頂管施工技術(shù)在市政工程中的應(yīng)用分析獲獎(jiǎng)科研報(bào)告

頂管施工技術(shù)在市政工程中的應(yīng)用分析獲獎(jiǎng)科研報(bào)告摘要：隨著經(jīng)濟(jì)科技的發(fā)展，市政工程建設(shè)不斷增加，對(duì)地下管網(wǎng)建設(shè)要求不斷提高，要求地下管網(wǎng)工程施工要減少對(duì)道路交通及周邊建筑物影響，減少在地下管網(wǎng)工程過程中對(duì)周圍居民生活的影響。順應(yīng)時(shí)代潮流發(fā)展，朝著社會(huì)要求的方向改變，必須要提高施工技術(shù)，下面本文研究的頂管施工技術(shù)在一定程度上有效地解決了這些問題。

關(guān)鍵詞：市政工程;頂管技術(shù);施工應(yīng)用

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引言

當(dāng)前我國(guó)城市建設(shè)中，市政工程建設(shè)不斷推進(jìn)，而在市政管道工程建設(shè)中頂管施工技術(shù)的應(yīng)用較為多見，它能夠避免很多直接開挖管道工程的劣勢(shì)，同時(shí)提升市政項(xiàng)目施工的質(zhì)量，頂管技術(shù)施工由于施工環(huán)境為地下，施工中有諸多因素對(duì)于工程質(zhì)量造成影響，我們?cè)谶M(jìn)行頂管技術(shù)施工管理時(shí)必須明確其中的施工要點(diǎn)，并針對(duì)頂管施工要點(diǎn)進(jìn)行嚴(yán)格管控。

1市政工程施工中的頂管技術(shù)概述

頂管施工技術(shù)在市政工程中的應(yīng)用，對(duì)于優(yōu)化市政工程施工流程，提高市政工程施工質(zhì)量具有重要意義。要想保證頂管施工技術(shù)在市政工程中的科學(xué)應(yīng)用，首先應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)頂管施工技術(shù)分析。市政工程內(nèi)的頂管技術(shù)，在頂進(jìn)井的位置，頂管采用掘進(jìn)機(jī)、工具管設(shè)備，借助主干頂油缸以及中繼間頂進(jìn)力的方法，促使頂管能夠穿越土層，在接收井內(nèi)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的吊起。工作進(jìn)內(nèi)的頂管，管道在埋設(shè)的過程內(nèi)，選擇機(jī)械施工的狀態(tài)，采取封閉式的頂進(jìn)方式，保持內(nèi)部壓力的平衡性，如水泥平衡、氣壓平衡等，完成頂管操作的過程。

第一是頂進(jìn)方法。根據(jù)市政工程的狀態(tài)，選擇管道對(duì)應(yīng)的頂進(jìn)方法，重點(diǎn)考慮現(xiàn)場(chǎng)的工程條件，如土壤地質(zhì)、地下水位等，頂管頂進(jìn)的環(huán)境內(nèi)，不能出現(xiàn)砂性土或者黏性土，而且不能有地下水的干預(yù)，配合機(jī)械與人工開挖的方式，軟土地基內(nèi)，可借助網(wǎng)格式的頂管方法，控制好市政工程地基的平整度，才能落實(shí)頂進(jìn)的過程，如果頂管頂部的金屬管徑比較小，就要選擇擠密式的土層法，保障頂進(jìn)方法的專業(yè)性。

第二是布設(shè)頂管井。以鋼筋砼、碎石為基礎(chǔ)支持，如果市政工程土質(zhì)稍硬，頂管井就要選擇方木條件，適用于土質(zhì)不穩(wěn)定的工作環(huán)境內(nèi)。配合頂管井支設(shè)支架，保障頂管井的安全與穩(wěn)定。頂管井的地基，要根據(jù)管線位置、坡度進(jìn)行施工，避免有沉降的情況，內(nèi)部環(huán)境內(nèi)，還要固定好導(dǎo)軌與頂管，如果是排水管頂進(jìn)，還要規(guī)劃好頂管井的位置，以免影響頂進(jìn)的效果。

第三是管道的頂進(jìn)操作。安排在頂管井的布設(shè)后期，管道頂進(jìn)操作中，頂進(jìn)管的最前端，需要開挖類似于頂管道的坑道，深度保持在30～50cm，管道需采用千斤頂頂進(jìn)，重復(fù)此類頂進(jìn)操作，直到管道頂進(jìn)操作完成。

第四是頂管的接口操作。采取電弧焊的方法，在管段頂入之前，管段和已經(jīng)頂入的管段，需要在內(nèi)部實(shí)現(xiàn)焊接，運(yùn)用麻絲油氈處理混凝土管接口，管內(nèi)側(cè)要留出1～2cm的空隙，兩個(gè)管之間的空隙，頂進(jìn)后仍舊保持1～1.5cm，完善頂管接口的位置。第五是管道的壓漿操作。也稱管線壓漿操作，壓漿需要在每節(jié)管道預(yù)設(shè)的壓漿孔位置，都實(shí)現(xiàn)壓漿操作，防止頂管的地面出現(xiàn)沉降的風(fēng)險(xiǎn)。壓漿可以保障頂管管道在市政工程中的安全性，體現(xiàn)出頂管施工流程的規(guī)范性。

2頂管施工技術(shù)在市政工程中的應(yīng)用要點(diǎn)

2.1頂管出洞

由工作井內(nèi)導(dǎo)軌上將頂管機(jī)頭向工作井前壁預(yù)留洞內(nèi)推進(jìn)，且由前墻穿過向井外土層內(nèi)進(jìn)入，該過程即被稱為頂管出洞。作為整個(gè)頂管施工的重要內(nèi)容，頂管出洞的合理控制，才保證頂管施工質(zhì)量。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，預(yù)留進(jìn)出洞口選取地下連續(xù)墻預(yù)埋鋼盒，且在洞口前與頂進(jìn)方向相鄰的連續(xù)墻外邊線進(jìn)行止水幕墻設(shè)置，其尺寸為厚2000mm、寬8000mm。出洞前期，相比頂管附近摩擦力+導(dǎo)軌間摩擦力，頂管機(jī)正面主動(dòng)土壓力較大，這種情況下將有頂管機(jī)反彈現(xiàn)象產(chǎn)生，導(dǎo)致頂管前方土體產(chǎn)生坍塌質(zhì)量問題，進(jìn)而影響頂管機(jī)再次推進(jìn)施工。基于此，需將一條工字鋼分別設(shè)置到洞口兩側(cè)與地面平行位置，如主頂千斤頂即將回縮加頂鐵時(shí)，需保證兩條工字鋼都能焊牢于第一個(gè)頂鐵，隨后進(jìn)行千斤頂回收，避免出現(xiàn)反彈現(xiàn)象。

2.2地面設(shè)備頂進(jìn)設(shè)備的選型和布置、安裝

工作井地面設(shè)備選取上要利用頂管技術(shù)施工所需要的各種設(shè)備，例如，液壓系統(tǒng)、配電站、倒裝設(shè)備等。此次工程施工實(shí)踐中主要是選取兩臺(tái)電動(dòng)空壓機(jī)（1m3和3m3）的及其作為氣壓系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行空氣的生產(chǎn)與壓縮，然后把空氣凈化之后進(jìn)行儲(chǔ)存量足夠多時(shí)在輸入到管道中;在施工中用來潔凈施工環(huán)境的鼓風(fēng)機(jī)（5kW）設(shè)備主要是排煙和施工用氣進(jìn)而保障使館人員的呼吸安全;對(duì)主頂和中繼間的千斤頂提供運(yùn)行的壓力油主要是利用高壓油泵、溢流閥、油管、控制閥和油箱等液壓系統(tǒng)。選好這些設(shè)備還要對(duì)具體實(shí)際進(jìn)行改變，此時(shí)把每個(gè)工作井中配備兩臺(tái)高壓泵進(jìn)行并聯(lián)循環(huán)作業(yè)并且配備一套完整的壓漿系統(tǒng)，壓漿系統(tǒng)主要包括泥漿池、注漿泵、攪拌機(jī)、管道等，最后為工程建設(shè)施工的方面選用一臺(tái)合適的門式吊機(jī)。

井內(nèi)頂進(jìn)設(shè)備主要是選取在此項(xiàng)技術(shù)施工中最重要的施工設(shè)備主千斤頂，根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際需要，測(cè)算出此項(xiàng)目需要2臺(tái)2000kN油壓的千斤頂進(jìn)行作業(yè)施工，并且在布置時(shí)要左右對(duì)稱，千斤頂?shù)挠统瘫ＷC在1500mm，設(shè)備中的電動(dòng)油泵要供給主頂油管，滿足這些才能順利進(jìn)行施工。

2.3管線頂進(jìn)與地面形變控制

通過頂管過程中造成地層變形的主要原因分析可知，頂管端頭部分的地層損失很容易造成周圍土體的變形和沉陷問題，同時(shí)，管道在頂進(jìn)過程中跟土體的摩擦作用也會(huì)造成地層的擾動(dòng)。所以在進(jìn)行頂管施工作業(yè)前，要參考地址勘察報(bào)告對(duì)不同土質(zhì)和覆土深度的土層進(jìn)行控制，同時(shí)通過實(shí)體土樣試驗(yàn)，保證所使用的泥水能夠土壓形成平衡。對(duì)于坡度的平穩(wěn)要求，可以通過偏差控制來減輕對(duì)土體的擾動(dòng)作用。此外，還應(yīng)該科學(xué)地控制頂管的速度，來保證排泥量與地層變形在可控范圍內(nèi)。此外，通過科學(xué)地控制注漿壓力和注漿量，來保證地層變形的可控性。

2.4在頂進(jìn)中進(jìn)行科學(xué)糾偏

在我們進(jìn)行市政工程施工時(shí)，對(duì)于頂管施工技術(shù)來講，保證施工中方向性的科學(xué)是非常必要的，它直接關(guān)系著施工管道與設(shè)計(jì)要求是否相符，因此施工中必須通過測(cè)量技術(shù)來對(duì)頂進(jìn)偏差趨勢(shì)進(jìn)行科學(xué)探究，一旦發(fā)現(xiàn)在頂進(jìn)施工中出現(xiàn)了大范圍偏差，就必須通過參數(shù)調(diào)節(jié)來糾正，而且糾偏過程必須保證在頂進(jìn)中緩慢恢復(fù)頂管位置，絕不能用力過猛，否則會(huì)導(dǎo)致頂管設(shè)備的損壞，如果施工中不僅出現(xiàn)了高程偏差，同時(shí)還出現(xiàn)了方位偏差，那么就要首先測(cè)量偏差大小，優(yōu)先進(jìn)行較大偏差的糾正。而如果施工中出現(xiàn)了機(jī)頭旋轉(zhuǎn)問題，就要在頂管內(nèi)向著機(jī)頭旋轉(zhuǎn)的反方向施加壓力，還可以在施工中利用旋轉(zhuǎn)糾正力矩來進(jìn)行機(jī)頭調(diào)整，提升頂管施工過程中各施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量管理效果。

結(jié)束語(yǔ)

總之，隨著城市發(fā)展步伐的加快，頂管施工在敷設(shè)深