长输管道顶管穿越施工技术与管理的思考与应用

长输管道顶管穿越施工技术与管理的思考与应用

李波

江南水务市政工程江阴有限公司 江苏无锡 214400

摘要：近几年来我国的经济不断发展，大型管道工程的数量以及规模都在不断的增加，为了进一步保障长输管道能够长期而稳定的运行，在管道施工的过程中引入了顶管穿越施工技术。该项技术作为先进技术的典型代表，已经应用于我国多项长输管道工程中，并且取得了一定的成效，提高了工程的质量也为相关企业节约了经济成本，本文认真总结了穿越施工技术的特点并且分析了穿越技术原理。并阐述了完善的工程管理对于长输管道顶管穿越施工具有重要意义

关键词：顶管穿越；长输管道；施工技术；工程管理

引言

改革开放以来我国的社会不断的进步，越来越多先进的技术引入到各个工程领域，在这一大背景下自来水工程管网建设迎来了新的历史契机，并且取得了长足的进步。由于管道本身的性质，在施工过程中会与已建成的公路以及铁路出现交叉穿越现象，为了促进管道工程的施工相关人员在铺设管道的过程中运用了穿越施工技术。结合目前的实际情况来看，对于穿越长度小于150米的公路以及铁路优先采用顶管穿越的方法，并且加强施工过程中的工程管理，能够充分保障施工过程中的安全性。

1机械顶管

在管道工程施工的过程中，常见的三穿工程的顶管工艺有手掘式顶管以及机械式顶管两种，手掘式顶管的特点是造价低廉但是工作效率也相对较低，机械式顶管虽然成本较高但是由于使用了机械大大的提高了工作效率，并且具有良好的安全性。根据施工人员的经验来看，机械式顶管应用于微型盾构隧道工程，其施工原理同市政工程中的盾构相类似，在施工的过程中通过竖井内的顶进系统提供推力并且推动混凝土管，而在机械顶管的端部采用驱动刀盘旋转的方式来控制掘进速度。同时在长距离顶管施工方法中采用最为先进的控制方向系统，能够进一步保障施工的方向不偏离设计路线。根据相关数据统计表明，一般管道穿越工程顶管施工的断面尺寸应在2m以下，而在顶管隧道完工以后施工人员要采用备注混凝土砂浆的方式将各个连接点紧密的连接在一起，从而全面的提升工程的抗震水平，而这对于提升工程的安全性是具有重要现实意义的。

根据掘进面的受力特点可知，掘进面压力平衡方式各不相同，因此机械顶管可以分为泥水平衡顶管以及土压平衡顶管两种。从实际特点来看，泥水平衡顶管是用水力切削泥土的一种顶管施工方式，在该施工方式中工作人员相关技术平衡地下水压，从而保证施工的正常进行。然而土压平衡顶管则是利用控制排土量维持决定面压力的一种施工方式，在该种施工方式中施工人员通过受力平衡的手段维持排土量稳定，从而保证工程的顺利进行。而根据工程的实际特点来看在粘性土层需要控制地面儿的隆陷时，一般采用土压平衡顶管法，而当粉砂土层中需要控制地面隆陷时，一般需要采用泥水平衡顶管法。与此同时在机械顶管运用的过程中要考虑到地下碎岩的问题，并且工程人员要根据具体的地质情况来选择运用何种方式进行施工，从而在保证工程质量的同时也能够节约经济成本。

2主要施工技术

2.1准备工作

在进行长输管道顶管穿越工程施工之前，要对施工场地进行全面的考察，了解该地区的地质情况，以及可能对施工过程产生的重要影响。施工单位应当组织专门人员进行勘查工作，如果该地区的地形相对复杂无法进行有效的勘查工作，则应当考虑运用大型机械设备进行深挖，并且在挖掘的过程中组织相关专家对该地区的地形地貌进行全面的分析，得出的相关结论可以为决策层的决策工作提供重要的参考依据。在对地质情况进行全面分析之后，应该进行放线工作，在放线的过程中应当按照设计控制桩位并且确定施工作业的带边线，而后施工人员要积极探索施工区域，并且对于探明的地下光缆以及障碍物要逐一进行标记，从而进一步保障施工过程的顺利进行，与此同时还应当选好相应的管线中线并且对场地进行平整。根据相关的数据来看控制预制场地的宽度应大于16米，这样才更有利于运输材料车辆的通行。在放线的过程中也应当注意接收坑以及操作坑的具体位置，认真确定好相关的位置之后开始放线工作，工作人员在放线的过程中要保护公路两侧的标志桩，进一步提升实际穿越的准确性也能够最大程度的减少工作失误。

2.2竖井的设置

根据我国的实际情况来看，在竖井设计的过程中通常采用沉井，而根据相应的统计数据表明竖井的形状多为圆形，当顶管隧道内径较小时运用回托法安装管道较为合适。在实际安装的过程中施工人员首先要安装顶管内的管线，根据顶管的具体情况来进行注浆工作。在注浆封闭的过程中一般会选择混凝土作为主要的填充材料，在缺乏混凝土的条件下也可以考虑细土。值得广大施工人员注意的是，在施工过程中要对不良地段的竖井进行全面的监督和管理，从而避免施工过程中出现问题，而对于可能出现塌方的地段要提前做好各项安全工作，将安全生产事故发生的概率降到最低。在对竖井进行设置的过程中也要考虑引进最先进的工艺以及技术，对于选择的材料要进行全面的检验，从而保证工程的质量。

2.3千斤顶的安装

在顶管穿越施工技术应用的过程中要注意千斤顶的安装工作，保证顶管的坚固性。在千斤顶安装的过程中，操作人员首先确立支架并且在支架上固定千斤顶，千斤顶在固定千斤顶的过程中要注意控制管线中心垂直和对称，同时在安装和运用油泵的过程中应当按照相关的操作标准来进行。在确保千斤顶以及油泵的安全性之后开始顶管工作，操作人员应当注意当千斤顶刚开始运行时要控制好速度，并要注意千斤顶与油泵之间的协调性。如果在运行的过程中发现油泵泵压过高则应立即停止操作，避免因压力过高而产生爆炸直接威胁到操作人员的安全。在运用千斤顶的过程中要避免千斤顶运动幅度过大以及速度过快，在千斤顶的运行的过程中操作人员要保障油泵的压力处于合适的范围之内。

2.4丁铁的安装

操作人员在安装丁铁的过程中应当注意对丁铁轴线的控制，要注意丁铁的对称性。同相关人员要做好顶管和丁铁的清洁工作，进一步防止油污以及杂质对施工工作造成影响。在进行具体安装工作的过程中，操作人员应当注意在丁铁安装的上方以及后方不得出现无关人员，要对安装的全过程进行实时的监督和管理，确保施工过程中的安全性并且也能够进一步提高工程的质量。在实际施工的过程中发现丁铁通道以及其道口会存在一定的沉淀，在处理这些沉淀的过程中操作人员可以选择具有缓冲性质的材料，而当实际的顶力与具体的抗压强度相接近时操作人员应在管道内放置好U型物件确保装置的安全。

2.5主管道穿越

在穿越主管道检测合格之后操作人员应当借助先进的挖掘工具对于主管线进行统一开挖工作，并且保证主管道与操作坑连接好。在施工的过程中操作人员要注意套管底标高要稍稍高于管沟沟底标，这样才能够保证主管道的坚固性。对于主管道的前段应当以焊接的方式连接托管头，并且运用科学而合理的方式安装卷场机，而在主管道被穿越之前还应当注意清理管道中的砂石杂物泥土等，为下一步工作的开展奠定坚实的基础。按照设计人员的设计方案来看，操作人员可以在管道上安放塑料滑块，借助先进的吊装设备将主管放置在沟槽的底部，同时借助钢丝牵头进一步促进主管道的顺利穿越，保证主管道能够穿越到指定地点。当穿越主管线进入指定位置时应当及时贴上托管头，及时检查主管线路的绝缘性，一旦发现不合理的设计之处要立即通知相关设计人员进行改进，拖出干线妥善处理之后在进行同样的操作。

在整个穿越过程完毕之后运用8毫米厚的胶皮对管线进行包装，然后运用含有水泥砂浆的材料对管线的出口进行封堵，对于一些较为脆弱的主管线还应当通过强度为c20的混凝土，对管线的表面进行涂抹在涂抹的过程中要保证涂抹均匀并且混凝土达到25毫米厚。当完成顶管穿越任务、经过检查人员检查合格之后，进行安装套管工作，在安装套管的过程中应当用红砖来封堵管道口，同时在管道外地涂抹25毫米以上厚度的混凝土。在完成以上工序之后，操作人员按照设计人员的设计方案认真检查排气管道的质量，从而进一步提升工程的安全性。

2.6施工过程中的注意事项

在正式施工开始之前，施工人员应当严格的检查施工环境以及施工设备，确认现场的条件与施工的基本要求相符，而后开展顶进工作。在拆除封门的过程中，要先拆除安装在内侧的封门，而后再拆除其他的封堵设备。当施工人员对施工区域的土壤全面了解之后，应当向土层中插入顶管，在正式顶进的过程中要将顶进的深度控制在5~10米，要控制好轴线以及高程等重要参数。一旦发现相应的数值过大操作人员要及时进行纠正，而对于两端的套管则不必进行接口工作。操作人员在安装套管顶端的过程中要统一测量顶进套管的各项数据并且及时纠正偏差，从而避免管道发生变形以及扭曲的问题，如果发现前方有障碍物，则应立即停止操作并且根据障碍物的实际情况进行处理。管线的整个穿越环节操作人员应当将管道固定在绝缘支架上同时做好管线的防腐蚀工作，并且尽量控制误差。

3.严格现场管理

在施工的过程中施工单位应当全面加强工程管理，完善安全生产制度，明确各岗位工作人员的责任。完善的施工管理对于长输管道顶管穿越施工具有重要意义，能够提高工程质量保障施工人员安全。施工单位方面也应当建立奖惩制度，对于在施工过程中表现优异的人员给予一定形式的奖励进一步调动其积极性。在加强工程管理的过程中应当积极听取基层施工人员的意见和建议，鼓励全体员工不断更新施工方法，以达到节约经济成本提高效益的最终目的。

结语

从经济成本上来看虽然顶管穿越工程费用相对较高，但是与人工钻爆隧道的施工方式相比其适应性更强并且安全系数较高，因此相关的施工单位应当认识到这种施工方式的先进性，，并且积极研究该种施工方式在应用过程中可能存在的问题，进而提出合理的改善方案。与此同时在运用顶管穿越技术施工的过程中，施工人员应当严格执行相关的标准，企业业方面也应组织人员对各个工序进行全面的监督以及对全过程的工程管理要求落实考核，进一步保证工程的质量，也推动管道工程的进一步发展。

参考文献

[1] 詹跃明.市政工程建设中顶管施工技术的应用[J].科技风.2020,(11).146.

[2] 曲伟鹏.顶管施工技术在市政给排水施工中的应用探究[J].工程建设与设计.2020,(6).179~180.

[3] 余文,罗义刚,谢德美.顶管技术在株洲市政管网改造中的应用[J].红水河.2021,(3).

[4]田文杰.长输管线顶管穿越施工技术研究[J].建筑工程技术与设计,2019,(20):1627.

[5]周伟光.长输管道顶管穿越施工方案[J].中国化工贸易,2017,(6):9.

[6]陈伟.油气管道小型顶管穿越施工技术[J].化工管理,2015,(36):191.