浅谈市政给排水施工中的长距离顶管施工技术的应用

浅谈市政给排水施工中的长距离顶管施工技术的应用

沈力

【摘要】随着社会经济的不断发展，在当前的城市现代化的建设中，市政给排水管道工程对于整个城市基础建设来说也越来越重要，为了更好的满足城市居民的给水排水需求，提高市政给排水工程的施工质量，我们也在不断的改进施工技术方法，在市政技术人员的不断努力和研究下，我们采用了一种比较先进而且实用性非常高的技术（长距离顶管施工技术），通过将这种方法应用到市政给排水工程中以后，使得市政给排水施工水平有了很大程度的提高，但是为了进一步提高长距离顶管施工技术的水平，我们还需要对它加大分析和研究的力度。本文就市政给排水施工中的长距离顶管施工技术的应用进行了探讨。

【关键词】市政；给排水施工；长距离顶管；施工技术；应用

一、市政给排水工程施工的重要性

市政给排水工程是一项非常重要的城市基础设施，城市的排水管道系统更是现代化城市的建设和完善过程中的关键环节，还是一个城市在对污水进行综合治理和防涝、防洪的基础工程，它能够及时的收集、输送城市产生的生活污水、工业废水以及大气降水等，从而保证了城市生态系统的正常运行，有利于保护生态环境，维持生态平衡，保证人与自然的和谐发展。从世界上很多的发达国家中，我们能够了解到，建设合理的城市排水管道系统和构建城市污水处理厂，能够更有效的控制城市污染。针对于目前我国的状况来看，我国的城市的基础建设相对来说还不够完善，而且排水管网和城市污水处理厂的建设也不够先进。

随着时代的发展，我国在寻求经济发展的过程中出现了严重的水污染问题，严重的制约着生态环境的可持续发展，因此我们必须加强对城市的水污染问题的防治。这就要求我们在城市排水系统方面，一方面要拥有传统的防洪以及对城市污水进行处理、对城市公共水域进行保护的能力，另一方面还必须做到改善城市水环境，使水资源循环利用的能力。因为市政给排水工程施工具有一定的特殊性，施工过程中的管网基本上都是深埋在地下的，在使用过程中一旦出现问题，必然会影响生产设备的正常运行，甚至会引起火灾等大型的事故，而且排查问题的所在也有一定的难度，也就很难找到相应的解决办法，因此在对排水系统进行施工过程中，要综合加强对施工的管理，从根本上确保施工的质量。

二、长距离顶管施工技术的优势

目前我国大部分城市改善城市污水排放不良的现状，提高市政给排水工程的施工质量，均在全面的开展市政给排水管道工程施工。但是就目前城市的发展状态来说，并不适合在地面进行开挖施工，但传统的施工技术已经没有办法满足现行施工的需要，这就需要我们进行新技术的探索。而长距离顶管施工技术的优势就在于它是非开挖顶管施工技术，具有安全经济的适用性，非常值得大力的推广实施。

非开挖技术是指利用微开挖或者是不开挖技术对地下管线、管道和地下电缆进行铺设、修复或更换的一门科学。长距离顶管施工技术是一种非常方便的施工方法，它的优势在于并不需要像传统的施工技术那样进行大面积的土方开挖，而且还能够在不开挖面层的情况下通过各种障碍物，因此长距离顶管施工技术具有非常大的适用性，而且比传统的施工技术更加安全而且经济，更能满足现在城市发展状况的施工的需要，因此在市政给排水工程的施工中采用长距离顶管施工技术值得大力的推广。

三、长距离顶管施工技术在给排水施工中的应用

1、施工技术分析

1.1长距离顶管施工技术的制约因素

长距离顶管施工技术主要指的是每次前进距离都超过一百米以上的顶管施工，甚至在一些发达国家，长距离顶管施工的距离甚至高达上千米。在这类工程施工中，由于施工顶进的距离长，这就产生了许多与普通顶管不同的环节，也就是我们常说的限制因素，这对长距离顶管技术的应用产生限制，因此在施工中我们需要对整个施工环境和施工技术做详细的分析，研究这些不同因素的限制和影响。

在长距离顶管施工中，最为突出的限制因素主要是推力限制。从理论上来说，管子推进增长了，我们只要把顶管机的推力增加一些就可以了，但是在实际操作的过程中却并非这么的简单。在施工中，如果推力增加了，管子是否能够承担高压推力作用是一个未知数，同时还要衡量管道后座是否能承受得住这一高压。

因此，在目前的长距离给排水管道施工中，所选用的材料主要是以钢管为主，因为钢管的断面、重量以及土壤之间的摩擦系数远远小于混凝土管，这就使得顶管施工中顶进力能得到有效的保障。

1.2通风系统

在长距离顶管施工中，通风问题不容忽视，是保证施工人员生命安全的重要基础。因为在长距离顶管施工中，顶进时间长、管道容量有限的特点，这就使得管道内部的工作人员需要消耗大量的氧气，久而久之便会产生缺项现象，最终影响工作人员的健康。因此，在工作中做好通风系统控制十分的关键。

2、施工控制要点

在顶管施工过程中，难免会扰动周围的地层而引起一定的沉降，但制定良好的施工预案和采取合理的应对措施，将沉降控制在周围环境（特别是商业繁华和交通繁忙的闹市区）能够承受的范围内却是非常必要的。针对沉降原因的分析，就泥浆制备和注浆工艺、进出洞技术和中继环密封技术等几个方面系统地讨论一下相应的施工控制措施。

2.1进出洞技术

工作井洞口止水装置密封采用橡胶止水法兰。在橡胶止水法兰之前预埋注浆孔，以便压注膨润土泥浆。洞外工作井土体密封加固采用SMW工法桩加压密注浆等方案。在支护结构内预设钢圈，使出洞更加快捷。在内衬的预留洞上安装双道橡胶法兰止水装置，确保止水可靠安全。顶管过程加强出洞口的触变泥浆压注，减小对出洞段土体的扰动。

2.2泥浆制备和注浆工艺

（1）配置触变泥浆要选用优质膨润土，根据经验和试验采用合适的配比，以保证泥浆的减摩效果和支承能力。浆液必须搅拌充分，在膨润土泥浆压入以前，对储浆箱内的泥浆再进行一次搅拌。

（2）严格控制注浆压力，使其不能小于管体上部的静止土压力和水头压力。顶进时要根据地面变形、地下水位等因素适当调整压力和压浆量。在泥浆出口处装单向阀，不使其回浆，以使触变泥浆套的压力在临时停泵后仍基本不变。根据工程实际情况设置中继压浆泵，以抵消输送管的压力损失，稳定注浆压力。

（3）由于曲线段外侧存在法向分力作用，对土体扰动和摩阻力都会增大，当掘进机进入曲线段时，要增加对曲线外侧的注浆量，尽可能形成完整泥浆套。

（4）顶管贯通后，要及时利用触变泥浆压注孔对顶进时处于管道外的触变泥浆进行纯水泥浆置换，从而减少管道的后期沉降。

2.3管节止转的技术措施

顶进时机头在刀盘及螺旋机的作用下会发生旋转，而机头旋转尤其是转角偏大时会对顶进造成不利影响，因此对工具管要采取纠旋转措施。在机头前方筒的水平二侧焊翼板，长1.8m，宽30mm，厚25mm，以防止机头旋转。对机头的旋转主要采用加压重块的方法。在机头二侧焊压铁支架，1号与6号管二侧亦焊压铁支架。二侧先平均放压铁，共20t。一旦发现机头有微小偏转，立即将压铁移到一侧。

结束语

在现代的给排水系统中，给排水设计的设计方法和设计理念都有了长足的发展，从而为现代市政给排水施工创造了有利条件，顶管施工随着城市建设的发展已越来越普及，顶管技术在施工的过程中是一个复杂的力学施工模式，它在施工中涉及到多种学科的综合应用。合理良好的设计方案和科学化管理制度的综合应用是确保长距离顶管技术施工质量的关键。要进步一提高长距离顶管施工技术的水平，必须加强对市政给排水施工中长距离顶管施工技术的分析研究，才能确保城市给水排水的正常稳定，推动城市建设的进程。

参考文献：

[1]刘涛.合肥市顶管施工技术适应性评价研究[D].合肥工业大学，2012.

[2]刘源.顶管施工中若干问题的分析与计算[D].中国地质大学（北京），2006.

[3]冯海宁.顶管施工环境效应影响及对策[D].浙江大学，2003.