摘要：作为城市重要的基础设施，市政排水管道逐渐受到人们的关注。随着我国社会经济的进一步发展，人们生活质量也得到了提升，城市排水管网的建设逐渐趋于完善。本文主要从市政给排水管道施工中明挖施工与顶管施工的应用进行了详细分析。
关键词：管道施工；明挖；顶管；应用
在中国的很多大城市，随着城市发展的速度越来越快，当今时代我们城市现存的许多设施不能满足发展的需要，人们比以往更多地渴望在都市的良好环境下得到休息，更多地满足与协调他们的需求。人口的进一步集中、城市化的快速推进、要求城市的配套设施更有前瞻性和规划性。所以在像深圳这样的先进大城市的市政工程里都会用到大管径的管道。但由于在管道敷设的路线中会遇到不同的情况，如何使用正确的管道施工方法使成本优化并且使城市的破坏减至最小，是当前市政管道施工的一个重要话题。
在本人负责的某水厂及配套管网工程中管道直径是DN300 到DN1200，主要用两种方法：明挖法施工和顶管施工。
1 明挖法施工
适用场合：管道经过绿化带，人行道、土质较疏松的地方，且埋设深度不大。
土方开挖：土方开挖时要注意根据设计上要求管道两侧预留出工作面，并按土质和开挖深度的不同而挖出放坡。
管道安装：塑料管道安装的接口有熔接、橡胶圈连接和承插连接；铸铁管接口可采用青铅接口、石棉水泥接口、自应力水泥接口、法兰接口、橡胶圈柔性接口。因为青铅接口、石棉水泥接口、自应力水泥接口等接口方法劳动强度大，易开脱，橡胶圈柔性接口施工速度快，劳动强度低，密封性好，具有良好的伸缩性，对管基不均匀沉降的适应性强。
管沟回填。管沟回填非常重要，回填质量的优劣直接影响整个道路运行状态。回填分两次进行：第一步 管沟底部与管道之间的15cm 厚度的石粉渣垫层敷设；第二步 管顶50cm 以内回填，又称“腹腔回填”；第三步 管顶50CM 以上大规模机械回填。腹腔回填时应特别注意，不能填入>100mm 的石块或砖块等杂物，也不能使用腐殖土、垃圾土和淤泥等进行回填，现在很多的工程在管顶50cm 以内回填的材料选用较细的均匀石粉渣，并用人工进行分层夯实。管顶50CM 以上可用土方机械进行回填和碾压。回填土中不得含有石块砖块及其他杂硬带有棱角的大块物体。
2 顶管施工
2.1 顶进工艺
顶管工艺过程包括下管、接口、测量、挖土、出土、顶进等。
2.1.1 下管
将工作坑上面管节吊装于工作坑内的导轨，一般可用吊车或卷扬机起吊，下到工作坑内。所有管节在下吊之前都必须进行外观检查。
2.1.2 稳管与接口处理
每下一节管都要检查一下管节的高程和方向是否符合设计和施工规范要求，管节是否完全贴卧于导轨上。管与管接口必须密实、平顺。内套环中心应对正管道接口，填料密实，管缝内不得有泥土，石子，砂浆等杂物。
2.1.3 挖土
人工挖土顶进时，管前挖土一般应在在管内操作，以确保安全。土质良好时，管顶以上的土能形成土拱，管端可不加管帽，并允许在管前超挖10-30cm 后在顶管；土质差，容易塌方时，管前超挖量宜小，并随挖随顶；土质好时，管顶超挖量不得大于15mm，在重要建筑物和铁路下，顶部地基不允许下沉地段及土质差时，均不得超挖。
2.1.4 出土
当管径大于800mm 时，可采用四轮小车运土，小车在管内出入时可在其前后端拴上长绳，由管内外的操作者拉绳，以使小车往复运土至工作坑坑底，再垂直提升到地面运走。当管径大于1500mm 时，可采用双轮手推车装运至坑底，然后垂直吊到地面运走。
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2.1.5 顶进
顶进要坚持“先挖后顶，随挖随顶”的原则。顶前应检查顶铁安装是否平直，以防顶进时产生偏心荷载，顶铁崩出伤人。顶进的程序为：安装顶铁－启动油泵（千斤顶活塞顶出）－管节向前运动－千斤顶的行程结束后关闭油泵－油泵回油（千斤顶活塞复位）－加顶铁－下一行程开始。
2.2 顶管掘进机头不能最终到达接收井，归纳起来有以下几种情况：
（1）由于设计或施工前对地质情况估计不足，造成顶进过程中摩阻力过大；
（2）由于施工中注浆减阻不理想，或因某原因中间停顿时间过长，造成管壁阻力过大；
（3）由于管道自身强度缺陷，顶进过程中造成管身碎裂；
（4）由于工作井井身或后壁强度不足，造成工作井后座严重开裂或变位；
（5）由于掘进机头自身机械传动出现问题；
（6）由于管位处出现难以逾越的障阻物等。
2.3 解决对策
（1）开天窗法：通常是顶管施工技术人员首先所考虑到的一种简单、节省而又行之有效的补救方法。此法常用于故障机头上方地面符合施工条件，且该处地质状况亦利于开挖或进行开窗作业，它可分为大开挖法、钢板支护开挖法、沉井开窗法和钢护筒开挖法等。
（2）逆套管法：在故障机头离接收井较近，且地面无法开挖的情况下，采用比机头外径大20cm 左右的钢管（或其它管道），从接收井洞口利用人工反向顶进，套住机头后，把机头从接收井拉出，再接顺管道的一种方法。采用此种方法时，故障机头具体位置，轴线走向，标高等数据的准确测定是处理问题的成功关键。
（3）顺套管法：此法常在掘进机头在刚开顶不久，离工作井不远处出现故障，且地面为道路或不允许开挖沉降的情况下使用。在工作井顶进内径大于管道外径的钢管，从而确保土体不坍塌，同时，注意防止洞口止水圈拆卸时的井壁周围水土流失。
（4）引导洞法：由于掘进机头发生故障，但刀盘尚可转动的情况下，外部条件限制，很难用其它办法来解决该问题，在接收井处用同型号掘进机逆向顶进，实现对接后，此推彼拉，完成顶进工作的一种方法。采用此法时，如何准确无误地确定原机头走向，标高及现机头轴线是成功的关键，刀盘对接后，需同向转动，推进与回拉均需同步进行。
3 洞口土体加固
对洞口外土体加固处理的目的，是使土体具有自立性、隔水性和一定的强度，防止机头在顶进初期由于自重过大而产生“叩头” 现象。由于工作井制作时，洞口土体受到扰动。在机头进洞穿墙初期，因入土较少，机头的自重仅由导轨和入土较浅的土体支承，作用于支撑面上的应力很可能超过允许承载力，使机头“叩头” 下栽。因此，对洞口土体加固十分必要。
土体加固可以采取降水和冷冻等物理方法进行，也可以采取化学方法进行。化学加固方法是近年来发展起来的新技术，方法可靠、效果明屁、容易控制，种类比较多。主要有注浆法（包括分层注浆、压密注浆、填充注浆）、旋喷法（粉喷或液喷）和深层搅拌法等。为防止机头下栽，除了采取土体加固之外．还可以采用延伸导轨、保留洞口下部预留缝隙的砖墙、在洞口下部填硬黏土或用低标号混凝土浇注一块托板把机头托起。
4 洞口止水装置
洞口止水装置通常是顶管施工的薄弱环节，它关系到顶管能否顺利地进出洞和保证顶进过程中洞口密封的可靠性。
工作井洞口止水装置应根据工作井的具体条件进行设计。可以采用较简单的橡胶法兰的结构形式。这种形式可用于两种不同的情况。
第一种情况是沉井工作井。在沉井制作时，在洞口位置预埋一环钢法兰，当沉井下沉封底后．由于洞口标高可能与设计值有误差，必须使管道标高尽可能符合设计标高，为此，在预埋钢法兰上再焊一圈钢法兰，该法兰中心可以与原洞口中心错位，而与实际的管道中心保持同心度要求。这环后焊的法兰中心也就是洞口止水装置的中心。这种橡胶法兰的止水装置结构简单、成本低、安装方便。
综上所述，在当今的市政管道施工中，应根据管道经过的路线情况、埋设深度要求、土质情况等综合考虑选择适当的施工方法，在保护环境、优化成本、保证工期三者间取一个平衡点是市政工程设计、建设、施工方共同的责任。
论文作者:程剑波,孙才谦,尹忠亮
论文发表刊物:《基层建设》2018年第25期
论文发表时间:2018/9/18
标签：机头论文; 洞口论文; 管道论文; 接口论文; 土质论文; 法兰论文; 方法论文; 《基层建设》2018年第25期论文;