隨著目前社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，以及城市規(guī)模的擴(kuò)大及城市高層建筑、居民生活水平提高和基礎(chǔ)設(shè)施的不斷興建, 市政工程中頂管施工技術(shù)的應(yīng)用日益增多，采用頂管方法施工可以將作業(yè)面移入地下， 從而避免對地面交通的影響。只要施工前選線合理， 施工方法恰當(dāng)， 構(gòu)筑物并不妨礙施工的正常進(jìn)行。
頂管施工（非開挖鋪管施工）技術(shù)是指在不開挖地表、破壞路面的條件下鋪設(shè)各種地下公用設(shè)施( 管道和電纜) 的一種技術(shù)和方法。與開挖施工法相比, 非開挖施工技術(shù)具有不影響交通、不破壞環(huán)境、施工周期短、綜合施工成本低、社會效益顯著等優(yōu)點(diǎn)。開挖施工法是鋪設(shè)地下管線的傳統(tǒng)方法，需在地表挖溝槽, 然后將管線放入溝槽中, 最后進(jìn)行回填夯實(shí)土方。隨著社會的進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展, 開挖施工方法顯現(xiàn)出很大的局限性和不足之處。
1.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)開挖的現(xiàn)象，嚴(yán)重妨礙了市區(qū)的交通，困擾了居民生活，縮短了路面的壽命。配套的電訊、自來水、煤氣、排水、路燈、城市坐標(biāo)、候車亭、廣告箱、路牌、治安崗?fù)さ榷家l(fā)生反復(fù)拆建才行，這無疑增加了對城市設(shè)施的破壞和施工難度，城市這方面的問題顯得尤其突出。頂管技術(shù)在市政管網(wǎng)中的應(yīng)用主要包括：（1）舊城改造過程中，由于多年形成的各種管網(wǎng)相互交錯，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)無法對地面進(jìn)行有效開挖。（2）在城市中心地區(qū)或商業(yè)繁華街道以及城市建設(shè)中遇到無法遷移或不能實(shí)施開挖的古跡遺址等特殊地段，對不能進(jìn)行空中架線、開槽埋管來實(shí)施作業(yè)施工時(shí)，一般可采用頂管法來施工。（3）在敷設(shè)城市污水管道直徑大于600mm時(shí)，施工現(xiàn)場無法采用明溝開挖埋管施工而管道沿線又無其他建筑物基礎(chǔ)時(shí)，可使用頂管法施工。
2.工程實(shí)例
開封市某污水處理系統(tǒng)廠外管網(wǎng)工程中，有直徑800 mm 的鋼筋混凝土管，鋪設(shè)時(shí)需要斜向穿越鐵路線長約7.8 m。該段涵管采用頂管施工技術(shù)。現(xiàn)結(jié)合該工程，對頂管施工技術(shù)要點(diǎn)作一介紹。
2.1施工準(zhǔn)備與方法選擇
該工程在頂進(jìn)前，對水文、地質(zhì)情況， 地基土壤種類及物理性質(zhì)， 各層土的密實(shí)度、高程和含水層的滲透系數(shù)，地下水位、流量和地表水排水情況進(jìn)行調(diào)查。詳細(xì)了解列車通過次數(shù)及間隔時(shí)間，路基中埋設(shè)的地下管線及電纜等要及時(shí)報(bào)告有關(guān)單位拆除或改移影響部分。編制好鐵路慢行計(jì)劃，準(zhǔn)備好各種防護(hù)及搶險(xiǎn)用品，保證施工安全、高效運(yùn)轉(zhuǎn)。頂進(jìn)作業(yè)應(yīng)在工作坑水位降至基底以下0.5～1.0m進(jìn)行。在開挖工作坑時(shí)，應(yīng)設(shè)置好排水、降水系統(tǒng)。開挖工作坑采用機(jī)械開挖， 需按設(shè)計(jì)作好安全防護(hù)，確保線路安全。
按設(shè)計(jì)制作后背及工作底板。由于工作底板頂面的平整度要求較高，在施工中采用方格網(wǎng)控制高程法，即在灌注工作底板混凝土?xí)r，用直徑16 mm 的鋼筋頭埋入混凝土中，分成2.5 m 方格網(wǎng)控制高程，按點(diǎn)找平，再用1∶3 水泥砂漿抹面整平。為保證頂進(jìn)施工，應(yīng)在底板頂面做成前高后低的仰坡，底板兩側(cè)設(shè)置方向墩。在修筑好的底板上就地預(yù)制管身。
管頂覆土＞3 m 的可采用“鋼板脫殼” 法進(jìn)行頂進(jìn)， 在管頂上鋪設(shè)鋼板并與涵體一起前進(jìn)。當(dāng)頂進(jìn)阻力增大或路基土體隨管身移動而變形時(shí)， 解除鋼板與管身的聯(lián)結(jié)， 借助鋼板與管頂隔離層摩擦阻力小， 由鋼板托著路基土體， 管身在鋼板下前進(jìn)。頂進(jìn)過程中， 組織加快出土速度， 實(shí)行“三班制” 連續(xù)作業(yè)，并注意管身軸線方向， 發(fā)現(xiàn)偏差即時(shí)糾正。其“左右” 糾纏可采用一側(cè)超挖， 另一側(cè)少挖土或增減一側(cè)千斤頂頂力的方法進(jìn)行； 糾正“抬頭” 采用在箱底刃腳前超挖土及涵兩側(cè)挖土的辦法逐步進(jìn)行； 糾正“扎頭” 可采用少挖涵底土利用船頭坡或換鋪地基糾偏的方法逐步進(jìn)行。頂進(jìn)時(shí)， 頂鐵的安放必須保持與涵體軸線順直一致，每隔4 m 左右設(shè)置一道橫梁以使傳力均勻。
2.2設(shè)備安裝與調(diào)試
（1）頂進(jìn)設(shè)備。管身和后背建成后，即可安裝頂進(jìn)設(shè)備。千斤頂臺數(shù)根據(jù)最大頂力配置。設(shè)備安裝完后，即可進(jìn)行調(diào)試：全面檢查液壓元件是否可靠，千斤頂功能有無異常，管路有無泄露； 調(diào)整電接點(diǎn)壓力表和壓力繼電器的保安值，調(diào)整溢流閥的作用壓力；逐步加大油壓力，推動管身，測定起動推力；檢查后背的變化情況。
�。�2）輔助設(shè)備。管身制作完成后，即可在預(yù)埋件上安裝頂、側(cè)、底鋼刃腳，同時(shí)安裝人工挖土平臺。在安裝底刃腳時(shí)，應(yīng)注意形成船頭坡。
�。�3）試頂。上述工作完成后， 即可進(jìn)行試頂工作，試頂一般以頂動管身為止。試頂中，在各有關(guān)部位及觀測點(diǎn)處均應(yīng)有專人負(fù)責(zé)，隨時(shí)注意變化情況；開泵后每當(dāng)油壓升高5～10 MPa 時(shí)須停泵觀察，發(fā)現(xiàn)異狀，及時(shí)處理；同時(shí)還要注意觀察后背和底板的變化。
3 線路加固與安全措施
工程線路加固采用吊軌縱橫梁加固方法。首先應(yīng)按隔六抽一法將混凝土枕換成木枕，并在線路另一側(cè)搭設(shè)枕木垛，在木枕上施作4 組3 根50 kg/m 鋼軌扣軌梁。然后挖空道碴，穿入工字鋼橫梁，用U 型螺栓及鋼扣板將橫梁與扣軌梁連成一體。為減少頂進(jìn)阻力，在每組橫梁下鋪設(shè)1 cm 厚的鋼板并涂上黃油作滑道。為防止頂進(jìn)過程中線路橫移， 在管身頂設(shè)2 臺導(dǎo)鏈， 固定在擋碴墻預(yù)埋鋼筋上， 如發(fā)生橫移時(shí)， 用導(dǎo)鏈進(jìn)行調(diào)整。在準(zhǔn)備工作全面檢查均合格無誤后， 再經(jīng)試頂驗(yàn)證， 頂進(jìn)的作業(yè)程序見圖1。為不使管身在頂進(jìn)時(shí)中途停頓， 勞動組織應(yīng)保證晝夜連續(xù)作業(yè)。
施工過程中， 如需要對既有線路設(shè)備進(jìn)行拆換、加固或起撥道時(shí)， 須先與當(dāng)?shù)毓?wù)部門取得聯(lián)系， 并經(jīng)協(xié)商同意后方可進(jìn)行。頂進(jìn)開始后中途不得停頓，須24 h 連續(xù)作業(yè)并備足各種機(jī)具、材料。嚴(yán)格做到“四不挖土” 的要求， 列車通過時(shí)停止一切施工活動，人員撤出施工場地。頂進(jìn)時(shí)頂鐵上嚴(yán)禁站人。管身頂進(jìn)就位后， 即應(yīng)盡快恢復(fù)線路。在拆除加固設(shè)施前， 應(yīng)首先確認(rèn)道碴、上碴工具、起撥道工具是否備齊，同時(shí)安排好抽出橫梁的施工作業(yè)程序。施工中按隔六取一的方法抽出橫梁木枕換一根鋼筋混凝土軌枕，隨即補(bǔ)充道碴搗固。全部拆除撤換完畢，即對線路進(jìn)行全面維修，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，才可報(bào)請運(yùn)營部門恢復(fù)正常運(yùn)行。
4．施工時(shí)特別注意的問題
為了確保該工程施工，頂管作業(yè)必須做到如下幾點(diǎn)：
（1）詳細(xì)了解設(shè)計(jì)文件有關(guān)規(guī)定，根據(jù)地質(zhì)情況核算最大頂力，據(jù)以設(shè)計(jì)足夠強(qiáng)度和穩(wěn)定的后座， 預(yù)先做好通過障礙物的各種可靠措施， 保證開頂后連續(xù)作業(yè)， 以減少對列車的干擾。
�。�2）對穿越地段的線路，根據(jù)地下水、橋涵大小、覆土深度、施工季節(jié)等情況考慮架空、加固設(shè)計(jì)，并按設(shè)計(jì)要求做好扣軌、扣梁工作。
�。�3）管道頂入路基前，如需挖去部分邊坡，只能與線路架空工作同時(shí)進(jìn)行，不能提前開挖。開挖后要有防護(hù)措施，如發(fā)生路基坍塌，應(yīng)及時(shí)堆碼沙包、草袋和回填。涵洞頂進(jìn)到位后，立即砌筑端翼墻及護(hù)錐，防止路基塌方。
�。�4）頂進(jìn)中嚴(yán)格控制超挖。頂管作業(yè)一般超挖不得超過30 cm，管下部135°范圍內(nèi)及管底部不得超挖，以保持原狀土的路基，并按規(guī)定保持安全開挖坡度，防止塌方。如發(fā)生塌方危及列車安全，應(yīng)立即停止頂進(jìn)，根據(jù)線路變化情況降速或封鎖線路，同時(shí)立即采取搶修加固措施，盡快恢復(fù)正常。
（5）要及時(shí)測量頂進(jìn)方向及高程，隨時(shí)進(jìn)行糾偏。對頂進(jìn)過程中的偏差， 必須及時(shí)發(fā)現(xiàn)并及時(shí)糾正，方能確保進(jìn)度與質(zhì)量，也是頂管成功的關(guān)鍵
總而言之，頂管工藝的施工從技術(shù)上講是完全可行的, 相對于開槽埋管從社會效益與經(jīng)濟(jì)效益上來講更具有優(yōu)越性。從根本上改變了城市管網(wǎng)亂挖現(xiàn)象; 另外一方面從切實(shí)做到保護(hù)環(huán)境入手，加大推廣頂管施工技術(shù)力度勢在必行。
本文作者： 河南政通市政工程有限公司 劉贠
