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摘要：文章結合某實際工程，簡要概述了頂管建設運作原理，針對不同的頂管施工技術分別進行了總結，重點圍繞頂管的施工設計和頂進施工技術展開研究，從而達到不用開挖即可建設地下管道的目的。
關鍵詞：市政設施；廢水管頂管；污水處理工程
1工程介紹
某外環路為環島主干道，此次施工的路段，機動車右道和非機動車道之間的綠化帶下是地下污水處理管道。管道預設在地下5.77～8.44m，選擇預應力鋼筋混凝土管，型號為DN800。由于周圍存在還沒清空的別墅區，因此應當使用頂管施工。
2頂管施工原理
在管道施工中，頂管技術是比較先進的施工方法，其優點在于不用對道路進行開挖，而采用在與道路相垂直的地方設置一個頂管施工工作井，隨后利用液壓千斤頂將水泥和鋼管埋設進地下。頂管施工中，應當利用主頂油缸和管道間中繼站的推動力，讓工具管等頂管建造頂進裝置可以穿過工作井到達地質層。頂管施工中要掌握和土壓、氣壓泥土均勻性原理，應考慮如何讓施工工藝和實際工程相適應，實際施工中要結合實際的地質狀況、建設要求和施工情況，選擇合理的施工技術，合理有效地選擇頂管機和輔助裝置，以便順利完成排水管頂管施工[1]。
3頂管施工技術過程總結
3.1泥水式推進法施工
用泥水式推進法施工時，應當合理地設計頂速，并利用刀盤掘進機保持正面土壓力的平穩，要控制好循環水壓力，保持地下水壓力的穩定。這種施工工藝還可以推進施工進度，加快施工目標的完成，而且使用這種方法不會讓地表沉降的幅度過大，不用改造地基和降水處理。
3.2土壓式推進法施工
土壓式推進法是將混合而成的各種材料灌入，到充滿整個泥倉為止，使得正面土壓力和地下水壓力可以保持穩定。此外，在工程建設中，無需利用傳送混合材料裝置，比如泥漿泵，只需使用成本不高的施工推進裝置。不僅如此，還不用對泥漿進行處理，可降低頂管施工中的各項費用。通常，這種施工方案要使用到土壓平衡掘進機，這種設備有單刀盤，還有多刀盤，需要讓施工管道的直徑保持在1000～3000mm。
3.3泥濃式推進法施工
泥濃式推進法是通過二次注漿，減小地層間的摩擦力，能夠排出顆粒直徑達到頂管直徑1/3的礫石，保證頂管建設不受干擾，該方法常運用在城市給水管長距離頂管推進施工中。該方法可以分離地下的泥土和礫石，再傳送到地表，隨后再進行外運。泥濃式推進法施工的應用面非常寬，適用于除了巖石的所有土質環境，頂進管徑在700～2200mm是比較適宜的。在建造頂管的各項流程中，預先要對工作坑進行開挖，再制造頂管的混凝土管，將油泵通過頂進處理到出泥為止，然后將管道打通，最后拆解工具管，檢查工作井，并完成相應的回填工程。
4施工設計
頂管的長度是535.5m，用30m或者40m的間隔安裝檢查井，選用S6等級的預應力鋼筋混凝土管道材料，且為加強離心式，級別是C50II，接口要是F型的、柔性的。頂管施工，確定檢查井方位，并放置2個作業井，還有3個用于接收的井，然后進行頂進作業，當頂管從洞口中出來時，接收井還能收回工具的頭部。140m是頂管單節最大的長度。
4.1工作井設計及建設
在該項目中，工作井的規格是長7m、寬4m，工作井護壁采用厚度0.4m，底板厚度0.5m的C30混凝。在工作坑外圍布置水泥攪拌樁止水帷幕，其盡可能降低地下水的流入量，保障施工安全進行。樁直徑為0.5m，相互搭接的長度為0.15m，加入19%的水泥，水泥使用量是70kg/m，水灰比是0.45∶0.50，水泥選擇普通P0325硅酸鹽水泥。挖掘工作井的方法是使用人工垂直挖掘的方式，挖掘1m，護壁1m，用木樁固定井底，在規定時間內封閉井底。
4.2后背墻
將后背墻設置為千斤頂的支撐骨架，使用工作井兩邊內墻拓寬的方法建造后背墻，后背墻高度為2.76m，厚度為30cm，后背墻要平衡地承受壓力，要達到這個目的就要使用鋼板對后背墻覆蓋。后背墻壁面要和管道頂進的方向相互呈90°，垂直度的誤差要控制在0.1%以下，同時控制水平扭轉度的偏差在0.1%以下。
4.3工作井導軌組裝
導軌的作用是能夠使頂進工作按照原先計劃的中心線和坡度進行，組裝導軌時需要加固，并且符合管節中心高程和坡度的施工設計。在該項目中，導軌工字鋼要使用雙排120，槽鋼要使用20，并對其進行焊接。使用測量儀器對導軌組裝進行實時監測，容許誤差：軸線位置＜0.003m，頂面高程要在0～0.003m，兩導軌內部間距為±2mm。
4.4千斤頂組裝
（1）該項目使用3臺200t的千斤頂。將千斤頂擺放在架子上，而且還要和在管道的線中心。千斤頂的力要與管壁的力在一條線上，避免出現頂進失誤。依照工程經驗，千斤頂的力的作用點最好要位于管節垂直直徑的1/4～1/5。（2）千斤頂要用油泵，型號是Zb50。電動機工作的同時油泵也工作，隨后進入千斤頂，這個過程是在控制閥和分配器幫助下實現的。在千斤頂內，進油管的連接方式是并聯，確保千斤頂活塞用力點在設定的路徑上，組裝油管時要確保油管是筆直的。
4.5頂鐵的組裝
（1）頂鐵可以在千斤頂和管道兩端發揮傳接力的作用。其作用是使一組千斤頂的合力用頂鐵穩定地平攤在管道兩端，還能夠控制千斤頂和管道端部間的間隔。頂鐵有兩種類型，一種是環形頂鐵，另一種是u型頂鐵。（2）頂鐵組裝時的注意事項：①要保持頂鐵和導軌及頂鐵和頂鐵間的接觸面的癥結，避免產生接觸不良，產生滑移。②組裝完成后，部分軸線設置要求平行，比如管道、頂鐵和千斤頂。③管道中線要與頂鐵軸線對稱，防止頂力作用點發生偏離。④要將膠合板放入管道出口和頂鐵的中間，起到緩沖作用，平攤頂力[2]。
5頂進施工
5.1正常頂進施工
頂進管道前，要檢查裝置，提前運轉。鑿開護壁上的管孔后要第一時間把工具管頂進土層。當頂進0.3m時就要測量，且要多次；當土層下方的管道開始頂進作業時，每頂進1m就要測量，且要多次。在工具管初步頂進0～5m，可容許的誤差是軸線3mm，高程0～+3mm。管道頂進時要邊壓觸變泥漿邊頂進，不壓到泥漿就不繼續頂進，再次進行頂進工作前要將漿體補充到管路中。
5.2測量與糾偏
在測量時使用的設備是全站儀以及激光水準儀。（1）頻率測量。在對第一節管節進行頂進時要將頻率保持在0.2～0.5m/次，無特殊情況下頂進時的頻率是每次1m，對頂進進行調整時，一旦頂進管道頂進半節，那么就要測量，一次就好。（2）測定中線。在作業井周圍吊上鉛錘，并延伸到井底，位于工作井中使用激光水準儀照射兩個鉛錘，讀出管道前端的中心尺刻度，當中心尺的中心刻度與之重疊，就證明方向是正確的，如果不是那么偏差值就是差值。（3）測量高程。在工作井中找到水準點，在頂進結束時，在頂鐵上安裝激光水準儀，量出管道前端底部高程。（4）糾正偏差。工具頭前面有一段管節可以調整測量誤差，調整誤差的千斤頂設置在糾偏節中，在頂進的時候，若工具頭方向的誤差＞5mm，那么就應該調整偏差，調好糾偏千斤頂，向著預期的定金方向進行。
5.3其他有關施工方案
（1）穿墻頂入頂管出洞口對于頂管的意義是不言而喻的，為了確保頂進工作達到預期目標，要加固穿墻管前面2m區域內的土體，這就需要在接收井周圍采用深層水泥攪拌，以達到隔絕泥土和水流的目的。（2）利用觸變泥漿減少阻力。降低摩擦力的方法是使用觸變泥漿，管道壁的周圍要有泥漿套，這就需要借助灌入的泥漿了。泥漿質量的比值是土∶水∶堿=200∶50∶1，選擇壓漿泵，型號是LI50，要控制壓力保持在0.1～0.2MPa，壓漿的時候要先壓漿再頂進，結束頂進后補充漿體，馬上壓漿就馬上頂入，分多次少量進行，每經過四節管就設置一道注漿孔，完成頂進后通過注漿孔灌入水泥漿將泥漿置換出來。（3）選擇適合的防水辦法，以及頂管管節的接頭。選擇F型密封圈，選擇F型且柔性的接口，膠圈的選擇上，用氯丁橡膠楔形，要有一個鋼環，能夠止住水，并將其設置在接頭內。這樣每個管節之間都可以實現較好的密封。
5.4注意事項
在進行市政道路污水處理施工時，需要做好相應的安全措施，如施工現場的周邊應該設置現場擋板，擺放施工的安全提示信息；監視工地人員動向，防止非施工人員進入工地現場；在作業井的井口留出廢土的出口；某些部分很難放置防護欄，應當加裝防護網，施以警示，防止某些人員意外跌落；加強對現場裝置的檢驗驗收，在現場建設中要嚴格執行驗收制度；要派專人對設備進行維修保養，要派專人在材料的進出庫上登記，一段時間就要檢查設備情況和運轉進度，嚴禁不符合規定的操作。
6結束語
綜上所述，當前有關市政設施的基礎工程越來也多，對于城市的廢水處理也提出了更高的目標，進行管道施工時應該要依照實際的廢水處理要求，進行頂管施工時要完成相應的前期準備工作，在施工流程中控制壓力的大小，根據工地實際情況進行整治，提升市政工程的建設質量。
參考文獻：
[1]何燁.市政道路排水工程污水管頂管施工技術[J].佳木斯職業學院學報,2018(10):490+492.
[2]楊玉嶺.市政道路排水工程污水管頂管施工技術[J].黑龍江水利科技,2016(7):125-126+148.
作者:余正德 單位:湖南承運環境建設集團有限公司