淺談人工頂管的主要施工技術(shù)及應(yīng)用價(jià)值

摘

要：介紹了人工頂管的主要施工技術(shù)，分析了人工頂管的優(yōu)點(diǎn)、存在問題及應(yīng)對(duì)措施，用例子比較分析了人工頂管及機(jī)械頂管的經(jīng)濟(jì)效益，得出人工頂管的應(yīng)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：人工頂管施工技術(shù)機(jī)械頂管應(yīng)用價(jià)值人工頂管即手掘式頂管是最早發(fā)展起來的一種頂管施工工藝，由于它采納了肯定的協(xié)助措施后便具有施工操作簡(jiǎn)便，設(shè)備少，施工成本低、施工進(jìn)度快等優(yōu)點(diǎn)[1]，所以目前還具有肯定的應(yīng)用價(jià)值。本文簡(jiǎn)潔介紹廣州市某截污工程運(yùn)用人工頂管的主要施工技術(shù)，并作簡(jiǎn)潔的經(jīng)濟(jì)比較分析，得出其相應(yīng)的應(yīng)用價(jià)值。

1施工技術(shù)1．1施工依次人工頂管的施工依次為：工作井施工——頂進(jìn)設(shè)備安裝調(diào)試——吊裝砼管到軌道上——連接好工具管——裝頂鐵——開啟油泵頂進(jìn)——出泥——管道貫穿——拆工具管。人工頂管的實(shí)施，先建立一個(gè)工作井和接收井，工作井中在澆底板時(shí)同時(shí)布設(shè)導(dǎo)軌，在井面安裝一個(gè)支架式的起重設(shè)備以做出土用，井下共需二人，其中一人挖土，另一人負(fù)責(zé)用斗車將挖掘出的土運(yùn)到洞口，井上也需二人，其中一人負(fù)責(zé)卷?yè)P(yáng)機(jī)的操作，另一人則負(fù)責(zé)將井下的吊上來的土運(yùn)到特定的場(chǎng)地。圖1即為人工頂管頂進(jìn)過程中的照片。

圖１某人工頂管頂進(jìn)照片

1．2頂管工作井內(nèi)設(shè)備安裝導(dǎo)軌安裝。嚴(yán)格限制導(dǎo)軌的中心位置和高程，確保頂入管節(jié)中心及高程能符合設(shè)計(jì)要求。(1)由于工作井底板澆注了砼，地基穩(wěn)定，導(dǎo)軌干脆放置在工作井的底板上。(2)嚴(yán)格限制導(dǎo)軌頂面的高程，其縱坡與管道縱坡一樣。(3)

導(dǎo)軌采納澆注砼予以固定，導(dǎo)軌長(zhǎng)度采納2~3m，間距可依據(jù)管徑要求做相應(yīng)調(diào)整，一般以便于測(cè)量為宜。(4)導(dǎo)軌必需直順。下管、頂進(jìn)、出土和挖土設(shè)備一般小于φ1000的管可采納電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)下管，大于φ1200的管以吊機(jī)下管比較平安。頂進(jìn)設(shè)備采納千斤頂、高壓油泵，出土設(shè)備用斗車、垂直牽引的卷?yè)P(yáng)機(jī)，一般的粘性土可用鐵鍬挖土，遇到較硬的土層時(shí)，可用空氣壓縮機(jī)加風(fēng)鎬作為挖土設(shè)備。照明設(shè)備：井內(nèi)運(yùn)用電壓不大于12V的低壓照明。通風(fēng)設(shè)備：人工挖土前和挖土過程中，采納軸流鼓風(fēng)機(jī)通過通風(fēng)管進(jìn)行送風(fēng)，以保證管內(nèi)的含氧率滿意供人呼吸的要求。1．3引入測(cè)量軸線及水準(zhǔn)點(diǎn)

將地面的管道行淖牘ぷ骶牟啾諫?兩個(gè)點(diǎn))，作為頂管中心的測(cè)量基線。將地面上的臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)引人工作井底不易碰撞的地方，作為頂管高程測(cè)量的臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)。1．4下管下管前，先嚴(yán)格檢查管材，齡期未到、強(qiáng)度不夠及有明顯缺陷的不合格管材的嚴(yán)禁運(yùn)用。第一節(jié)管下到導(dǎo)軌上時(shí)，應(yīng)測(cè)量管的中線及前后端管底高程，以校核導(dǎo)軌安裝的精確性。要安裝戶口鐵或弧形頂鐵愛護(hù)管口，以防止管周被破損。1．5千斤頂和頂鐵的安裝千斤頂是人工頂管的主要設(shè)備，先依據(jù)每段頂進(jìn)長(zhǎng)度及土質(zhì)狀況計(jì)算所需頂力，依據(jù)頂力再選用

相應(yīng)較合適噸位的千斤頂。千斤頂?shù)墓ぷ骺觾?nèi)的布置一般采納并列式，頂力合力作用點(diǎn)與管壁反作用力作用點(diǎn)應(yīng)在同一軸線，防止在頂進(jìn)行過程時(shí)有力偶存在，造成頂進(jìn)偏差。依據(jù)施工閱歷，采納機(jī)械挖運(yùn)土方，管上部管壁與土壁有間隙時(shí)，千斤頂?shù)闹c(diǎn)作用在管子垂直直徑的1／4~1／5處為宜。安裝頂鐵應(yīng)無歪斜、扭曲現(xiàn)象，并且必需安裝直順。每次退千斤頂加放頂鐵時(shí)，應(yīng)安放最長(zhǎng)的頂鐵，保持頂鐵數(shù)目最少。頂進(jìn)中，頂鐵上面和側(cè)面不能站人，隨時(shí)視察有無扭曲現(xiàn)象，防止頂鐵崩離。1．6頂進(jìn)施工工作坑內(nèi)設(shè)備安裝完畢，經(jīng)檢查各部分處于良好狀態(tài)。即可進(jìn)行試頂。首先校測(cè)設(shè)備的水平及垂直標(biāo)高是否符合設(shè)計(jì)要求，合格后即可頂進(jìn)工具頭，然后安放混凝土管節(jié)，再次測(cè)量標(biāo)高，核定無誤后進(jìn)行試頂，待調(diào)整各項(xiàng)參數(shù)后即可正常頂進(jìn)施工。在施工過程中，做到勤挖勤頂勤測(cè)，加強(qiáng)監(jiān)控。頂進(jìn)施工時(shí)，主要利用一邊人工在前面取土，千斤頂出鎬在后背不動(dòng)的狀況下將污水管向前頂進(jìn)，其操作過程如下：安裝好頂鐵擠牢，工具管前端破取肯定長(zhǎng)度后，啟動(dòng)油泵，千斤頂進(jìn)油，活塞伸出一個(gè)工作行程，將管子推向肯定距離。停止油泵，打開限制閥，千斤頂回油，活塞回縮。添加頂鐵，重復(fù)上述操作，直至須要安裝下一節(jié)管子為止。卸下頂鐵，下管，用環(huán)形橡膠環(huán)連接混凝土管，以保證接口縫隙和受力勻稱，保證管與管之間的連接平安。

2人工頂管存在的優(yōu)點(diǎn)2．1施工成本低僅須要少量設(shè)備，依靠幾個(gè)勞動(dòng)力便可完成頂管施工。而機(jī)械頂管不但頂管機(jī)及相應(yīng)配套設(shè)備貴，而且折舊費(fèi)及損耗也大大高于人工頂管。2．2工作井及接收井占用場(chǎng)地小對(duì)機(jī)械頂管，由于頂進(jìn)設(shè)備及配套設(shè)備多，占用場(chǎng)地大，并且工作井及接收井要求的尺寸大，對(duì)市政交通影響不言而喻，有時(shí)甚至?xí)斐烧麠l道路交通癱瘓。人工頂管不但防止了“拉鏈路”的產(chǎn)生，在肯定程度上也能保證交通要求。2．3簡(jiǎn)潔發(fā)覺地下管線，清晰地做出推斷，防止出現(xiàn)不必要的損失由于市政工程地下管線困難，還可能出現(xiàn)高架橋樁基礎(chǔ)及城市供水管等狀況，機(jī)械頂管在頂進(jìn)過程中無法辨別地下管線，而且簡(jiǎn)潔將現(xiàn)有的管線破壞，有時(shí)損失還不小，盡管目前可在頂進(jìn)前可做管線探測(cè)，但一般只能探出金屬管，對(duì)混凝土管等非金屬管則無法探測(cè)出來，而人工頂進(jìn)可第一時(shí)間發(fā)覺管線，并做相應(yīng)的處理措施。2．4施工過程簡(jiǎn)潔，可多個(gè)工作面同時(shí)開展由于機(jī)械頂管的機(jī)械及成本費(fèi)用高，對(duì)于造價(jià)不是很高的項(xiàng)目，通常用多臺(tái)機(jī)械頂管機(jī)不現(xiàn)實(shí)，而人工頂管則彌補(bǔ)這一不足，在任何有工作面的地方都可以開展頂進(jìn)工作，整體頂進(jìn)進(jìn)度經(jīng)常不亞于機(jī)械頂管。

3人工頂管存在的問題及相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施(1)一般只適用于短距離施工，由于長(zhǎng)距離頂進(jìn)出土的距離加大，效率降低，而且對(duì)千斤頂?shù)捻斄σ蠹哟螅黾恿斯ぷ骶罂勘车呢?fù)擔(dān)。應(yīng)對(duì)措施：可依據(jù)土質(zhì)的實(shí)際狀況做頂進(jìn)長(zhǎng)度安排，通常每段頂進(jìn)以40m左右為宜，對(duì)土質(zhì)好的

狀況，以前我公司頂進(jìn)的最長(zhǎng)距離達(dá)89m。(2)平安隱患大，對(duì)于腐質(zhì)有機(jī)土，人工頂進(jìn)時(shí)呼吸困難，對(duì)于流砂嚴(yán)峻的土體，很難操作。應(yīng)對(duì)措施：先在開挖前做洞內(nèi)及挖掘面的含氧探測(cè)，目前可通過氧氣探測(cè)儀探測(cè)含氧量，一般不宜體積百分比不小于18％，如氧氣不足，操作人員可通過井外鼓風(fēng)機(jī)送風(fēng)的方法以達(dá)到氧氣含量滿意要求，對(duì)于流砂，可先進(jìn)行降水，并要在管內(nèi)打算足夠的砂包、稻草，用來防止流砂面擴(kuò)大。或用改裝后帶網(wǎng)格的工具頭協(xié)作施工，以防萬一，確保施工人員的生命平安。(3)施工精度不高。對(duì)于地質(zhì)條件困難狀況，頂進(jìn)過程較難限制，由于人工頂管測(cè)量糾偏方法不夠先進(jìn)，偏差較機(jī)械頂管大。應(yīng)對(duì)措施：通過“勤測(cè)勤糾“方法，將偏差限制在最小限度。(4)管徑受到限制。由于人工頂管須要人在洞內(nèi)進(jìn)行掘土，管徑太小不但在挖土?xí)r很難操作，而且如發(fā)生意外時(shí)，人身平安得不到保證。應(yīng)對(duì)措施：要求進(jìn)行人工頂管的管徑不低于9800管。(5)地面沉降限制。由于人工頂管屬于放開式的施工工藝，挖掘面不存在外力來平衡土壓力，對(duì)覆土濃度淺、地下水位高或砂性土，均較難限制挖掘面的穩(wěn)定，造成埸方，而引起地面沉降。應(yīng)對(duì)措施：可選擇地下水位不高或自身穩(wěn)定性較好的粘性土作為人工頂管。

4經(jīng)濟(jì)分析我們選廣州市某截污工程做一實(shí)例，該工程共有91500頂管584m，下表中分別列出了以人工頂管及機(jī)械頂管進(jìn)行施工時(shí)頂管的造價(jià)及所需的工作井和接收井?dāng)?shù)量及相應(yīng)的報(bào)價(jià)。并作簡(jiǎn)潔的經(jīng)濟(jì)分析。從表1可以看出：人工頂管的工作井及接收井的數(shù)量均較機(jī)械頂管多，這是由于機(jī)械頂管的每段頂距較人工頂管長(zhǎng)的原因，但是考慮到一般頂管機(jī)不能進(jìn)行曲線及折線頂管，頂距也受到肯定程度上的限制，故井的數(shù)量也不是按比例遞增。人工頂管工作井及接收井的單價(jià)和總價(jià)均較機(jī)械頂管的低，而且工作井的總造價(jià)僅占機(jī)械頂管總造價(jià)的1／3左右。人工頂管的頂管造價(jià)也較低，約占機(jī)械頂管的71％。整個(gè)584m的91500頂管及工作井與接收井的總造價(jià)，采納機(jī)械頂管需2651822元。而人工頂管僅需1623002元，僅占機(jī)械頂管的61％，節(jié)約造價(jià)達(dá)103萬元。

5結(jié)語(yǔ)綜上所述，我們可以初步得出以下幾個(gè)結(jié)論：(1)人工頂管存在很多優(yōu)點(diǎn)，如施工成本低、對(duì)交通影響較小、