頂管技術(shù)是市政工程中常見的一項(xiàng)技術(shù)，已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，本文簡(jiǎn)單介紹了頂管技術(shù)，著重對(duì)市政給水管道頂管的施工技術(shù)進(jìn)行分析。

　　《市政技術(shù)》市政管理雜志，創(chuàng)刊于1973年，由中國(guó)市政工程協(xié)會(huì)、北京市政路橋建設(shè)控股(集團(tuán))有限公司北京市政建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司、北京市市政工程研究院主辦。

　　一、頂管施工的概述

　　頂管法又稱為非開挖管道敷設(shè)技術(shù)，其原理就是在管道的沿線按設(shè)計(jì)的方案設(shè)置工作井和接收井，工作井內(nèi)設(shè)置堅(jiān)固的后座，吊進(jìn)油壓千斤頂以及要頂進(jìn)的鋼管或混凝土管，接好照明，泥漿管，油管等管線，然后用油壓千斤頂緩慢頂進(jìn)，通過(guò)壓漿系統(tǒng)使管節(jié)周圍形成泥漿套，管道在泥漿套中滑行，在頂進(jìn)的過(guò)程中通過(guò)激光經(jīng)緯儀測(cè)量頂管的方向，邊頂進(jìn)邊排土邊調(diào)整，直至將鋼管或混凝土管頂至接收井內(nèi)。

　　二、 頂管作業(yè)技術(shù)分析

　　2.1 頂管的長(zhǎng)度

　　用頂管法施工的頂力，隨著頂進(jìn)距離的增加而增大。由于頂管設(shè)備能力有限，因此一次頂進(jìn)長(zhǎng)度受到限制。管徑越大，所受的阻力也越大。頂進(jìn)管的長(zhǎng)度對(duì)頂管過(guò)程的可控性和經(jīng)濟(jì)性有很大的影響。在直線推頂?shù)那闆r下使用長(zhǎng)管可以減少裝管的次數(shù)，取得良好的效果，但隨著管長(zhǎng)度的增長(zhǎng)，如果偏離原定的路線，使之恢復(fù)正確路線要比使用短管更加困難。建造頂壓坑時(shí)頂壓坑的長(zhǎng)度也要增大，挖坑、支護(hù)、回填、修復(fù)的費(fèi)用將相應(yīng)地增加。反之，在直線上推頂很短的管也較困難，因?yàn)槎坦鼙容^容易向周圍土層中擠入，致使整個(gè)管列呈蛇形彎曲，這便降低了管路頂進(jìn)的可控性。

　　一般情況下，管長(zhǎng)度須相對(duì)于管徑來(lái)衡量，當(dāng)L/D外≤1.10時(shí)，為短管;當(dāng)L/D外=1.15時(shí)，為標(biāo)準(zhǔn)管;當(dāng)L/D外≥2.10時(shí)為長(zhǎng)管。

　　2.2 頂管工具的選用

　　所用的千斤頂、高壓油泵系統(tǒng)、頂管機(jī)的規(guī)格、臺(tái)數(shù)應(yīng)滿足最大工作壓力。

　　2.3 為了減小頂管時(shí)的阻力，常采用觸變泥漿進(jìn)行頂管。

　　施工時(shí)，通過(guò)預(yù)留孔道向管外壁壓送觸變泥漿，在管外壁與土層之間起潤(rùn)滑減摩作用。同時(shí)，觸變泥漿套裹在管子外壁上，從而產(chǎn)生一定的浮力，頂進(jìn)時(shí)能在一定程度上將管子托起，祈禱了減少頂力的作用。

　　使用觸變泥漿一般可以減少頂力30%～50%。觸變泥漿由膨潤(rùn)土、堿、水按一定比例配置而成，具有良好的觸變性、穩(wěn)定性及潤(rùn)滑作用。因?yàn)樗�在不受力時(shí)很稠，而一經(jīng)擾動(dòng)，就會(huì)變稀，容易流動(dòng)，所以叫做“觸變泥漿”。

　　2.4 中繼間的設(shè)置

　　所謂“中繼間”，就是當(dāng)頂管段太長(zhǎng)或者頂力過(guò)大時(shí)，為了減少頂力可將管道分成數(shù)段，使每一段成為一個(gè)獨(dú)立的頂進(jìn)單元，在每單元間有可伸縮的工具管，工具管內(nèi)設(shè)置千斤頂及高壓油泵等設(shè)備，前段以后段為后背，分段接力頂進(jìn)。

　　2.5 工作井和支承后背的要求

　　工作井擋土板設(shè)置情況按要求處理。在坑底的道木頂上最好設(shè)置導(dǎo)軌，這樣有利于管道滑動(dòng)及保證按高程頂進(jìn)。設(shè)置導(dǎo)軌時(shí)必須符合高程、水平或坡度、中心線等方面的要求。后背分為原土層后背和人工后背兩種，一般土質(zhì)的原土后背能夠承受的頂力為150kPa。后背壁應(yīng)平，以使頂管的反作用力能夠均勻地傳給后背。后背要具備足夠的強(qiáng)度與穩(wěn)定性，必須垂直與管道的頂進(jìn)方向。后背的設(shè)置根據(jù)頂管直徑的大小、受力大小和施工工期長(zhǎng)短來(lái)考慮。如果為小直徑管道，工期又短，可以設(shè)置簡(jiǎn)易后背;如果工期長(zhǎng)，應(yīng)設(shè)置砌石或鋼筋砼后背。

　　2.6 頂管施工工序

　　2.6.1 穿墻：打開穿墻悶板將工具管頂出井外，并安裝穿墻止水裝置，主要技術(shù)施工措施如下：a、穿墻管內(nèi)填夯壓密實(shí)的紙筋粘土或低強(qiáng)度水泥粘土拌和土，以起到臨時(shí)性阻水擋土作用;b、為確保穿墻孔外側(cè)一定范圍內(nèi)土體基本穩(wěn)定并有足夠強(qiáng)度，工作井工具管穿墻前，對(duì)穿墻管外側(cè)采取注漿固結(jié)措施;c、穿墻前對(duì)可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析并制定相應(yīng)處理措施;d、悶板開啟后迅速推進(jìn)工具管，同時(shí)做好穿墻止水，一般采用止水法蘭加壓板，中間安入20mm厚的天然優(yōu)質(zhì)橡膠止水板環(huán)，要求具有較高的拉伸率和耐磨性，借助管道頂進(jìn)帶動(dòng)安裝好的橡膠板形成逆向止水裝置，應(yīng)防止因穿墻管外側(cè)的土體暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而產(chǎn)生擾動(dòng)流變。

　　2.6.2 頂管出洞：頂管出洞是頂管作業(yè)中一個(gè)很值得注意的問(wèn)題，頂管出洞，即頂管機(jī)和第一節(jié)管子從工作井中破出洞口封門進(jìn)入土中。開始正常頂管前的過(guò)程，是頂管技術(shù)中的關(guān)鍵工序，也是容易發(fā)生事故的工序。為防止管線出現(xiàn)偏斜，應(yīng)采取工具管調(diào)零，在工具管下的井壁上加設(shè)支撐，若發(fā)現(xiàn)下跌立即用主頂油缸進(jìn)行糾偏，工具管出洞前預(yù)先設(shè)定一個(gè)初始角彌補(bǔ)下跌等措施。

　　2.6.3 注漿減阻：在頂管施工中還有一個(gè)重要的技術(shù)措施就是通過(guò)壓注觸變泥漿填充管道周圍的空隙，形成一道泥漿保護(hù)套，起到支撐地層，減少地面沉降，減少頂進(jìn)阻力的作用。在施工中，首先對(duì)頂管機(jī)頭尾部壓漿，并要與頂進(jìn)工作同步，然后在中續(xù)間和混凝土管道的適當(dāng)位置進(jìn)行跟蹤補(bǔ)漿，以補(bǔ)充在頂進(jìn)中的泥漿損失。注漿工序一般多應(yīng)用于長(zhǎng)距離頂管施工中。

　　2.6.4 管道測(cè)量復(fù)核

　　當(dāng)管道的頂進(jìn)施工中產(chǎn)正了誤差之后，應(yīng)當(dāng)由安裝在機(jī)頭前面的糾編油缸和導(dǎo)向油缸來(lái)進(jìn)行管道的糾偏。因?yàn)樵陧斶M(jìn)的過(guò)程中管道之間已經(jīng)有了連接，因此其誤差都是逐漸累積起來(lái)的，所以也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行逐漸的校正，可以在糾正時(shí)通過(guò)趨勢(shì)圖來(lái)進(jìn)行偏差趨勢(shì)的輔助判斷。即在頂進(jìn)過(guò)程當(dāng)中每0.5m進(jìn)行一次測(cè)量，再通過(guò)數(shù)據(jù)整理之后，就可以繪制成偏差趨勢(shì)的曲線圖，從而按照其曲線的斜率來(lái)進(jìn)行機(jī)頭偏差的發(fā)展趨勢(shì)分析以及管道的糾編。在糾偏過(guò)程中應(yīng)當(dāng)先按照實(shí)際的偏差情況來(lái)逐漸調(diào)整角度，而當(dāng)該曲線到達(dá)了峰值后，就表示管道的偏差已經(jīng)開始減小，從而可以判斷出其最前部的管道機(jī)頭已經(jīng)開始逐漸往中心進(jìn)行靠攏。通過(guò)這樣的方法就那個(gè)將管道的偏差角度逐漸地減小，最終在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候?qū)�機(jī)頭擺正。而如果機(jī)頭糾偏的操作幅度過(guò)大時(shí)，則可能還需要進(jìn)行反向的糾偏。總之最終保證管道的高程到達(dá)正常到達(dá)范圍使，其糾編的角度也趨進(jìn)于零。頂管施工的糾偏操作一定要在其管道的頂進(jìn)時(shí)進(jìn)行，并盡量降低糾偏所引起的折角，以避免管道接口處產(chǎn)生連接應(yīng)力的誤差。頂進(jìn)糾偏是采用調(diào)整4臺(tái)糾偏千斤頂組的方法，進(jìn)行糾偏操作，若管道偏左則千斤頂采用左伸右縮，反之亦然。如果同時(shí)有高程和方向偏差，則應(yīng)先糾正偏差大的一邊。糾偏應(yīng)做到在頂進(jìn)中采用小角度分級(jí)逐步進(jìn)行，勤調(diào)微糾。當(dāng)頂管機(jī)頭發(fā)生旋轉(zhuǎn)時(shí)，可采取在管內(nèi)的相反方向增加壓重塊或在中間站提供旋轉(zhuǎn)糾正力矩等方法糾正。

　　三、結(jié)束語(yǔ)

　　總之，頂管施工技術(shù)具有不妨害交通暢通、占地面積少、大大降低沿線拆遷的工作量、施工的過(guò)程控制相對(duì)嚴(yán)格以及經(jīng)濟(jì)性較高等優(yōu)點(diǎn)。相對(duì)于開槽埋管從社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益上來(lái)講更具有優(yōu)越性，另外一方面從切實(shí)做到保護(hù)環(huán)境考慮，頂管施工技術(shù)應(yīng)該得到大力推廣。

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