資，又縮短了施工周期。
2 頂管技術(shù)的施工方法
2.1 頂管施工技術(shù)的分類 頂管施工技術(shù)按照具體頂管施工方法可大致分為三大類：①人工掘進(jìn)頂管施工法：最基本的頂管施工方法，在頂進(jìn)過(guò)程中，由人工在套管前方掘土、出土。施工進(jìn)度較慢，但施工成本較低，較適用于短距離頂管施工工程，而在長(zhǎng)距離頂管施工中，由于人工費(fèi)用的增加，會(huì)造成工程成本的的整體上浮。②機(jī)械掘進(jìn)頂管施工法：在被頂進(jìn)的管道前端安裝機(jī)械鉆進(jìn)掘土設(shè)備，配置皮帶運(yùn)土機(jī)械代替人工挖運(yùn)土的頂管方法。施工效率較高，但由于設(shè)備投資較大成本偏高，不適用于短距離頂管施工工程，同時(shí)受地質(zhì)條件限制，無(wú)法應(yīng)用于含水土層和巖石地層。③水力掘進(jìn)頂管施工法：利用水力掘進(jìn)工具管進(jìn)行掘土，施工效率較高，但設(shè)備投資較大，對(duì)水源及泄泥場(chǎng)所有很高要求。如在短距離頂管工程中應(yīng)用，會(huì)造成施工成本大幅度增加。通過(guò)綜合考慮這三種頂管施工方法各自的優(yōu)劣、成本，以及燃?xì)夤芫W(wǎng)敷設(shè)施工中使用非開(kāi)挖施工技術(shù)的目的、施工成本，人工掘進(jìn)頂管施工法成為燃?xì)夤芫€首選的，也是最常用的頂管施工方法（后文頂管施工法均指人工掘進(jìn)頂管施工法）。
2.2 頂管施工的幾個(gè)條件 在燃?xì)夤芫€頂管施工過(guò)程中，必需滿足以下幾方面條件，才能確定順利完成頂管施工。①施工現(xiàn)場(chǎng)的詳細(xì)地勘資料，水文資料，是制定頂管施工方案的基礎(chǔ)資料。缺失相關(guān)資料，則方案的制定將無(wú)從談起。同時(shí)，掌握第一手地勘情況，也是采用其他非開(kāi)挖施工技術(shù)制定施工方案的先決條件。②掌握詳實(shí)的施工現(xiàn)場(chǎng)地下管線資料，是制定頂管施工方案及其他非開(kāi)挖施工方案的基本要求。③施工現(xiàn)場(chǎng)有足夠的位置布置頂管工作坑和接受坑，是可以進(jìn)行頂管施工的必要條件。頂管工作坑的長(zhǎng)寬尺寸必需滿足如下要求：
寬度：B=DW+2b+2c（1）
長(zhǎng)度：L=l1+l2+l3+l4+l5（2）
式中DW——套管外徑（m）；
b——套管兩側(cè)操作寬度，一般為0.8～1.6m；
c——撐板厚度，一般為0.2m；
l1——管子頂進(jìn)后，尾端留在導(dǎo)軌上的最小長(zhǎng)度，鋼筋混凝土管一般為0.3～0.5m，鋼管一般為0.6～0.8m ；
l2——每根管長(zhǎng)度（m）；
l3——出土工作面長(zhǎng)度，一般為1.0～1.8m；
l4——千斤頂組裝總長(zhǎng)度；
l5——千斤頂后座及后座墻的總厚度 （m）。
④各項(xiàng)施工數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確計(jì)算，尤其是千斤頂頂力計(jì)算，是頂管方案切實(shí)可行的保障。千斤頂頂力一般按下列公式計(jì)算：P=K[Lf（2PV+2PH+P0）+RA （3）
PV=gρhDW （4）
PH=gρ（h+DW/2）*tg2（45°-？準(zhǔn)/2） （5）
式中P——最大頂力（N）；
K——安全系數(shù)，一般可取1.2；
L——管子頂進(jìn)的總長(zhǎng)度（m）；
f——管壁與土壤的摩擦系數(shù)，土壤含水量越小，取值越大；
PV——頂進(jìn)管子上方的垂直土壓力（N/m）；
PH——管子側(cè)面的水平土壓力（N/m）；
ρ——土壤密度 （kg/m3）；
h——管頂以上的土柱高度（m）；
DW——管子外徑（m）；
？準(zhǔn)——土壤的內(nèi)摩擦角（°）；
P0——管子的重力（N/m）；
R——管前刃腳的阻力（N/m2），一般R=5×105N/m2；
A——刃腳正面積（m2）。
⑤頂管過(guò)程中，高程、角度的嚴(yán)密監(jiān)測(cè)，隨時(shí)校核調(diào)整，是保證頂管工程順利進(jìn)行的必要手段，是防治發(fā)生偏頂，造成工程失敗的有效措施。
⑥頂管工作坑、接受坑屬于深基坑施工，采用適當(dāng)放坡、錨噴護(hù)壁、鋼框架支護(hù)等施工技術(shù)措施處理坑壁及坑底，是確保施工安全，保證施工順利進(jìn)行的必要措施。
⑦頂管施工中使用觸變泥漿，既可減少頂進(jìn)阻力，加快施工進(jìn)度；又能夠?qū)λ缮⑼临|(zhì)起到加固作用，降低了發(fā)生塌方的可能性，是提高施工效率，增加經(jīng)濟(jì)效益的有效措施。
2.3 鋼筋混凝土管頂管施工特點(diǎn) 通過(guò)近幾年來(lái)實(shí)際工程中的總結(jié)，筆者認(rèn)為，頂管施工技術(shù)，根據(jù)使用管材的不同（即鋼筋混凝土管和鋼管）其頂管適用范圍是不同的。
鋼筋混凝土管頂管施工特點(diǎn)：管材規(guī)格多、管腔空間大，便于在套管內(nèi)進(jìn)行掘土施工，材質(zhì)不存在腐蝕問(wèn)題，抗壓強(qiáng)度大，不易產(chǎn)生形變。但施工速度慢，施工所需機(jī)械型號(hào)偏大，需投入一定成本。
鑒于以上特點(diǎn)，鋼筋混凝土管頂管施工適用于有足夠工期的穿越河道、鐵路路基、公路、橋涵的中長(zhǎng)距離頂管施工，以及施工現(xiàn)場(chǎng)土壤腐蝕性較高的頂管施工。
3 工程實(shí)例
在2006年5月“平房西路燃?xì)夤こ獭笔┕み^(guò)程中，由于現(xiàn)狀化糞池?zé)o法拆除，且道路工期緊迫，要求5天后具備路面鋪油條件，經(jīng)過(guò)分析計(jì)算最終決定采用鋼管頂管施工法穿越障礙。鋼套管管頂距化糞池底部混凝土基礎(chǔ)1.0米，距道路路面5.0米，頂管長(zhǎng)度12米，采用DN700厚度為12mm的鋼管作為套管，因工期要求工作坑無(wú)法采用錨噴護(hù)壁，采用工字鋼框架密板支護(hù)。從工作坑開(kāi)挖到完成燃?xì)夤芫€施工，向道路施工方移交工作面，共計(jì)用時(shí)3工作日，滿足了道路要求，充分體現(xiàn)了鋼套管頂管施工進(jìn)度快的特點(diǎn)。雖然在現(xiàn)階段燃?xì)夤芫€施工過(guò)程中大量使用了頂管技術(shù)，但需要指出的是在具備多項(xiàng)施工優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，這種施工技術(shù)的不足也是相對(duì)明顯的。
①施工進(jìn)度偏慢，不適于在工期要求較高的工程中采用。②施工過(guò)程中允許的誤差范圍小，由于在頂進(jìn)過(guò)程中可進(jìn)行的糾偏程度極小，因此在進(jìn)行地勘調(diào)查、高程、角度的監(jiān)測(cè)校核調(diào)整工作時(shí)必需十分準(zhǔn)確。極小的疏忽、誤差都有可能造成管道在頂進(jìn)過(guò)程中遇到無(wú)法通過(guò)的障礙，或引起塌方事故，致使整個(gè)工程報(bào)廢。③頂管工作坑、管道接收坑均為深基坑施工，如不能按要求做好坑壁的支護(hù)處理工作，形成安全隱患，極易導(dǎo)致基坑坍塌，造成重、特大安全事故。④燃?xì)夤艿绬喂荛L(zhǎng)度12米/根，如要整管穿入套管，則頂管工作坑的長(zhǎng)度不應(yīng)小于15米，會(huì)增加工作坑施工的難度，增大危險(xiǎn)系數(shù)，造成工程成本明顯上升。因此，在頂管施工后期的穿管施工中，往往會(huì)提前斷管，每段管道長(zhǎng)度在4～6米。這就造成燃?xì)夤艿辣旧砗附?、防腐等相?yīng)工程量成倍增加，在加大了施工量的同時(shí)，也增大管道發(fā)生滲漏的可能性。⑤頂管施工必須做好套管、主管道的防腐，電保護(hù)工作。鋼筋混凝土套管接口處必須做好防水處理，避免地下水滲入套管，腐蝕主管道。鋼套管及主管道在做好外層防腐的前提下，還要做帶狀犧牲陽(yáng)極電保護(hù)處理，防止電化學(xué)腐蝕，加大了此部分的工程成本。同時(shí)，一旦因防腐、電保護(hù)工作疏忽，造成管道腐蝕，由于頂管施工往往敷設(shè)深度較深，不宜在保證用氣的前提下進(jìn)行管道更換，可能造成管網(wǎng)停氣施工，增大管網(wǎng)運(yùn)行成本。
可見(jiàn)，頂管技術(shù)的不足之處也是相當(dāng)明顯的。尤其施工進(jìn)度偏慢，單項(xiàng)工程成本投入偏高的缺點(diǎn)，直接制約了頂管技術(shù)在燃?xì)夤こ淌┕ぶ械膽?yīng)用。同時(shí)，由于燃?xì)夤芫€施工具有施工周期短，投資相對(duì)較小的特點(diǎn)，因此，盡快出現(xiàn)能夠更加適應(yīng)燃?xì)夤芫€施工特點(diǎn)的非開(kāi)挖技術(shù)，成為燃?xì)夤芫€施工管理、技術(shù)人員迫切的要求。
4 結(jié)論
通過(guò)以上分析不難看出，在現(xiàn)階段的燃?xì)夤芫€施工中，由于地質(zhì)條件、現(xiàn)場(chǎng)情況、施工周期、工程成本等多方面因素的制約，頂管施工技術(shù)、夯管施工技術(shù)、定向鉆拉管施工技術(shù)均有所應(yīng)用。那么，在燃?xì)夤芫€的非開(kāi)挖施工過(guò)程中，如何選定最為合理的施工技術(shù)方案，個(gè)人認(rèn)為應(yīng)從以下諸方面綜合考慮：
①根據(jù)詳實(shí)可靠的地勘資料、地下管線資料，分析各種非開(kāi)挖技術(shù)在此類地質(zhì)條件下是否可行。確保施工能夠順利進(jìn)行，保證安全施工，將施工中的危險(xiǎn)系數(shù)降到最低，是選擇施工技術(shù)方案時(shí)首先要考慮的問(wèn)題。例如：現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)過(guò)差，含沙量、含水量過(guò)高，土方施工中易形成塌方，不能或不宜進(jìn)行深基坑開(kāi)挖，則在考慮施工方案時(shí)，應(yīng)首先考慮定向鉆拉管施工。②根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)條件，主要是根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)面積，交通狀況，相關(guān)部門對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)要求確定適宜的非開(kāi)挖施工技術(shù)。③對(duì)于穿越灌渠、小河道，鐵路路基的非開(kāi)挖施工，建議在現(xiàn)場(chǎng)條件允許的情況下，采用鋼筋混凝土頂管施工，避免沉降和滲水對(duì)燃?xì)夤艿雷陨硇纬晌：?。④工程的工期要求是確定非開(kāi)挖施工技術(shù)方案的重要因素。任何工程，都有明確的工期要求，無(wú)法達(dá)到工期要求，再優(yōu)秀的施工方案也是紙上談兵，不切實(shí)際，不可能被選用。工期要求越緊，越應(yīng)選擇施工效率高的施工技術(shù)方案。就三種非開(kāi)挖施工技術(shù)的施工效率相比較，定向鉆施工無(wú)疑是最快的，其次是夯管施工，再次是頂管施工。⑤在以上條件均能滿足的條件下，施工成本的高低成為確定施工方法的決定性因素。作為燃?xì)夤芫€施工企業(yè)，在正常范圍內(nèi)盡量降低施工成本，提高利潤(rùn)空間是正常的也是必須的滿足企業(yè)自身生存發(fā)展需要的合法行為。因此，在同等條件下，選擇成本最低的施工技術(shù)方案，是符合企業(yè)經(jīng)濟(jì)利益效率要求的。
綜上所述，相信通過(guò)對(duì)地形地質(zhì)條件，現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境，現(xiàn)場(chǎng)施工條件，施工工期要求，施工成本控制等多方面因素的綜合考慮，在燃?xì)夤芫€的非開(kāi)挖施工過(guò)程中，我們能夠選擇出最適合的施工方法。同時(shí)，隨著各種非開(kāi)挖技術(shù)的逐漸改進(jìn)，日趨完善；隨著新型非開(kāi)挖技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，相信非開(kāi)挖施工技術(shù)會(huì)越來(lái)越多的被應(yīng)用到燃?xì)夤芫€的敷設(shè)施工中來(lái)，展現(xiàn)出它不可忽視的優(yōu)勢(shì)。
參考文獻(xiàn)：
[1]原輸配公司工程檔案.
關(guān)鍵詞：市政工程；頂管施工；技術(shù)要點(diǎn)
一、頂管施工技術(shù)分析
頂管施工技術(shù)又可以稱為非開(kāi)挖管道敷設(shè)技術(shù)，這種技術(shù)下不用開(kāi)挖地面層就能夠穿越地面的建筑物以及地下的管線，因此與開(kāi)挖敷設(shè)技術(shù)相比，更加能夠節(jié)約投資成本、施工時(shí)間也會(huì)大大減少。與此同時(shí)，這種技術(shù)產(chǎn)生的噪音也很少、能夠有效地減少粉塵，對(duì)城區(qū)的交通條件與環(huán)境污染與破壞都將降低，是一種真正的污染小、效率高的施工技術(shù)，正是頂管施工技術(shù)具有上述的優(yōu)點(diǎn)，才能在市政管線工程中得到較為廣泛的應(yīng)用。
頂管施工技術(shù)具有較大的優(yōu)越性，具體體現(xiàn)在市政工程施工環(huán)節(jié)的一些方面，下面我們將具體地分析下：首先是施工工序，我們以市政工程的給排水工程為例，這類工程中的排水管道直徑較大、管道埋藏得也比較深地下土層挖過(guò)之后，就需要盡快進(jìn)行支護(hù)處理。如果地下水位較高，那么就需要開(kāi)展降排水處理工作，這就給給排水工程的工作增加了難度與工作量。頂管施工技術(shù)則能夠較好地解決這個(gè)問(wèn)題，這些技術(shù)雖然不能夠全部取消這些施工環(huán)節(jié)，但可以根據(jù)具體的實(shí)際情況，省去一些施工程序。其次是工程進(jìn)度，頂管施工技術(shù)與傳統(tǒng)的開(kāi)挖管方法相比，能夠有效地減少施工的工序、減小開(kāi)方工程量與回填作業(yè)量，縮短工期的長(zhǎng)度，確保在規(guī)定時(shí)期內(nèi)保證質(zhì)量地完成施工任務(wù)，減少對(duì)地面交通與環(huán)境的消極影響。最后就是管道的地基施工，頂管施工技術(shù)使用的是管道與土同體交換的方式，能夠很好地減少管道的地基沉降、并降低對(duì)土層的打擾。[2]
二、市政工程頂管施工技術(shù)要點(diǎn)分析
明確了頂管施工技術(shù)之后，我們就來(lái)分析下這種技術(shù)在具體的施工中需要注意的要點(diǎn)，下面我們將具體分析下它的技術(shù)要點(diǎn)。
（一）樹(shù)立正確的認(rèn)識(shí)，清楚頂管施工的概念
實(shí)施這項(xiàng)技術(shù)之前，首先應(yīng)該明確這項(xiàng)技術(shù)，對(duì)此有一個(gè)正確的認(rèn)識(shí)，去除片面的認(rèn)識(shí)，例如很多人都認(rèn)為這種非開(kāi)挖的頂管施工技術(shù)是在地表進(jìn)行工作的，因此不需要挖溝，這是錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)，大多數(shù)管道施工都是需要進(jìn)行開(kāi)挖工作溝的，這種頂管施工技術(shù)只不過(guò)是微開(kāi)挖，而并不是不挖溝，因此在實(shí)際施工中一定要注意這一點(diǎn)。
（二）做好現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查與勘查工作，做好準(zhǔn)備工作
為了做好施工組織、設(shè)計(jì)工作，市政工程頂管設(shè)計(jì)單位的工作人員要進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地勘察與調(diào)查，從而做好施工的準(zhǔn)備工作，具體的調(diào)查與勘查工作內(nèi)容如下：1、勘察施工現(xiàn)場(chǎng)或者是周圍場(chǎng)地的地下管道網(wǎng)的情況，準(zhǔn)確對(duì)水、煤氣等管道進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的定位，分析出需要停止工作或者是需要搬走的管道，隨后及時(shí)地用記號(hào)將其清楚地標(biāo)注出來(lái)。2、調(diào)查施工現(xiàn)場(chǎng)的交通道路情況，主要是現(xiàn)場(chǎng)的路面人流、車流等情況，交通路口要設(shè)計(jì)交通指示牌，讓專人指揮道路交通，然后根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)安排施工交通路線。3、將施工現(xiàn)場(chǎng)以及附近的排水管道的情況調(diào)查清楚，設(shè)計(jì)出最佳的排污水路線，根據(jù)實(shí)際情況，合理搭建臨時(shí)排污管道，防止污水流入其他地方，造成污染。4、了解施工現(xiàn)場(chǎng)是否有建筑物或是橋梁等，減少管道施工對(duì)這些建筑物的消極影響，減少對(duì)其的破壞性。[2]
（三）頂管施工技術(shù)準(zhǔn)備工作
接下來(lái)就是頂管施工技術(shù)的準(zhǔn)備工作了，施工設(shè)計(jì)人員應(yīng)在實(shí)地調(diào)查勘探之后，分析現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)資料與施工現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)條件，確定具體的施工技術(shù)、并展開(kāi)合理的施工組織計(jì)劃，技術(shù)準(zhǔn)備工作如下：1、了解掌握施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)地貌情況，例如這個(gè)地方的含水量、巖石的性質(zhì)、透水性等。對(duì)于土層中含有的砂石或者是巖層，設(shè)計(jì)人員都要對(duì)這些砂石或者是巖層進(jìn)行分析、搞清楚這些巖石的基本情況，選擇使用符合地質(zhì)條件的地方實(shí)施頂管施工技術(shù)。2、分析施工地的地下水位情況，總結(jié)出規(guī)律，清楚地描述出水的來(lái)源、高度以及漲潮情況。3、掌握具體的施工技術(shù)的要點(diǎn)，例如水平螺旋鉆進(jìn)法，根據(jù)實(shí)際情況，選擇合適的頂管施工技術(shù)。
（四）施工路線設(shè)計(jì)工作
技術(shù)準(zhǔn)備可以為施工路線的設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)，按照設(shè)計(jì)好的平面圖，利用精密的測(cè)量?jī)x器標(biāo)注出管道的路線與具置，計(jì)算管道的長(zhǎng)度、工作井的位置、數(shù)量等。路線的設(shè)計(jì)過(guò)程中盡量地避開(kāi)那些樹(shù)木根莖等實(shí)物，避免與這些實(shí)物產(chǎn)生沖突。
（五）鉆孔工作要點(diǎn)
鉆孔關(guān)系著導(dǎo)向孔的軌跡，影響著管道施工的精密度，工作人員在平面位置要根據(jù)深度要求進(jìn)行操作、開(kāi)展定向的鉆機(jī)工作，鉆孔作業(yè)之前要嚴(yán)格檢查導(dǎo)向儀，控制鉆孔的深度與方向，確保鉆孔的精確度。
（六）擴(kuò)孔以及頂進(jìn)施工要點(diǎn)
鉆孔工作完成之后，需要開(kāi)始擴(kuò)孔工作，應(yīng)該使用鉆擴(kuò)口對(duì)導(dǎo)向孔進(jìn)行回?cái)U(kuò)工序，這個(gè)過(guò)程中要時(shí)刻保持適當(dāng)?shù)哪酀{量，擴(kuò)孔的速度也要控制好。導(dǎo)孔完成之后，進(jìn)行最后的頂進(jìn)施工工藝頂進(jìn)過(guò)程中嚴(yán)格按照要求進(jìn)行，檢查過(guò)后沒(méi)有問(wèn)題，再正式運(yùn)行管道線路。
三、結(jié)語(yǔ)
市政工程頂管施工技術(shù)在城市的建設(shè)中十分重要，能夠有效改善城市交通與環(huán)境問(wèn)題，減少環(huán)境污染與交通堵塞，給人們帶來(lái)更多便利。因此相關(guān)部門一定要重視這項(xiàng)工作的開(kāi)展，完善城市的基礎(chǔ)設(shè)施，進(jìn)一步提高頂管設(shè)計(jì)工程的施工技術(shù)，為市政建設(shè)作出貢獻(xiàn)。（作者單位：廊坊盛翔道橋工程有限公司）
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：頂管施工；技術(shù)；要點(diǎn)分析
中圖分類號(hào)：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
引言
在市政工程中，頂管技術(shù)在地下的管道工程和繁華路段的道路的建設(shè)和改造等工程中起著至關(guān)重要的作用。該技術(shù)從根本上解決了由市政工程施工造成的路面破損的問(wèn)題，保證了道路的暢通，保護(hù)了城市的環(huán)境。相對(duì)于傳統(tǒng)的老方法而言，頂管技術(shù)滿足了城市發(fā)展對(duì)給市政工程的要求，從社會(huì)效益上說(shuō)，因?yàn)樗粫?huì)對(duì)人們的生活產(chǎn)生重大影響；從經(jīng)濟(jì)效益上說(shuō)，因?yàn)樗芴岣吖ぷ餍?，?jié)省大量的人力物力。市政設(shè)施正在不斷的完善，地下各種管道的建設(shè)將會(huì)持續(xù)增加，頂管技術(shù)的發(fā)展空間也將越來(lái)越大。在實(shí)際施工中逐步探索、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，能保證頂管技術(shù)更好更快地發(fā)展，可以將一些先進(jìn)的技術(shù)運(yùn)用到實(shí)際的施工當(dāng)中去，不斷的發(fā)展頂管施工技術(shù)可以不斷的推進(jìn)市政工程的建設(shè)，進(jìn)而推動(dòng)城市的發(fā)展。就現(xiàn)階段而言，頂管施工技術(shù)還僅僅是運(yùn)用到了開(kāi)挖隧道、鋪設(shè)管道等工程中，還可以對(duì)現(xiàn)階段的施工總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，等到技術(shù)成熟后逐步向其他工程推廣。我們應(yīng)緊跟時(shí)代的步伐，不斷地豐富頂管施工的相關(guān)知識(shí)，進(jìn)一步完善頂管施工技術(shù)。
一、頂管施工的發(fā)展歷史和施工工藝
1、發(fā)展歷史。F形頂管施工技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)有30年的使用史，其中一些國(guó)家已經(jīng)應(yīng)用普遍，并且在我國(guó)的一線城市中也得到了使用和發(fā)展。在建設(shè)施工中，隨著工程的不斷完善，頂管施工在向污水和雨水分流制方面發(fā)展，造成了污水處理廠的不斷增加和擴(kuò)建，為了防止因?yàn)橥诼范鴮?duì)道路造成的破壞，以及開(kāi)挖管施工帶來(lái)的二次工程，使總體工程的造價(jià)成本升高，因此頂管和長(zhǎng)距離頂管的數(shù)量會(huì)與日俱增。
2、施工工藝。頂管施工是借助中繼間的頂進(jìn)力和主頂油缸的作用，把工具管和頂管掘進(jìn)機(jī)從工作中挖設(shè)的坑內(nèi)，穿過(guò)一定的土層到達(dá)接收坑內(nèi)再吊起。同時(shí)將緊跟著挖掘機(jī)后面的管道埋設(shè)在挖設(shè)的兩個(gè)工作坑之間。頂管技術(shù)是一種最早的非開(kāi)挖管道施工方法，是在繼盾構(gòu)之后又發(fā)展起來(lái)的先進(jìn)的地下管道的施工技術(shù)。開(kāi)始的時(shí)候，頂管的施工是跨越孔在施工的時(shí)候頂進(jìn)鋼套管，但是隨著頂管施工技術(shù)的發(fā)展和改進(jìn)，頂管施工方法用于在沒(méi)有套管的基礎(chǔ)下頂進(jìn)永久使用的公用管道，比較普遍的是重力管道是比較普遍的。頂管施工過(guò)程中使用最多的工作面平衡理論是氣壓: 、泥水、土壓三種。
頂管施工法和傳統(tǒng)的開(kāi)挖施工法比較有以下優(yōu)勢(shì):在施工中開(kāi)挖的部分只是工作坑和接受坑，而且比較安全，對(duì)交通的影響也小;在管道頂進(jìn)的施工中，只需要挖除管道斷面的土，文明施工程度高，挖土量非常少;在覆土深度比較大的情況下，進(jìn)行施工的成本比較低。同時(shí)它還存在一些不足，曲率的半徑較小，這需要把多種曲線組合在一起才能使用，因此施工的時(shí)候就比較困難;在軟土層的施工過(guò)程中，易產(chǎn)生偏差，然而對(duì)這種偏差的糾正比較難，因此管道產(chǎn)生不均勻下沉的幾率會(huì)比較大。
二、頂管施工技術(shù)的適用范圍
近幾年，“拆遷”這個(gè)詞越來(lái)越頻繁的出現(xiàn)在人們的視野里，那么當(dāng)今社會(huì)為什么會(huì)有這么多拆遷呢？當(dāng)然，有一部分是因?yàn)樾陆üS、房屋改造，但是有一部分是修建地鐵、鋪設(shè)管道。那么，如果運(yùn)用了頂管施工技術(shù)就將完全沒(méi)必要進(jìn)行這一部分的拆遷了。在開(kāi)挖隧道，鋪設(shè)管道或修建地鐵時(shí)，施工范圍內(nèi)如果有大量的建筑，傳統(tǒng)的工藝技術(shù)就不能進(jìn)行開(kāi)挖，如果不拆遷。這時(shí)候就可以通過(guò)頂管施工技術(shù)進(jìn)行處理。目前，國(guó)內(nèi)的工業(yè)水平在不斷提高，工業(yè)廢水越來(lái)越多，新建的工廠也越來(lái)越多，那么需要鋪設(shè)的排污管道也就越來(lái)越多，通過(guò)排污管道這些工業(yè)廢水將進(jìn)入污水處理廠。在鋪設(shè)這些管道的工程中，頂管施工技術(shù)發(fā)揮了不可磨滅的作用。通過(guò)不斷地實(shí)踐總結(jié)，其結(jié)果表明，頂管施工技術(shù)在鋪設(shè)管道時(shí)主要具備以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：施工時(shí)不會(huì)導(dǎo)致工地地面建筑的拆遷，遇到地下管道時(shí)也不必重新設(shè)計(jì)，減少了設(shè)計(jì)者的工作量；施工不會(huì)破開(kāi)地面，占用地表面積小，對(duì)人們的生活和道路交通影響小；機(jī)械是施工的載體，可以節(jié)省人力物力還可以提高作業(yè)效率；然而有人擔(dān)心地下挖隧道會(huì)使地面下沉，關(guān)于這一點(diǎn)頂管施工技術(shù)也可以完美解決，這項(xiàng)施工技術(shù)對(duì)周圍的環(huán)境和建筑不會(huì)產(chǎn)生影響；在人們的印象中工地是很嘈雜的，但這項(xiàng)技術(shù)產(chǎn)生的噪音卻很小，并且是在地底工作，所以噪音能得到很好的控制，不會(huì)出現(xiàn)干擾人們正常生活的情況。
三、頂管施工技術(shù)在市政工程中的應(yīng)用
施工方案的選擇首先應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況而定，要清楚現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)狀況，其次是設(shè)備的選型。2011年我公司承接了廣州市北十條污水截流頂管工程。本工程頂管穿越地層時(shí)采用力學(xué)性能較差，具有較強(qiáng)滲透性的粉質(zhì)粘土和砂質(zhì)粉土，宜采用全封閉機(jī)械頂管土壓平衡掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行施工。
1 主頂進(jìn)系統(tǒng)設(shè)置。 主頂進(jìn)系統(tǒng)包括頂進(jìn)環(huán)、液壓泵站、油缸組和鋼后靠等，頂管設(shè)備系統(tǒng)的主要組成部分是完成管節(jié)頂。
2 注漿設(shè)備系統(tǒng)。頂管的使用功能由頂管外壁的泥漿套決定。為確保頂管能夠向管節(jié)快速壓漿，形成良好的泥漿套，真正發(fā)揮其作用，施工過(guò)程中可設(shè)置兩套管路系統(tǒng)和兩根總管。其中的一根用于掘進(jìn)機(jī)后部的同步注漿，另一根則用于隨時(shí)進(jìn)行補(bǔ)漿。
3 泥水出土系統(tǒng)。 該工程泥水系統(tǒng)采用二臺(tái)泥漿泵。一臺(tái)放在地面上為輸送泥泵，另一臺(tái)放在基坑下面為排出泥泵，形成泥漿循環(huán)系統(tǒng)。頂管工作坑設(shè)施布置：將兩根50鋼軌及鋼板預(yù)埋件焊接成基坑導(dǎo)軌，在工作井底板基礎(chǔ)上以中心線為基準(zhǔn)確定鋼板埋設(shè)的位置，埋設(shè)過(guò)程中，為確保預(yù)埋鋼板和導(dǎo)軌的焊接效果，應(yīng)注意鋼板埋設(shè)的位置應(yīng)與鋼軌導(dǎo)軌相吻合。因?yàn)閷?dǎo)軌施工采用的是拼裝式主頂油缸架結(jié)構(gòu)，所以一定要按指定的位置和設(shè)計(jì)要求正確安裝主頂油缸架，確保油缸在受力狀態(tài)下不會(huì)出現(xiàn)位移、變形等情況。高程與平面安裝誤差應(yīng)控制在5mm以內(nèi)。
4 頂管施工工藝流程。 首先根據(jù)勘察設(shè)計(jì)資料，對(duì)所有水準(zhǔn)點(diǎn)和導(dǎo)線點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)，然后根據(jù)結(jié)果進(jìn)行管道的放樣，對(duì)將要頂進(jìn)的所在位置的地面和斷面進(jìn)行標(biāo)高測(cè)量，以便導(dǎo)向施工時(shí)精確的控制標(biāo)高，本工程頂管，采用水準(zhǔn)儀和全站儀進(jìn)行測(cè)量和線形控制，“勤測(cè)勤糾”根據(jù)測(cè)量反饋結(jié)果，調(diào)整千斤頂，使機(jī)頭改變方向，盡量做到糾偏在偏位發(fā)生的萌芽階段。
4.1 平面控制。為使兩井間頂管貫通，將豎、橫方向的誤差在100mm以內(nèi)，應(yīng)在工作井與接收井周圍預(yù)埋地面導(dǎo)線點(diǎn)，通過(guò)地面導(dǎo)線點(diǎn)和空導(dǎo)點(diǎn)，以導(dǎo)線測(cè)量的形式，將平面控制成果引測(cè)到施工現(xiàn)場(chǎng)。通過(guò)地面導(dǎo)線點(diǎn)及空導(dǎo)點(diǎn)構(gòu)建平面控制網(wǎng)。用科力達(dá)全站儀測(cè)量導(dǎo)線測(cè)量，六測(cè)回方向觀測(cè)，測(cè)角精度+1，測(cè)距六測(cè)回，雙向觀測(cè)，測(cè)距相對(duì)誤差
4.2 高程控制。利用設(shè)計(jì)交樁給出的水準(zhǔn)點(diǎn)，將高程引測(cè)至工作井附近，確立施工臨時(shí)高程控制點(diǎn)。通過(guò)鋼尺和自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，往返觀測(cè)。觀測(cè)過(guò)程中要時(shí)時(shí)關(guān)注其發(fā)展趨勢(shì)及機(jī)頭姿態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)其位置偏移就要及時(shí)糾正，以免影響后續(xù)施工效果。
4.3 頂管姿態(tài)測(cè)量。為了在頂管施工中保證掘進(jìn)機(jī)仍按設(shè)計(jì)軸線前移，施工時(shí)要對(duì)頂管動(dòng)態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)，根據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)繪制出頂進(jìn)示意圖，并對(duì)頂管的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行合理的調(diào)整，為頂管的正常推進(jìn)提供技術(shù)支持。
4.4管道排風(fēng)措施。 該工程采用排風(fēng)措施，雖然地下沼氣不會(huì)對(duì)封閉式的機(jī)頭產(chǎn)生影響，但為了防止管內(nèi)氣壓過(guò)低而缺氧，提高測(cè)量精準(zhǔn)度，可通過(guò)連接PVC管的11KV鼓風(fēng)機(jī)向機(jī)頭輸送空氣。
4.5 管道內(nèi)照明措施 管道照明設(shè)施均采用36V安全電壓，通過(guò)工作井內(nèi)操作平臺(tái)上的配電箱進(jìn)行電源供給，并設(shè)置應(yīng)急照明系統(tǒng)，每隔三個(gè)管節(jié)上安裝1只60W的管道照明燈，發(fā)生停電故障后可啟用應(yīng)急照明系統(tǒng)，使作業(yè)人員安全撒離。
參考文獻(xiàn):
