关于污水管道顶管施工探讨

2022-11-11米小光李建荣刘杰刘浩黄正彦

中国建筑金属结构 2022年1期

米小光李建荣刘杰刘浩黄正彦

0 引言

随着人们的生活水平的提高，城市住宅以及各种建筑也在不断向现代化方向发展。在这样的背景之下，城市污水排放量正在日益增加，造成的环境污染也在不断加大。但是，人们的思想在不断完善，所以对环境的要求也在不断提高。为此，污水管道工程的数量开始增加，施工对环境造成的影响越来越大，为了充分减少污水管道施工过程对周围环境的影响，提高施工的效率，我们对高效运用顶管法技术的策略进行了分析。

1 污水管道顶管施工技术原理

随着施工技术的不断发展，顶管法施工技术已经逐渐成熟，并且被广泛应用到地下管道施工当中。顶管施工指的是一种不需要开挖的施工方式，但是这种施工技术需要借助主顶油缸和管道之间的推力，这样可以充分保证相关施工器械进入井内。其主要操作方式是，将掘进机经由工作井穿破土层，最终推到接收井当中，并将其吊起。在这个过程中，就可以将掘进机后面的管道埋在两个井的中间，这样既可以保证不挖掘，又能够高效地完成地下管道的铺设，这个施工过程就叫做顶管施工。此种施工技术的应用范围非常广泛，不仅能够用于污水管道的铺设，它还能穿越公路和河流，即便地面有建筑，也能够高效地实现管道埋设。当前此种技术主要被应用于污水管道、排水管道以及天然气、石油管道的非开挖埋设当中。从此角度来看，此种管道施工技术具有非常大的价值，应该被各个城市推广应用。

2 顶管法施工相关规范标准

管道施工期间利用顶管法施工需要遵循相关规范标准。首先需要考虑施工顺序。在施工期间，相关人员要从工程整体出发考虑，确定施工的顺序。一般为对设计以及施工的条件进行调查、编制施工组织设计、顶管机具选型、采购管材、测量、正式施工、调试、顶进、修缮。另外还要充分结合顶管沿线的地形，水文地质等确定顶管施工的方法。顶管法施工比较特殊，不能随意停顶，所以要安排好工作顺序。另外，管节在起吊、运输的时候，要做到轻放轻落。两条相邻的平行管道都是用顶管法施工时，要遵循先深后浅，先大后小的标准。

3 污水管道顶管施工中存在的问题

3.1 顶管出洞

在地下施工过程中，最常见的便是坍塌问题，特别是在城市管道施工过程中，因为受土质、施工方法等因素的影响，出现坍塌的几率很大。在污水管道施工过程中也不例外，即便施工人员所使用的是顶管施工技术，不需要开挖，但是其中也存在一定的隐患。因为在顶管施工的时候，有一个顶管出洞的环节，这个过程中需要将工具管顶到外放，在这个期间，管材会受到巨大的压力，并且受力与不受力状态的转换过程极快，工具管前方很容易出现坍塌的情况，甚至还会出现轴线偏离的情况，这都会对整个施工过程造成损失甚至危害到施工人员的生命安全，所以需要相关工作人员在施工过程中将该问题重视起来，施工前应做好施工场地的地质勘察。

3.2 偏差控制

大部分比较大的工程施工都会存在偏差，为了保证施工项目的正常开展，在设计图纸期间，相关工作人员就会将误差控制在规定范围内，以此保证整个工程的后续使用效果。正是因为控制误差非常重要，所以有些工程在施工过程中会出现偏差问题。污水管道顶管施工期间便是如此，在顶进管道期间，顶管因为其本身的受力情况发生偏离计划路线的情况，为了保证整个施工的准确性，工作人员需要利用纠偏油缸改变管顶的方向，从而减少偏差，所以在施工期间一定要做到调查工作。另外，还有一个容易出现偏差的情况，即管道被顶进期间可能会发生扭动，最终会影响管道的出泥情况，对此，相关工作人员也应该重视起来，及时发现问题，解决问题。

3.3 地表隆起

众所周知，任何地下工程在施工过程中都需要向外挖土，这样才能够将管道或者其他设备放入地下。而顶管技术与普通的地下管道施工技术不同，它采取不开挖的方式进行施工，在此期间就会出现一个不可避免的问题，地表隆起，即便在施工期间顶管掘进机能够保证管道施工的正常运行，但是一旦机头前端出现裂面，就很容易出现地表隆起的情况。为此，相关工作人员，在施工过程中一定要重视检查工作的开展，避免类似问题产生。

3.4 地面沉降

在与地下管道施工相关的工程当中，不仅会出现地表隆起的情况，还会出现地面下沉的现象。这是一个很简单的道理，地下最为支撑的土被挖空，虽然没有从表面向下挖，但是顶管施工技术也需要将管道放进地下，这个过程中土体就会松散，地面就会出现沉降的情况，如果控制不好，还会出现更为严重的问题，所以施工的工作人员，一定要充分认识到这一问题，对于顶管法施工引起的地表变形，应事先做出预测，并符合建设单位的相关要求。

4 污水管道顶管施工方案

4.1 选择顶进设备

任何不开挖施工的项目，都需要利用大量的设备进行辅助，又因为污水管道顶管施工不是简单的小工程，所以需要使用的设备比较大，相关部门在选择设备过程中，一定要从多个角度出发，充分考虑不同的问题，然后再对设备进行选择。其中最为重要的设备便是顶进设备，该设备的选择需要从施工场地的地质、施工的外界条件以及设计的具体要求等角度出发进行考虑，如果无法找到能够满足以上三方面内容的设备，就会导致在施工过程中出现比较严重的问题，导致整个施工项目功亏一篑。为此，在选择机头的时候，需要结合具有权威性的地质报告，交给经验比较丰富的实际操作人员进行分析，最终确定顶进机头的选择。然后，还需要根据施工场地的具体情况去选择合适的顶力设备，以此来建成主顶。顶管设备当中会使用到液压装置，该装置的构造相对比较复杂，由液压总站、液压控制箱、管路及其他液压元件构成。为了可以有效地减少最初顶进时所受的阻力，需要在现场拌制顶进的时候需要的泥浆，从而保证后续顶进工作的顺利进行。

4.2 完成管道顶进与接口

污水管道顶管施工最重要的便是管道顶进与接入过程，只要完成了这一步，所有后续的工作都会相对比较顺利。在管道顶进作业的时候，首先要完成设备的调试，保证在作业期间不会出现其他任何问题。然后，再利用吊车将管道放到导轨上面，在进行顶进作业的时候，先将机头顶入土内，保证土体在进入到管内之后形成一定的长度，这时就需要停止作业，通过人工挖土的方式来向外挖土，整个作业过程是在管道内部完成的。清理完这些土之后，再进行下一步的管道顶进，通过不断地重复作业，最终进入相应的位置，并保证可以将管道放入其中。接下来再进行重复，直到所有管道都放入其中。但是，顶管施工并不是简单地将管道放入地下，在此期间还需要采用注浆供给，来对接口进行加固。当长度达到一定标准时，工作人员就需要增加施工内容，利用触变泥浆套来减少管道和土体之间的摩擦。因为在这个阶段很容易出现塌陷等问题，所以还需要施工人员不断的填土，以此来减少土体的变形或者沉降等。管道之间的接口所使用的材料也有一定的规格，需要利用钢套环橡胶止水带和软土衬垫来进行组装。因为管道需要吊装，所以对接口处的材料要求比较高，不仅需要钢套环不变形，还需要所使用的橡胶不移位或者翻转，这样才能够保证接口不损坏，从而保证管道的密封性。另外，由于金属类的零件具有易被腐蚀的特点，所以施工人员一定要为其做好防腐工作，以此来延长管道的使用寿命。在正式施工的时候，橡胶止水带一定要用强力胶来粘贴，并且要与混凝土管道的凹槽契合，之后在对接之前要涂无腐蚀性的润滑油，以此来减少摩擦，提高作业效率。

4.3 重视施工质量

4.3.1 准备工作

在正式开始施工之前，相关技术人员要做好相关的准备工作，与施工人员做好相关工作的对接。比如技术人员要对施工场地的坐标、水准点相关的数据做好复测，保证不会在细节上出现问题。另外，还要对管材以及设备等进行反复审查，保证其没有任何实质性的问题，才能够进行使用。如果在检查过程中发现有裂缝或者不符合标准的管材，一定要严格禁止使用，否则会导致所有人的努力白费。所以，在检测期间，一定要对每一个管道进行测量，了解他们水平测量数据以及高程测量数据，发现偏差较大的问题一定要上报，寻找合适的方法采取紧急措施。正式进入场地之后，需要相关施工人员快速地进行设施搭设，为施工人员提供后勤保障。负责人还要在准备阶段，带领所有参与施工的人员熟悉图纸，保证所有人了解的都是相同的图纸，并确定顶进管道的长度，最终埋深以及管道的设计要求等，只有所有人都充分掌握了管道的具体结构，才能够最大限度上降低误差，减少错误发生。为了保证顶管施工的顺利进行，还要注重与相关部门进行沟通，办好所有的手续，了解施工场地的所有地下管线，了解地下是否存在障碍物等，为施工的正常开展做好准备。另外，施工过程中还要为他人考虑，做好相关的围护搭设，标明安全警示等，保证路人以及附近居民的人身安全，做好一切准备工作后便可以正式开始了。

4.3.2 做好应急处理

在施工过程中，想要提高施工质量，首先要充分做好应急准备。因为，如果哪个环节的应急准备没有做好，很容易出现坍塌的情况，这不仅影响质量，甚至还会导致施工无法正常开展。为此，在施工的时候，一定要及时将管道前方的土运出来，避免出现管道沉降的情况，在这个过程中还要做好出土记录，如果出现意外可以结合数据寻找应急措施。另外，在安装千斤顶的时候，一定要保证千斤顶的顶力位置和顶进的抗力在同一条线上，在作业期间保持四个千斤顶用力平衡，避免出现误差。在管道顶进的时候，还要对设备的作业情况进行记录，一旦出现故障便可以结合记录尽快找到故障原因，从而保证污水管道顶管施工的最终质量。