郝玉平 張瑤 周賀

徐州市水利建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 江蘇 徐州  221018

摘  要：市政給排水長距離頂管施工技術(shù)是現(xiàn)代化城市建設(shè)中不可或缺的一環(huán)。該技術(shù)通過非開挖方式，利用土壓平衡頂管機(jī)等設(shè)備，在地下完成管道鋪設(shè)，有效提升了施工效率和質(zhì)量。該技術(shù)對地質(zhì)條件、土壤環(huán)境等因素有較高要求，因此施工前需進(jìn)行充分規(guī)劃和設(shè)計(jì)審核，確保施工過程的順利進(jìn)行。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測管道姿態(tài)、泥漿參數(shù)等，確保施工質(zhì)量和安全。長距離頂管施工技術(shù)的應(yīng)用，對于提高城市給排水系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性具有重要意義。

關(guān)鍵詞：市政排水；長距離頂管；施工技術(shù)

引言

市政給排水系統(tǒng)是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，對于保障城市正常運(yùn)行和居民生活質(zhì)量具有關(guān)鍵作用。隨著城市化進(jìn)程的加速，長距離頂管施工技術(shù)因其施工效率高、環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)，在市政給排水工程中得到廣泛應(yīng)用。本文深入探討長距離頂管施工技術(shù)的原理、應(yīng)用及質(zhì)量控制等方面，以此為市政給排水工程的建設(shè)提供理論支持和實(shí)踐指導(dǎo)，促進(jìn)城市建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

1市政給排水系統(tǒng)的重要性

市政給排水系統(tǒng)作為城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，其重要性不言而喻。它承載著城市生活、工業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)等多重功能，對于城市的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和持續(xù)發(fā)展具有至關(guān)重要的作用。第一，市政給排水系統(tǒng)是城市生活的命脈。水是生命之源，城市居民的日常生活離不開給排水系統(tǒng)的支持。供水系統(tǒng)為居民提供清潔、安全的飲用水，滿足人們的基本生活需求；排水系統(tǒng)則負(fù)責(zé)收集、輸送和處理城市污水，保障城市環(huán)境的衛(wèi)生和居民的健康。第二，市政給排水系統(tǒng)對于工業(yè)生產(chǎn)的正常運(yùn)行也至關(guān)重要。工業(yè)生產(chǎn)需要大量的水資源，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生大量的廢水。給排水系統(tǒng)不僅為工業(yè)生產(chǎn)提供穩(wěn)定、可靠的水源，還負(fù)責(zé)處理工業(yè)廢水，防止其對環(huán)境造成污染。這對于保障工業(yè)生產(chǎn)的順利進(jìn)行、促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要意義。第三，市政給排水系統(tǒng)還具有環(huán)境保護(hù)的功能^[1]。通過收集和處理城市污水，給排水系統(tǒng)能夠減少污水對環(huán)境的污染，保護(hù)城市生態(tài)環(huán)境，還能夠?qū)崿F(xiàn)水資源的循環(huán)利用，提高水資源的利用效率，為城市的可持續(xù)發(fā)展提供支持。

2市政給排水長距離頂管施工的關(guān)鍵技術(shù)

2.1管材選擇與防腐技術(shù)

在市政給排水長距離頂管施工中，管材的選擇需要綜合考慮多種因素，如管道的使用環(huán)境、輸送介質(zhì)、施工條件等。常用的管材有鋼管、鋼筋混凝土管、塑料管等。其中，鋼筋混凝土管因其承受壓力能力強(qiáng)、耐腐蝕、造價(jià)適中等優(yōu)點(diǎn)，在市政給排水工程中得到了廣泛應(yīng)用。在選擇管材時(shí)，要考慮管道的使用環(huán)境。對于腐蝕性較強(qiáng)的介質(zhì)，需要選擇耐腐蝕性能好的管材，如不銹鋼管、塑料管等。在輸送高壓水或污水時(shí)，需要選擇承壓能力強(qiáng)的管材，如鋼筋混凝土管，還要考慮管材的施工性能，如易安裝、易維修等。由于市政給排水管道長期埋設(shè)在地下，容易受到土壤、水分等自然因素的腐蝕，在管道施工過程中，需要采取有效的防腐措施，延長管道的使用壽命。防腐技術(shù)主要包括涂層防腐和電化學(xué)防腐兩種方法。涂層防腐是在管道表面涂覆一層或多層防腐涂料，形成一層保護(hù)膜，防止腐蝕介質(zhì)與管道直接接觸。常用的防腐涂料有瀝青漆、環(huán)氧煤瀝青漆、環(huán)氧粉末涂料等。電化學(xué)防腐則是利用電化學(xué)原理，在管道表面形成一層致密的氧化膜，阻止腐蝕介質(zhì)與管道接觸。常用的電化學(xué)防腐方法有陰極保護(hù)和陽極保護(hù)兩種。

2.2頂管機(jī)選擇與操作技術(shù)

頂管機(jī)的選擇需要根據(jù)具體的工程條件、管道參數(shù)以及施工要求來確定。一是要考慮管道的直徑和長度，以確保所選頂管機(jī)能夠滿足頂進(jìn)作業(yè)的需求。二是要考慮施工場地的地質(zhì)條件，如土壤類型、含水率、地下水位等，這些因素將影響頂管機(jī)的選型和使用效果。三是要考慮工期、預(yù)算等其他因素，綜合考慮各種因素選擇最合適的頂管機(jī)。常見的頂管機(jī)類型包括土壓平衡頂管機(jī)、泥水平衡頂管機(jī)等。土壓平衡頂管機(jī)適用于土壤穩(wěn)定性較好的地層，通過調(diào)整土倉內(nèi)的土壓來平衡地下水壓和土壓，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定頂進(jìn)。泥水平衡頂管機(jī)則適用于含水率較高的地層，通過向切削倉內(nèi)注入泥漿來平衡地下水壓和土壓，確保施工過程的穩(wěn)定性。頂管機(jī)的操作技術(shù)包括頂進(jìn)速度控制、頂進(jìn)力調(diào)整、泥漿配比與注入等多個(gè)方面^[2]。要合理控制頂進(jìn)速度，避免過快或過慢導(dǎo)致的管道變形或損壞，根據(jù)地質(zhì)條件和施工要求調(diào)整頂進(jìn)力，確保頂管機(jī)能夠順利頂進(jìn)，要注意泥漿的配比和注入量，保持切削倉內(nèi)的泥漿壓力和濃度穩(wěn)定，確保施工過程的穩(wěn)定性和安全性。在操作過程中，需要嚴(yán)格按照操作規(guī)程和施工方案進(jìn)行，確保每個(gè)步驟都符合要求，加強(qiáng)施工現(xiàn)場的安全管理，確保施工人員的安全和設(shè)備的正常運(yùn)行。

2.3進(jìn)出洞技術(shù)

在市政給排水長距離頂管施工中，進(jìn)出洞技術(shù)直接關(guān)系到頂管施工的順利進(jìn)行、管道的安全穩(wěn)定以及施工效率。進(jìn)出洞技術(shù)是指在頂管施工過程中，管道從工作井中頂入或頂出地層時(shí)所采用的技術(shù)措施。采用合理的進(jìn)出洞技術(shù)可以加快施工進(jìn)度，減少不必要的施工時(shí)間和成本。進(jìn)出洞技術(shù)的好壞直接影響到管道的穩(wěn)定性和使用壽命，合理的進(jìn)出洞技術(shù)可以確保管道在穿越地層后仍然保持穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。接著，在頂管施工前，需要對工作井和接收井的洞口進(jìn)行清理和準(zhǔn)備，確保洞口平整、無雜物、無積水。對于地質(zhì)條件較差或存在地下水的地層，需要對洞口進(jìn)行加固處理，如采用注漿、鋼板樁等方式進(jìn)行加固，以確保洞口在頂管過程中不會(huì)發(fā)生坍塌或涌水現(xiàn)象。在頂管機(jī)進(jìn)入或離開地層時(shí)，需要對洞口進(jìn)行密封處理，以防止地下水、泥沙等進(jìn)入工作井或接收井內(nèi)，影響施工進(jìn)度和管道安全。在洞口準(zhǔn)備好并加固后，頂管機(jī)可以開始進(jìn)入或離開地層。在進(jìn)出過程中，需要嚴(yán)格控制頂管機(jī)的頂進(jìn)速度和頂進(jìn)力，確保管道在穿越地層時(shí)不會(huì)受到過大的擠壓或拉伸力。在頂管機(jī)成功進(jìn)入或離開地層后，需要對洞口進(jìn)行后續(xù)處理，如注漿、回填等，以確保洞口的穩(wěn)定性和安全性。

2.4監(jiān)測與控制技術(shù)

在市政給排水長距離頂管施工中，監(jiān)測與控制技術(shù)通過實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制施工過程中的各種參數(shù)，確保施工的安全、高效和質(zhì)量。一方面，在施工前，需要根據(jù)工程特點(diǎn)和施工要求，明確需要監(jiān)測和控制的參數(shù)，如管道頂進(jìn)力、頂進(jìn)速度、管道姿態(tài)、土體沉降等。根據(jù)監(jiān)測與控制目標(biāo)，設(shè)計(jì)合理的監(jiān)測與控制方案。這包括選擇合適的監(jiān)測儀器和設(shè)備、確定監(jiān)測點(diǎn)的位置和數(shù)量、制定監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集和處理方法等。在施工前，需要按照監(jiān)測與控制方案的要求，安裝相應(yīng)的監(jiān)測設(shè)備，如位移計(jì)、壓力計(jì)、應(yīng)變計(jì)等。在施工過程中，需要實(shí)時(shí)監(jiān)測各種參數(shù)的變化情況，并根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的控制。例如，當(dāng)管道頂進(jìn)力過大時(shí)，需要適當(dāng)降低頂進(jìn)速度或增加潤滑措施；當(dāng)土體沉降過大時(shí)，需要采取加固措施等^[3]。將監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析和處理，生成相應(yīng)的報(bào)表和圖表，為施工管理和決策提供科學(xué)依據(jù)。另一方面，監(jiān)測設(shè)備的選擇和安裝應(yīng)符合工程特點(diǎn)和施工要求，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。監(jiān)測與控制方案應(yīng)合理設(shè)計(jì)，充分考慮各種因素的影響，確保施工過程中的安全性和高效性。在施工過程中，應(yīng)加強(qiáng)對監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析和處理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問題，確保施工質(zhì)量和安全。監(jiān)測與控制技術(shù)的應(yīng)用需要與其他施工技術(shù)相結(jié)合，形成完整的施工管理體系，提高施工效率和質(zhì)量。

3市政給排水長距離頂管施工技術(shù)的質(zhì)量控制

3.1控制管節(jié)止轉(zhuǎn)的質(zhì)量

在市政給排水長距離頂管施工中，控制管節(jié)止轉(zhuǎn)的質(zhì)量是確保整個(gè)施工過程順利進(jìn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。管節(jié)止轉(zhuǎn)的質(zhì)量直接影響到管道的穩(wěn)定性和施工效率，因此必須采取有效的措施來加以控制。在長距離頂管施工過程中，管道在頂進(jìn)過程中會(huì)受到各種力的作用，如土壤摩擦力、管道自重等。這些力可能會(huì)導(dǎo)致管道在頂進(jìn)過程中發(fā)生旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而影響到管道的穩(wěn)定性和施工效率。如果管節(jié)止轉(zhuǎn)的質(zhì)量得不到有效控制，可能會(huì)導(dǎo)致管道偏移、斷裂等嚴(yán)重問題，甚至可能引發(fā)安全事故。因此，控制管節(jié)止轉(zhuǎn)的質(zhì)量是確保施工順利進(jìn)行的重要保障。（1）優(yōu)化設(shè)計(jì)方案：在施工前，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況和地質(zhì)條件，合理設(shè)計(jì)施工方案，確保管道在頂進(jìn)過程中的穩(wěn)定性和安全性。同時(shí)，應(yīng)充分考慮管道的材料、直徑、長度等因素，選擇合適的頂管機(jī)和輔助設(shè)備，以減少管道在頂進(jìn)過程中的旋轉(zhuǎn)和偏移。（2）加強(qiáng)監(jiān)測與控制：在施工過程中，應(yīng)加強(qiáng)對管道頂進(jìn)過程中的監(jiān)測與控制。通過安裝位移計(jì)、角度傳感器等監(jiān)測設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)測管道的姿態(tài)和旋轉(zhuǎn)情況。一旦發(fā)現(xiàn)管道發(fā)生旋轉(zhuǎn)或偏移，應(yīng)立即采取措施進(jìn)行糾正和調(diào)整，確保管道的穩(wěn)定性和施工效率。（3）采用有效的止轉(zhuǎn)措施：在管道頂進(jìn)過程中，應(yīng)采用有效的止轉(zhuǎn)措施來防止管道發(fā)生旋轉(zhuǎn)。常見的止轉(zhuǎn)措施包括在管道上設(shè)置止轉(zhuǎn)裝置、在管道周圍注入穩(wěn)定劑等。這些措施可以有效地增加管道與土壤之間的摩擦力，減少管道在頂進(jìn)過程中的旋轉(zhuǎn)和偏移。（4）加強(qiáng)施工管理：在施工過程中，應(yīng)加強(qiáng)施工管理，確保施工人員按照施工方案和操作規(guī)程進(jìn)行施工，應(yīng)定期對施工設(shè)備進(jìn)行檢查和維護(hù)，確保設(shè)備的正常運(yùn)行和安全性。對于發(fā)現(xiàn)的問題應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理和整改，防止問題擴(kuò)大化。

3.2施工過程中的測量與監(jiān)控

在市政給排水長距離頂管施工技術(shù)的質(zhì)量控制中，施工過程中的測量與監(jiān)控通過精確的測量和全面的監(jiān)控，可以確保施工過程的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，從而保障頂管施工的質(zhì)量和安全。在施工前，需要根據(jù)工程實(shí)際情況和施工要求，布設(shè)地面平面控制網(wǎng)。通過精確的測量和計(jì)算，確定控制點(diǎn)的位置和坐標(biāo)，為后續(xù)施工提供準(zhǔn)確的基準(zhǔn)。通過復(fù)核建設(shè)單位提供的精密水準(zhǔn)點(diǎn)，以建設(shè)單位給定的精密水準(zhǔn)點(diǎn)為依據(jù)，對施工現(xiàn)場進(jìn)行臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)的加密，確保高程測量的準(zhǔn)確性和可靠性。地上與地下聯(lián)系測量的目的是將井上點(diǎn)的平面坐標(biāo)、高程與井下點(diǎn)的平面坐標(biāo)、高程納入到同一個(gè)系統(tǒng)中，為井下控制測量提供可靠的依據(jù)。通過精確的測量和計(jì)算，確保地上與地下測量的數(shù)據(jù)一致性和準(zhǔn)確性。接下來，通過安裝傳感器和監(jiān)測設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)測頂管機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，包括頂進(jìn)速度、頂進(jìn)力、管道姿態(tài)等參數(shù)。一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，及時(shí)采取措施進(jìn)行處理和調(diào)整，確保頂管機(jī)的正常運(yùn)行和施工過程的穩(wěn)定性。另外，通過安裝姿態(tài)傳感器和監(jiān)測設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)測管道的姿態(tài)變化，包括管道的傾斜度、旋轉(zhuǎn)角度等參數(shù)。一旦發(fā)現(xiàn)管道姿態(tài)發(fā)生異常變化，及時(shí)采取措施進(jìn)行糾正和調(diào)整，確保管道的穩(wěn)定性和安全性。在泥水平衡頂管施工中，泥漿的性能對施工質(zhì)量有重要影響。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測泥漿的粘度、密度等參數(shù)，確保泥漿的性能滿足施工要求，提高頂管施工的效率和質(zhì)量。通過精確的測量和全面的監(jiān)控，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理施工過程中的問題，確保市政給排水長距離頂管施工技術(shù)的質(zhì)量和安全。

3.3施工前的全面規(guī)劃與設(shè)計(jì)審核

在市政給排水長距離頂管施工技術(shù)的質(zhì)量控制中，施工前的全面規(guī)劃與設(shè)計(jì)審核是確保工程順利進(jìn)行的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。這一環(huán)節(jié)涉及到對施工方案、設(shè)計(jì)圖紙、材料選擇等多方面的綜合考量，對于提高施工質(zhì)量、降低施工風(fēng)險(xiǎn)具有重要意義。施工方案是指導(dǎo)整個(gè)施工過程的綱領(lǐng)性文件，其全面性和合理性直接影響到施工的質(zhì)量和效率。在施工前，必須對施工方案進(jìn)行全面規(guī)劃。這包括確定施工目標(biāo)、明確施工方法、制定施工計(jì)劃、安排施工順序等。在規(guī)劃過程中，要充分考慮地質(zhì)條件、環(huán)境條件、施工條件等因素，確保施工方案的科學(xué)性和可行性。在施工前，必須對設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行細(xì)致審核。這包括檢查圖紙的尺寸、標(biāo)高、比例等是否準(zhǔn)確，核對圖紙與現(xiàn)場實(shí)際情況是否一致，審查圖紙中的材料、設(shè)備等是否符合規(guī)范要求等。通過審核，確保設(shè)計(jì)圖紙的準(zhǔn)確性和完整性，為施工提供可靠的依據(jù)。再者，材料是施工的基礎(chǔ)，其質(zhì)量直接影響到施工的質(zhì)量和安全性^[4]。在施工前，必須對所使用的材料進(jìn)行嚴(yán)格把控。這包括檢查材料的規(guī)格、型號、質(zhì)量等是否符合設(shè)計(jì)要求，對材料的來源進(jìn)行追溯，確保材料的質(zhì)量可靠。最后，在施工前，還需要對施工條件進(jìn)行充分準(zhǔn)備。這包括對施工場地進(jìn)行清理、整平、排水等處理，確保施工場地的安全性和施工條件的適宜性，還要對施工所需的設(shè)備、工具等進(jìn)行檢查和維護(hù)，確保設(shè)備的正常運(yùn)行和施工過程的順利進(jìn)行。

結(jié)語

總之，通過對市政給排水長距離頂管施工技術(shù)的研究，理解了該技術(shù)的核心原理和應(yīng)用要點(diǎn)，為城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供了有力支撐。展望未來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和創(chuàng)新，長距離頂管施工技術(shù)將在市政給排水工程中發(fā)揮更加重要的作用。我們期待該技術(shù)能在保證施工質(zhì)量的同時(shí)進(jìn)一步降低施工成本，減少對環(huán)境的影響，為城市的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)更多力量。

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作者簡介：郝玉平（1988-），女，本科生，徐州市水利建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司設(shè)計(jì)師，主要從事市政管網(wǎng)設(shè)計(jì)，聯(lián)系電話：15190667163，E-mail：954166787@qq.com.