污水管顶管施工技术在市政道路排水工程中的应用探讨

2020-02-14关永泉

建材与装饰 2020年8期

关永泉

（佛山市三水海江建设投资有限公司佛山 528100）

0 引言

在城市化发展水平不断提高的基础上，顶管施工技术也在不断更新与完善，施工工艺、技术、设备以及适用范围等都有了大幅度提升。相较于传统施工技术而言，顶管施工技术引入与应用了自动化技术，管径与推进距离等有所增加，排水管顶管数显系统实现了自动修正与测量，同时，也可以计算得到顶进速度以及承受压力等具体数据，从而在很大程度上保障了顶管施工的质量与安全。

1 污水管顶管施工技术概述

1.1 顶管施工技术及其原理

就施工原理而言，顶管施工技术属于非开挖施工技术，具体的施工工序如下：首先需要在施工位置挖建工作井，将高压液千斤顶或钢制管道压进地下，污水管道随着顶管顶进设备进入地层以后，即可开展后续的预管埋设工作。该施工技术具备施工范围小、速度快、影响小以及安全系数高等突出优势，因此在市政道路污水施工中有着广泛的应用。与此同时，该施工技术也具备一定的缺点，包括工程造价高以及施工周期较长等。就目前而言，顶管施工工艺具备一定的多样性，其发展日渐趋于成熟。

顶管施工的平衡理论与气压、土压以及泥水密切相关。在顶管施工过程中，施工技术的适用性是核心问题，因此需要根据施工所在地的实际情况制定施工计划与方案。在正式施工之前，需要对施工所在地进行实地勘查，充分掌握施工场地的地质与环境等条件，在此基础上，结合设计要求以选择出合适的施工工艺与设备，从根本上保障施工质量与进程。此外，工具管的质量直接决定着施工质量，因此在施工过程中，需要使用符合规定标准与要求的钢管或者混凝土管等工具管，上述材质具备优良的耐腐蚀性与抗压性，在很大程度上保障了施工质量与进程。

1.2 顶管施工要求及工艺

现阶段，顶管施工方式主要包括开放型与密封型两大类，后者相较于前者而言，应用范围更广。施工工艺主要包括三类，以下进行具体分析：

1.2.1 顶管施工要求

在正式施工之前，需要提前对设备进行全面检查，以保障其维持安全稳定的工作状态。在顶管顶进过程中，为了抵抗施工中产生的阻力，需要应用触变泥浆施工法，即同时压入泥浆进行润滑，避免顶进过程产生较大的阻力而对施工造成不利影响。同时，在上述操作过程中，需要始终坚持先压浆后顶进以及少量多次的基本原则进行操作。顶进结束后，需要用水泥浆置换泥浆以增强其稳定性与安全性。此外，在穿墙管顶进过程中，为了保障该过程的顺利进行与安全性，需要使用深层水泥搅拌法做好加固工作，加固范围为穿墙管前方2m范围内的土体。

1.2.2 顶管工艺及特点

（1）泥水式推进法，该方法具备一定的优势，主要体现在施工速度快且不间断、地表沉降不明显等方面，同时，该工艺还省去了地基改良以及降水处理等工序。主要借助刀盘掘进机完成具体操作，在施工过程中，需要对顶进速度进行合理控制，以可以平衡正面压力为准，采用循环水平衡地下水压力。

（2）土压式推进法，该方式省去了对输送设备以及泥浆整理工作的要求，因此在一定程度上降低了施工成本。在操作过程中，需要向切削仓注入混合材料，以平衡正面土压与地下水压力。

（3）泥浓式推进法，该方法的适用性较高，可以应用于除岩石地质以外大多数的地质环境。其中，因为应用了二次注浆处理技术，因此在施工的同时，可以及时排出顶管过程产生的废弃物，避免设备与地层之间出现过度摩擦，在此情况下，施工效率得以大幅提升，同时，也有利于提高施工过程的安全性。此外，在施工过程中会产生一定的废弃物，为了不干扰后续施工，需要及时将其清除，在进行处理时，首先要对其进行分类，然后再送至地表进行统一处理。

1.3 施工顶进过程的注意事项

（1）遵循顶管施工中“先挖后顶，随挖随顶，控制进尺”的基本原则。

（2）提前进行充足的勘探与测量工作，做好日常检查工作，一旦发现错误与偏差，则应及时做出调整与改正。

（3）在安装顶铁时，需要确保安装整齐平滑，在安放完最长的顶铁以后，应该及时回收活塞，以减少连接的顶铁数目，避免增加额外的工程量。

（4）在顶进过程中，如果遇到障碍，则应该及时进行清理，确保清理干净，不会对施工造成影响再继续施工；如果管前出现异常状况，包括油泵压力表指针出现较大偏差以及土方坍塌等，则应该立刻中止顶进工作。其次，需要对顶进过程进行严格的尺寸控制，及时准确地记录下设备的数据信息。

2 污水管顶管施工技术在市政排水工程中的应用

对于排水工程顶管施工而言，在正式施工之前，应该对施工场地的地下管道与地质条件做好勘测工作，并记录好相关数据。然后结合实际的施工技术水平，对施工路线与工艺等进行全面规划，在不耽误施工进度以及保障施工质量的前提下，最大程度地提高工程的经济效益。其次，在施工过程中，为了有效保障施工安全，不耽误施工进度，需要配备特定的自动测量与纠偏的设备仪器，以确保按照设计线路进行施工。其次，为了避免施工过程中引发地面沉降问题，需要合理应用施工工艺。此外，排水管穿顶管需要一次完成，为了最大程度地减少在此过程中对地面造成的破坏，需要适当降低顶进的速度。

2.1 顶管顶进施工

在工作井内安装好所需设备且检查合格以后，即可按照相关计划开展后续工作。施工用顶管为两根平行管，为了避免产生不必要的麻烦，需要先后分别进行两根平行管的顶进工作。具体而言，首先要将管子下到导轨上的特定位置，确认无误后安装好顶铁，对管轴线与管底标高等进行仔细检查，确保其符合相关要求以后，再进行管前端挖土工作。

在顶进过程中，利用千斤顶出镐，在此过程中，需要保障顶管顶力不会超过后背墙最大承受力，再将圆管向前顶进。具体操作为：首先安装好顶铁并固定，在管前端预留一定距离，启动油泵，千斤顶进油，将活塞向前推动一个工作进程。当顶管距离井边50cm左右时，该管子的安装结束，卸管后开始安装下一节管子，从安装顶铁开始重复操作。

2.2 测量与纠偏校正

2.2.1 顶管测量

在顶管测量过程中，主要应用激光线测设法明确施工偏差，并对施工过程进行合理的控制。具体而言，首先应在工作井内规定归置安装激光经纬仪，进行适当调整以后，在管内合适位置处安装标示牌并进行观察分析，只有管道符合相关设计标准的情况下，激光点才能显示在上述标示牌的中心，否则将视为存在偏差，需要做出适当调整。全段施工完毕后，还需要进行测量工作，包括各管节接口处的中心位置与高程、错口的高差，以对后续工作提供重要的数据参考，确保高程与中心偏差不超过合理范围。此外，还应该用砂浆将错口处抹平，提升其光滑度。

2.2.2 纠偏校正

对于顶管偏差的校正工作而言，需要遵循预防为主，及时校正的原则，采取挖土校正法、衬垫校正法以及强制校正法等进行校正。一般而言，在施工过程中，需要每一米进行一次测量，并根据测量结果加以调整。如果出现了10mm左右的管位偏差，则应立即采取合理有效的校正措施，其中，纠偏校正工作切勿操之过急，而是需要循序进行，在顶进的同时逐渐进行纠偏，确保管子在不受损伤的情况下缓慢复位。

2.3 管道接口和管道裂缝的处理方法

在对管道接口进行处理时，如果顶管管材为平型接口，在顶管结束后，需要用环氧泥砂浆对管子间的缝隙进行填抹与压实。在管道顶进完毕后需要进行压力试验，如果因此而影响了管道的密闭性，引发管道泄漏等问题，则需在管道内部安装密封环，并对接口处加设防水测验，切实保障管道的密闭性与安全性。在顶进过程中，因为存在受力不均等现象，可能会导致管道出现裂缝，此时则需要及时对裂缝进行填补，当裂缝较小时，向缝隙处填补一些环氧砂浆即可，如果裂缝过大，则需使用掺有铝粉的砂浆进行处理。