淺談市政道路排水頂管施工技術

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摘 要：市政排水管道工程分布于城市每一個角落，是保證城市地面水及時排除、防治城市水污染并使城市水資源保護得以良性循環(huán)的必不可少的基礎設施，確保其工程質量至關重要。文章就市政道路污水管頂管施工和施工質量做出以下探討。 

關鍵詞：技術簡介；施工工藝；質量控制  中圖分類號： o213.1 文獻標識碼： a 文章編號：  1前言  隨著我國經濟的快速發(fā)展，城鎮(zhèn)規(guī)模不斷擴大，特別是臨近大中城市的縣鎮(zhèn)，發(fā)展勢頭迅猛，為滿足日益增長的排水量并合符國家對城鎮(zhèn)污水的監(jiān)察和管理，縣鎮(zhèn)必須積極主動的建設更多、更大管徑的污水排水管。然而，對城鎮(zhèn)特別是縣城中心采取頂管施工不僅能降低施工對城市交通、綠化帶等市政設施的破壞，還能節(jié)省施工成本。在城鎮(zhèn)排水管頂管施工中，必須做好城鎮(zhèn)排水管頂管施工前的準備工作，科學矯正好泥水平衡壓力和管壁摩擦力，并及時引入和革新頂管施工技術，在確保頂管施工質量和工期的情況下盡可能降低施工成本，為進一步完善和發(fā)展城鎮(zhèn)排水管頂管施工技術提供基礎性的理論知識和實踐經驗。  2市政道路污水管頂管施工  2.1 城鎮(zhèn)污水管頂管施工技術簡介  頂管施工技術是一種用于城鎮(zhèn)市政管道施工的非開挖掘管道推進技術，其優(yōu)越性在于施工速度快，施工管道內表面光滑，密封性能好，施工安全性好，基本不影響施工區(qū)域周圍環(huán)境或者影響很小，施工場地小、噪聲小、作業(yè)深度較深。但排水管頂管技術也有諸多問題，主要是頂管施工周期較長，工程造價昂貴等。目前，頂管技術的發(fā)展已經非常成熟，且頂管施工工藝和方法也層出不窮。  （1）頂管施工工作原理：頂管施工技術作為一種新型的地下管道施工技術，在不需要開挖路面的情況下，僅需要在垂直地面方向上開挖頂管施工工作井，然后采用高壓液壓千斤頂將水泥或者將鋼制管道頂入地下。排水管頂管施工使用來自主頂油缸和管道間中繼站等方面的推力，將工具管等頂管施工頂進設備從工作井內穿過地質層，同時，將市政排水管道緊隨頂管頂進的設備進行埋設，實現排水管道的非開挖敷設。  （2）頂管施工平衡理論的分類：常用的頂管施工平衡理論主要分為三種，分別是氣壓平衡、泥水平衡和土壓平衡理論。對頂管施工技術，首要解決的是施工技術的適應性問題。在實際頂管施工中，應根據區(qū)域不同的地質情況、施工和設計要求，科學選用頂管施工工藝，科學地選擇頂管機和配套輔助設備，保證排水管頂管施工的順利進行。  在頂管施工工藝中，工具管的作用十分重要，因此，選擇工具管必須重視其材質和質量，一般來說，市政排水管頂管施工中選用的工具管是鋼筋砼管，不僅能保證頂管施工的順利進行，還能承受來自地面及周圍等各方面的壓力且具有耐腐蝕的性能。  2.2 頂管施工工藝及流程  目前，在我國常用的市政排水管頂管施工方式主要有2種：開放型和密封型。其中，頂管施工密封型的應用最為廣泛，并可分為頂管泥水式推進法、頂管土壓式推進法和頂管泥濃式推進法。  （1）泥水式推進法。通過使用刀盤掘進機并用科學設計的頂速來平衡正面土壓力，調節(jié)循環(huán)水壓力用以平衡地下水壓力。該工藝的施工特點：在頂管施工過程中施工不間斷，施工速度較快，且不需要特別的改良地基或降水處理，地表沉降小。如圖1為泥水式推進法施工工藝示意圖。  圖1泥水式推進法施工工藝示意圖  （2）土壓式推進法。該方法主要是采用向工作間的切削倉內注入一定比例的混合材料，使其充滿整個泥倉的方法來平衡正面土壓力和地下水壓力；施工推進中并不需要泥漿泵等輸送混合材料的設備，整套施工推進機器造價低廉；不需要對泥漿進行處理，整體推進頂管施工的成本較低。土壓式推進工法選用的頂管掘進機一般為單刀或多刀盤土壓平衡掘進機。土壓式推進工法適用的施工管徑一般在φ1 000～3 000 mm之間。如圖2為土壓式推進法施工工藝示意圖。  圖2土壓式推進法施工工藝示意圖  （3）泥濃式推進法。該工藝采用二次注漿處理，不僅能在很大程度上消減與地層間的摩擦阻力，還能順利排出粒徑為頂管直徑1/3的礫石等廢棄物，保證頂管施工的順利進行，較適用于城市排水管長距離頂管推進施工。該頂管推進方法在頂管施工過程中，將地下的土、礫石等廢棄物分成兩部分通過不同的方式輸送至地表后再外運處理。因此，泥濃式推進法的適用性非常廣泛，除巖石外所有土質條件均可適用。它適用的頂進管徑一般在φ700~2 200 mm之間。如圖3為泥濃式推進法施工工藝示意圖。  圖3泥濃式推進法施工工藝示意圖  頂管施工工藝流程為：挖掘工作坑，制作頂管的砼管→組裝砼管→油泵頂進→出泥→管道貫通→拆工具管→砌檢查井→回填。  3市政道路排水工程污水管頂管施工管理  在城鎮(zhèn)排水工程污水管頂管施工過程中，必須科學地對施工范圍內的各種地下管線進行詳細的勘測，記錄備案，并對施工區(qū)域地質條件進行科學的勘測，并結合當地的頂管施工技術的現狀，科學設計頂管施工的路線和施工工藝，保證施工工藝的選擇在符合當地經濟的前提下，盡可能提高頂管施工的進度和精度。在頂管施工中，由于是非開挖施工，需要配套的施工自動測量和糾偏的儀器和設備，科學的指導排水管頂管施工，確保頂管施工按照預定路線推進。在頂管施工中，施工單位應建立并完善施工區(qū)域地面與地下測量控制系統(tǒng)，并科學選擇測量控制點，以便能確保地面觀察者視線清楚、方便測量和校核。在城鎮(zhèn)頂管施工中一般采用土壓平衡式工藝，封閉式頂進施工，確保施工地面沉降的影響較小。特別注意的是在排水管頂管穿越地面建筑物時不準停機，并科學控制推進角度，但可適當放慢頂進的速度來減輕對地面土層的破壞。  在城鎮(zhèn)市政排水管頂管施工中，頂進過程中的測量與糾偏主要依靠全站儀和激光水準儀來完成。在通常情況下，測量頻率一般是1 m/次，而糾偏校核一般為半節(jié)排水管測量校核一次，并運用激光水準儀對頂管施工中的高程進行測量和校核，確保正確頂進的方向和深度，對于工具頭的方向偏差一般不超過5 mm。  在頂管施工穿墻頂進施工中，必須科學計算墻體及上面建筑物的荷載和周圍的承壓力，制定科學的保護措施，保證頂管施工的順利進行。排水管管節(jié)的接頭和防水措施：常用的混凝土管一般選用f型橡膠密封圈柔性接口，氯丁橡膠楔形膠圈，并在排水管接頭內設止水鋼環(huán)。  4市政道路排水管道的施工質量控制  4.1 防止測量和施工造成的病害措施  首先，施工前要認真按照施工測量規(guī)范和規(guī)程進行交接樁復測與保護；施工放樣要結合水文地質條件，按照埋置深度和設計要求以及有關規(guī)定放樣，且必須進行復測檢驗其誤差符合要求后才能交付施工；施工時要嚴格按照樣樁進行，溝槽和平基要做好軸線和縱坡測量驗收。其次，施工過程中如意外遇到構筑物須避讓時，應在適當的位置增設連接井，其間以直線連通，連接井轉角應大于135°。  4.2 防止管道滲漏水  首先，認真按設計要求施工，確保管道基礎的強度和穩(wěn)定性。當地基地質水文條件不良時，應進行換土改良處治，以提高基槽底部的承載力。其次，如果槽底土壤被擾動或受水浸泡，應先挖除松軟土層后和超挖部分用砂或碎石等穩(wěn)定性好的材料回填密實。③地下水位以下開挖土方時，應采取有效措施做好抗槽底部排水降水工作，確保干槽開挖，必要時可在槽坑底預留20cm 厚土層，待后續(xù)工序施工時隨挖隨封閉。  4.3 做好管道閉水試驗