市政給排水施工中的長距離頂管施工技術(shù)的分析研究

引言
隨著時代的發(fā)展，我國城市化進(jìn)程在不斷加快，人們對于生活工作環(huán)境的要求在不斷提升。當(dāng)前，城市給排水系統(tǒng)的逐漸完善是人們生活保障的基礎(chǔ)，因此市政給排水系統(tǒng)工程的施工顯得尤為重要。市政給排水施工技術(shù)中頂管施工是現(xiàn)代化管道施工中關(guān)鍵的敷設(shè)技術(shù)，在各市政工程企業(yè)受到廣泛應(yīng)用。本文對頂管施工技術(shù)以及其特點、現(xiàn)狀進(jìn)行簡要闡述，對長距離頂管施工技術(shù)進(jìn)行深入的分析，以期促進(jìn)市政給排水施工技術(shù)的發(fā)展。

1  頂管施工技術(shù)概述
1.1  概念
頂管施工技術(shù)是指不進(jìn)行地面開挖為前提，通過液壓頂進(jìn)工作站以擠壓頂進(jìn)的工作方式進(jìn)行頂管鋪設(shè)的施工技術(shù)。其以頂管機(jī)為主要操作設(shè)備，能夠在不影響交通、環(huán)境的情況下直接進(jìn)行市政管道鋪設(shè)。
1.2  特點
市政基礎(chǔ)工程建設(shè)過程中，其主要具有不開挖、迅速、影響小、保護(hù)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)實用的諸多特點，頂管施工技術(shù)在市政工程的廣泛應(yīng)用過程中，還能夠有效減少征地搬遷費用的優(yōu)勢，對于環(huán)境、交通的影響也都較小，這使得頂管施工技術(shù)具有較高對經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，基于此，頂管施工技術(shù)在當(dāng)前國內(nèi)市政給排水施工過程中應(yīng)用廣泛。
1.3  長距離頂管 施工技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀分析
市政給排水系統(tǒng)作為城市基礎(chǔ)性設(shè)施對于人們的生活工作有著重要的影響，是有效防洪、防澇、給水排水、排污的重要保障設(shè)施，對于自然資源保護(hù)和利用有著重要的作用。但是我國當(dāng)前的市政給排水系統(tǒng)工程仍不夠完善，排水設(shè)施容易出問題，排水設(shè)施維護(hù)修理不夠及時而衍生其他方面的問題。對此，市政給排水工程施工過程中要高標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)要求，提升施工質(zhì)量水平，以使得市政給排水工程能夠更加完善。

2  長距離頂管施工技術(shù)在市政給排水施工中的限制因素
長距離頂管施工技術(shù)其施工距離較長，一般超過百米，在發(fā)達(dá)國家甚至超過千米，在如此長距離的施工過程中，其施工技術(shù)環(huán)節(jié)與普通頂管施工技術(shù)有所不同，并且長距離的頂管技術(shù)應(yīng)用往往容易受到不同程度的限制因素的影響。長距離頂管施工技術(shù)的應(yīng)用是否能夠更好的完成既定工程任務(wù)，需要對工程環(huán)境、技術(shù)實施環(huán)節(jié)等等進(jìn)行詳細(xì)的了解，對于各方面因素的影響和限制要進(jìn)行透徹的分析。
2.1  推力限制
長距離頂管施工技術(shù)主要依托于設(shè)備的推力進(jìn)行具體的頂管施工。以理論基礎(chǔ)而言，頂管施工的進(jìn)行過程中，距離越長推力所需越大，增加頂管機(jī)推力即可。但是，推力增加的過程中，管子、管道后座等等是否能夠承受壓力的增大，都是需要進(jìn)行技術(shù)分析后才能進(jìn)行實際操作的。因此，目前的長距離頂管施工技術(shù)應(yīng)用過程中，管道選用的材料以鋼管為主，主要是因為鋼管相較于混凝土管的摩擦系數(shù)更小，能夠更加有效的保障頂管施工的進(jìn)行。
2.2  通風(fēng)系統(tǒng)
長距離頂管施工過程中，通風(fēng)問題要受到足夠的重視，對于施工人員生命安全都有著重要的影響。在具體施工過程中，由于施工距離長，頂進(jìn)時間長，管道容量有限，因此管道施工人員在管道內(nèi)需消耗更多的氧氣，如果施工時間較長則有可能出現(xiàn)缺氧狀況，對于施工人員的人身健康不利。因此在長距離頂管施工過程中，需要對通風(fēng)系統(tǒng)予以足夠的重視。
3 3 長距離頂端施工控制要點分析
長距離頂管施工過程中，對于周圍的環(huán)境有著一定影響，最直接的是對于底層的沉降影響，因此要對此進(jìn)行相應(yīng)的施工預(yù)案制定，通過采取具體的應(yīng)對措施以控制地層沉降在可控范圍之內(nèi)，尤其是在商業(yè)繁華或交通繁忙的地段。
3.1  進(jìn)出洞技術(shù)
長距離頂管施工工作井洞口需進(jìn)行止水處理，止水裝置密封主要采用橡膠止水法蘭，需要提前預(yù)埋注漿孔以能夠便于膨潤土泥漿的壓注。洞外工作井土體密封加固采用 SMW 工法樁加壓密注漿等方案。為使得出洞更加方便快捷，需在支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)進(jìn)行鋼圈的預(yù)設(shè)。此外，為確保止水安全，在內(nèi)襯的預(yù)留洞上，需安裝雙道橡膠止水法蘭裝置。頂管過程中為減小出洞段土地的擾動情況，需加強(qiáng)出洞口的觸變泥漿壓注。
3.2  管節(jié)止轉(zhuǎn)的技術(shù)措施
長距離頂管在頂進(jìn)過程中，由于在刀盤和螺旋機(jī)的綜合作用下，頂進(jìn)機(jī)頭會發(fā)生旋轉(zhuǎn)，但如果機(jī)頭旋轉(zhuǎn)角度過大則會影響頂管施工的進(jìn)行，因此要要采取相應(yīng)的糾正措施。主要措施是在機(jī)頭前方筒的水平二側(cè)焊翼板，機(jī)頭旋轉(zhuǎn)的對應(yīng)措施主要是采用壓重塊的措施，在機(jī)頭兩側(cè)分別進(jìn)行鐵支架的平均焊壓。機(jī)頭在工作過程中如果發(fā)生偏轉(zhuǎn)，通過對壓鐵的移動保證其機(jī)頭的穩(wěn)定。
4  常用頂管施工工藝對比分析
4.1  手掘式頂管施工工藝
手掘式頂管施工是頂管施工的一種方式，發(fā)展時間已久，該施工方式在特定土質(zhì)條件下，輔助以一定的措施便具有諸多優(yōu)勢，包括施工速度快、施工成本低、設(shè)備少、操作簡便等優(yōu)勢，因此，至今很多單位依然采取該施工方式。但需要注意的是當(dāng)前的手掘式頂管施工已經(jīng)不是過去原始的手掘式頂管施工，在工藝和設(shè)備等方面都進(jìn)行了完善，未來為使其能夠滿足一定范圍內(nèi)的使用，還需對其工藝和設(shè)備進(jìn)一步完善。
4.2  泥水平衡式頂管施工工藝
泥水平衡式頂管機(jī)是一種全斷面鉆削式掘進(jìn)機(jī)械。它的優(yōu)點有：適用的土質(zhì)比較廣，最適用的土質(zhì)是滲透系數(shù)小的砂性土；地面沉降較小，挖掘面穩(wěn)定，土層損失??；施工速度較快。棄土采用管道運輸，可以連續(xù)出土。泥水平衡頂管機(jī)的缺點是：棄士的運輸和堆放都比較困難；大口徑泥水平衡式頂管，因泥水量大，作業(yè)場地大，不宜在市區(qū)采用；大部分透水性強(qiáng)的土質(zhì)要加粘土、膨潤土和 CMC 等穩(wěn)定劑。要求泥水管理嚴(yán)格，稍有不慎，就會坍方；粘粒太多的土質(zhì)，如粘性土，泥水分離困難，成本高；不適用于有較大石塊或障礙物的土層。
4.3  土壓平衡施工工藝
施工優(yōu)勢：施工無需開挖路面，不僅占地較少，還能夠保持路面穩(wěn)定，杜絕了城區(qū)道路多次反復(fù)開挖的問題，將城區(qū)交通環(huán)境進(jìn)行了有效改善。工程施工占地少，該施工工藝不受地形地貌的影響，無需拆遷地面各種市政設(shè)施，如此便無需支付賠償損失，大大降低了拆遷費用。施工速度快，可晝夜連續(xù)施工，平均推進(jìn) 10m-15m，一次性連續(xù)頂進(jìn)距離最長可超 500m，不僅施工工期由此縮短了，還大大提高了施工效率。該施工工藝操作簡單，無需在渠道內(nèi)作業(yè)，只在工業(yè)坑內(nèi)指揮即可，在節(jié)省了大量勞動力的同時，還提高了施工的安全性。
5  結(jié)束語
時代在發(fā)展，技術(shù)在進(jìn)步，現(xiàn)代城市化建設(shè)中市政給排水系統(tǒng)的建設(shè)過程中，除了對于以上技術(shù)、工藝的逐漸完善外，還需要在設(shè)計理念、設(shè)計方法中得以更全面的完善，以促進(jìn)當(dāng)前市政給排水的不斷發(fā)展。頂管施工技術(shù)隨之應(yīng)用的廣泛推廣將越來越普及，其復(fù)雜的施工模式以及綜合應(yīng)用模式，需經(jīng)過進(jìn)一步的分析研究，最終能夠確保城市給排水的逐漸趨于穩(wěn)定運行，保證城市建設(shè)的進(jìn)程穩(wěn)定發(fā)展。