摘要:頂管施工技術(shù)在市政工程中的廣泛應(yīng)用，本文就頂管施工技術(shù)的原理、應(yīng)用、常用的幾種施工方法及施工現(xiàn)場(chǎng)的管理的分析，可供類似工程的施工參考。
　　關(guān)鍵詞:市政工程；頂管施工；開(kāi)挖
　　前言
　　頂管工程是一門(mén)綜合地質(zhì)學(xué)、電子技術(shù)、機(jī)械、冶金、液壓控制及化學(xué)等多門(mén)學(xué)科的綜合性土建工程。頂管技術(shù)是一種非開(kāi)挖技術(shù)，其在國(guó)外已廣泛使用，在國(guó)內(nèi)也已逐漸普及。由于它不需要開(kāi)挖面層,能穿越地面構(gòu)筑物和地下管線及公路、鐵路、河道。它很適合運(yùn)用到市政工程，是一種能安全有效地進(jìn)行環(huán)境保護(hù)的施工方法，對(duì)城市環(huán)境的影響能降低到最低點(diǎn)。它不但能克服傳統(tǒng)開(kāi)挖法施工的缺點(diǎn)，而且還有很多的優(yōu)越性。
　　1頂管工藝技術(shù)的基本原理
　　頂管法施工是借助主頂油缸及管道間中繼間等的推力，將工具管或掘進(jìn)機(jī)從工作坑內(nèi)穿過(guò)土層一直推到接收坑內(nèi)吊起。與此同時(shí)，也就把緊隨工具管或掘進(jìn)機(jī)后的管道埋設(shè)在兩坑之間。對(duì)于長(zhǎng)距離頂管，由于主油缸的頂力不足以克服管壁四周的土體摩阻力和迎面阻力，常將管道分段，在每段之間設(shè)置由一些中繼油缸組成的移動(dòng)式頂推站即中繼間，且在管壁四周加注減摩劑以利于長(zhǎng)距離管道的頂推。
　　1.1頂管施工與開(kāi)挖施工法相比，具有以下優(yōu)勢(shì)：
　　（1）開(kāi)挖部分僅僅只有工作坑和接收坑，而且安全、對(duì)交通影響�。唬�2）在管道頂進(jìn)過(guò)程中，只挖去管道斷面部分的土，挖土量少；（3）建設(shè)公害少、文明施工程度高；（4）在覆土深度大的情況下，施工成本低。
　　1.2與開(kāi)挖施工法相比較，頂管施工存在以下不足：
　　（1）曲率半徑小而且多種曲線組合在一起時(shí)，施工就非常困難；
　�。�2）在軟土層中容易發(fā)生偏差，而且糾正這種偏差又比較困難，管道容易產(chǎn)生不均勻下沉。
　　2頂管技術(shù)在市政工程中的應(yīng)用
　　2.1適用范圍
　　(1)在城市中心地區(qū),或商業(yè)繁華街道,以及城市建設(shè)中遇到無(wú)法遷移或不能實(shí)施大型開(kāi)挖的文物古跡遺址等特殊地段,對(duì)不能進(jìn)行空中架線、開(kāi)槽埋管來(lái)實(shí)施作業(yè)施工時(shí),一般是采用管徑Φ80～Φ600mm的地下埋管工程可使用頂管法施工。
　　(2)在敷設(shè)城市污水管道直徑大于Φ600mm時(shí),施工現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法采用明溝開(kāi)挖埋管施工而管道沿線又無(wú)其它建筑物基礎(chǔ)時(shí),可使用頂管法施工作業(yè)。
　　2.2頂管技術(shù)在市政管網(wǎng)中的應(yīng)用
　　目前,在城市管網(wǎng)施工時(shí),許多城市都存在馬路反復(fù)開(kāi)挖的現(xiàn)象,嚴(yán)重防礙了市區(qū)的交通,困擾了居民生活,縮短了路面的壽命。配套的電訊、自來(lái)水、煤氣、排水、路燈、城市坐標(biāo)、候車亭、廣告箱、路牌、電話亭、治安崗?fù)さ榷家�發(fā)生反復(fù)拆建才行,這無(wú)疑增加了對(duì)城市設(shè)施的破壞和施工的難度,城市這方面的問(wèn)題顯得尤其突。
　　頂管施工技術(shù)在市政管網(wǎng)中的應(yīng)用主要包括:
　　(1)舊城改造過(guò)程中,由于多年形成的各種管網(wǎng)相互交錯(cuò),很多管線地下位置不明,原始資料丟失或不全等因素,市政管網(wǎng)鋪設(shè)時(shí)無(wú)法對(duì)地面進(jìn)行有效開(kāi)挖。
　　(2)城市架空線路遇交通干線、繁華街道、文物古跡,鐵路或江河阻截,需轉(zhuǎn)入地下過(guò)渡。
　　(3)當(dāng)污水管道直徑較大(Φ600mm以上),而施工現(xiàn)場(chǎng)周邊環(huán)境受限,無(wú)法采用明溝開(kāi)挖來(lái)埋管施工管道。
　　3幾種常用的頂管法施工分析
　　3.1泥水式頂管法
　　泥水平衡掘進(jìn)機(jī)機(jī)型的種類：在頂管施工的分類中，把用水力切削泥土以及雖然采用機(jī)械切削泥土而采用水力輸送棄土，同時(shí)有的利用泥水壓力來(lái)平衡地下水壓力和土壓力的這一類頂管形式都稱為泥水式頂管施工。在泥水式頂管施工中，要使挖掘面上保持穩(wěn)定，就必須在泥水倉(cāng)中充滿一定壓力的泥水，泥水在挖掘面上可以形成一層不透水的泥膜，它可以阻止泥水向挖掘面里滲透。同時(shí)，該泥水本身又有一定的壓力，因此，它就可以用來(lái)平衡地下水壓力和土壓力。這就是泥水平衡式頂管最基本的原理。
　　泥水式頂管施工有以下優(yōu)點(diǎn)：①適用的土質(zhì)范圍比較廣，如在地下水壓力很高以及變化范圍較大的條件下，它也能適用。②可有效地保持挖掘面的穩(wěn)定、對(duì)所頂管子周圍的土體擾動(dòng)比較小。因此，采用泥水式頂管，特別是采用泥水平衡式頂管施工引起的地面沉降也比較小。③與其他類型頂管比較，泥水頂管施工時(shí)的總推力比較小，尤其是在粘土層就表現(xiàn)得更為突出。所以，它適宜于長(zhǎng)距離頂管。④工作井內(nèi)的作業(yè)環(huán)境比較好，作業(yè)也比較安全。⑤由于泥水輸送棄土的作業(yè)是連續(xù)不斷地進(jìn)行的，所以它作業(yè)時(shí)的進(jìn)度比較快在粘土層中，由于其滲透系數(shù)極小，無(wú)論采用的是泥水還是清水，在較短的時(shí)間內(nèi)，都不會(huì)產(chǎn)生不良狀況，這時(shí)在頂進(jìn)中應(yīng)考慮以土壓力作為基礎(chǔ)。在較硬的粘土層中，土層相當(dāng)穩(wěn)定，這時(shí)，即使采用清水而不用泥水，也不會(huì)造成挖掘面失穩(wěn)的。然而，在較軟的粘土層中，泥水壓力大于其主動(dòng)土壓力，從理論上講是可以防止挖掘面失穩(wěn)的。但實(shí)際上，即使在靜止土壓力的范圍內(nèi)，頂進(jìn)停止時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)，也會(huì)使挖掘面失穩(wěn)，從而導(dǎo)致地面下陷。這時(shí)，應(yīng)把泥水壓力適當(dāng)提高些。
　　3.2土壓式頂管法
　　土壓平衡式頂管的基本原理是通過(guò)機(jī)頭前方的刀盤(pán)切削土體并攪拌，同時(shí)由螺旋輸土機(jī)輸出挖掘土體的一種頂管方法。在土壓機(jī)頭的前方面板上裝有壓力感應(yīng)裝置，操作者通過(guò)控制螺旋輸土機(jī)的出土量以及頂速來(lái)控制頂進(jìn)面壓力，與前方土體靜止土壓力保持一致即可防止地面沉降和隆起。
　　土壓平衡頂管施工有兩方面的基本內(nèi)容:第一，項(xiàng)管掘進(jìn)機(jī)在頂進(jìn)過(guò)程中與它所處土層的地下水壓力和土壓力處于一種平衡狀態(tài)；第二，它的排土量與掘進(jìn)機(jī)推進(jìn)所占去的土的體積也處于一種平衡狀態(tài)。只有同時(shí)滿足以上兩個(gè)條件，才能算是真正的土壓平衡。
　　采用土壓平衡頂管掘進(jìn)機(jī)施工有以下優(yōu)點(diǎn)：①適用的土質(zhì)范圍非常廣。它可以適用于淤泥，也可適用于砂礫及卵石層，幾乎是一種全土質(zhì)的頂管掘進(jìn)機(jī)。②能保持挖掘面的穩(wěn)定。③施工時(shí)的覆土可以很淺，最淺為0.8倍的管外徑。這是其他任何形式的頂管施工所無(wú)法做到的。手掘式頂管覆土太淺易塌陷;泥水式易冒頂。④棄土的運(yùn)輸、處理都比較方便、簡(jiǎn)單。⑤作業(yè)環(huán)境好。沒(méi)有泥水式那樣的泥水處理裝置等。如果采用土砂泵輸土，則作業(yè)環(huán)境更好。⑥操作方便、安全。不需要泥水式的泥水循環(huán)系統(tǒng)。
　　4現(xiàn)場(chǎng)施工管理
　　在現(xiàn)場(chǎng)施工中,管線中常常帶有污物和施工殘留物,應(yīng)及時(shí)清掃,否則會(huì)對(duì)閥門(mén)、設(shè)備、儀表帶來(lái)嚴(yán)重的損害。管道在安裝前后都要進(jìn)行清掃,要焊一段清掃一段,這樣可大大減少系統(tǒng)封閉后的清掃工作量。清掃后可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行整體或分段打壓,檢驗(yàn)系統(tǒng)的強(qiáng)度和氣密性。這里要注意季節(jié)對(duì)打壓工作的影響,如在寒冷地區(qū),冬季一般只打氣壓,打水壓易造成管道內(nèi)結(jié)冰,如打水壓則要采取一定的防凍措施。打氣壓要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行認(rèn)真分析,制定打壓方案并采取相應(yīng)的安全保障措施。
　　5結(jié)束語(yǔ)
　　頂管敷設(shè)管道施工技術(shù)在不穩(wěn)定及飽和土層中以最小的破壞和最大的保護(hù)環(huán)境等特點(diǎn),解決了市政工程管網(wǎng)施工中的難題,并在應(yīng)付最惡劣的地下土壤條件中具有一定的施工優(yōu)勢(shì),便于針對(duì)任何復(fù)雜的城市地形和交通布局都能提供最經(jīng)濟(jì)、準(zhǔn)確、快速而可靠的解決問(wèn)題的方案。所以,頂管的應(yīng)用，無(wú)論在規(guī)劃還是市政施工方面，都具有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)，提供了更多的選擇。頂管技術(shù)的出現(xiàn)也為創(chuàng)建都市的安寧環(huán)境和加速舊城區(qū)改造發(fā)展造就了勃勃生機(jī)。
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