市政工程顶管施工技术应用分析

市政工程顶管施工技术应用分析

喻正军

武汉市武昌市政建设（集团）公司 湖北 武汉 430062

摘 要：在市政工程中，顶管施工技术越来越成熟、使用也越来越普遍，但是由于受多种因素影响，顶管施工中也容易出现一些问题。本文对顶管施工技术步骤、难点、措施进行分析并提出建议。

关键词：市政工程；顶管技术；施工技术

市政工程与民生紧密相关，它是人民生活生产重要保障基础，随着我国社会经济发展，对于市政工程的需求和要求也越来越大、越来越高。在市政工程中，比较常用的一种技术就是顶管施工技术。顶管施工技术在实际应用中，可以减少开挖或者不用开挖就能够实现管道施工过程，所以，具有有效克服管道与周围土壤摩擦，可以确保管道工程质量和效益。

一、顶管施工技术

顶管施工是一种非开挖的施工方法，具体是在基坑顶部进行施工，克服管道与周围土体之间摩擦力。通过利用主缸、管路和继电器的作用力，利用工作坑的土层将工具管或掘进机推至接收坑。近年来，随着盾构施工技术的成熟发展，顶管施工的方式也越来越多，这丰富了二次管道的施工方法，作用上不仅可以开挖土层，还可以穿越河流、道路、地下管线、地下构筑物等等。

顶管施工技术具有以下特点：一是施工成本低。传统的市政施工在管道铺设上会投入很大资金，应用顶管技术后，可以较大幅度地节省铺设管道的人力和物力，能够给市政工程带来更高的经济效益。二是工程进度快。顶管施工技术省略了挖坑填埋的程序，进而减少了工程作业量，这会大大提升工程进度。同时，其后期维护工作也相对简单。三是应用范围广。市政工程施工会面对多种多样的环境，特别是有些地方的地质特征决定了管道铺设难度很大，在这样的情况下，顶管施工技术可以很好地解决这些问题。四是安全性能好。通过数据可以发现，顶管施工技术铺设管道具有高强度和高稳定性，这可以大大降低安全事故发生，所以，顶管施工技术可靠性、安全性也使得它在市政工程建设中得到很广泛地应用。五是环境适应强。应用顶管施工技术，不仅施工占地面积小、而且噪声也小，对周边环境要求低，可以在较为复杂的环境下开展施工，具有较好的兼容性。

顶管技术包括了穿墙和顶进技术。运用顶管技术穿墙，一定要保证穿墙门板能够在使用的时候进行开启，同时需要确保顶管施工系统里的挖进机能够进行顶管部顶出动作。还要保证施工人员要有充足的强度参数偏低的水泥粘土，并填充安装墙，进而保证达到阻水效果。应用管道顶进技术，要确保推进工作在相关要求之下，保持适当的进度，注意给后续顶进推进奠定基础。如果出现机头入洞后，碰到异物或者下坠的情况，就要及时分析出现的原因，让机头慢慢向前顶进。同时，需要尽可能地测量保证顶进角度的准确性。

二、顶管施工技术步骤

顶管施工技术基本原理是借助顶进技协设备产生的推进力，将工具管或者掘进机从工作坑穿越到土层进而一直推进到接收坑内吊起，将管道按照设计的坡度顶入土层，再将土方运走，前一节管道铺设好后，再将第二节管道顶入土层。

施工准备：需要对施工现场环境进行勘察，熟悉给排水管线所在区域的地质构造、水文条件以及周围管线铺设情况，这样才可以科学合理确定管线路径和洞口位置。同时，还要准备材料和机械设备，材料必须要有合格证书和检验报告。并对型号和性能进行必要检查。另外，千斤顶、顶铁、导轨、油泵等机械设备各项性能是否正常，如果出现异常要立即检修，排除异常现象。人员方面，也需要做好相应准备，包括前期培训，特别是技术主管要向施工人员做好技术交接工作，让施工人员充分了解设计思路、图纸等方面内容，进而确保施工准确性。

开挖支护：工作坑是顶管施工的主要场地，具体来说，工作坑开挖方式需要采用逆作业法，并与人工配合作业，开挖过程需要遵循由上至下的原则，坚持分层开挖、严禁超挖的底线。特别需要强调的是，在开挖过程中，不允许在坑边堆放土方、建筑材料以及机械设备，进而减少基坑作业的外部载荷。

设备安装就位：按照施工要求，首先需将钻头安好，而后用螺栓进行紧固，确保其不会松动。在作业过程中，也要确保基座不移位、不变形、不沉降，因为它是承载顶进设备各项负荷，为顶管机提供推进反力的。

顶进作业：顶管施工是管道施工的重要关键环节，在实际施工过程中，需要坚持“先挖后顶，随挖随顶”的原则，注意各种情况处理。比如人工取土长度不能超过顶铁长度，再如顶管顶进过程中发现土壤有湿润情况，应停止作业，对周围土体进行观测，防止遇到软土或者地下水，进而影响到正常顶管施工。如果遇到障碍物、变形、倾斜、顶力突然增大的情况，应立即停止作业，在排查出原因及异常情况后再继续施工。

纠偏过程：纠偏是顶进机头偏离了顶管施工设计轴线后，要及时调整机头位置，主要是利用机头后补纠偏千斤顶组，充分利用千斤顶重量，改变机头端面方向，进而将其调整到设计轴线位置，让管道沿着设计轴线顶进。如果顶管机头出现旋转现象，需要在管道相反方向增加压力或者在中间站提供旋转纠正力矩。

验收环节：这是整个施工过程的最后环节，关系到管道整体施工质量。验收环节是在顶管施工结束后，由施工单位联合设计单位、业主单位、监理单位对工程进行全面验收。主要是检查顶管施工是否符合设计要求，隐蔽工程质量是否符合要求等等。只有验收符合施工技术标准，才能将验收资料，包括了设计图纸、施工图纸等相关资料交给运营单位，以备后期运营管理和维修维护等。

三、顶管施工技术运用难点

（一）施工工序相对复杂

市政工程顶管施工技术运用与施工各个环节都有比较密切的关系，特别是顶管施工本身也具有多个施工工序，其本身技术复杂程度也相对较大。如果在工期压力相对比较大时，顶管施工工序有时就会难以严格按照要求进行，会出现施工工序混乱情况，其运用效果难以明显发挥出来。

（二）施工影响因素较多

顶管施工有一项基础工程就是顶管井，它分为接收井和工作井。在顶管井的施工中，影响它的因素是多种多样的，比如在我国北方地区，冬季施工存在着增加顶管井施工的难度。另外，顶管施工中顶管井距离保证，摩擦力消除，加固井壁灯都是施工的重要环节，其中任何一个环节出现问题都会对整个顶管施工产生影响。所以，在其技术应用上需要综合考虑多方面因素，将风险降至最低。

（三）施工路线发生偏离

在顶管施工过程中，容易发生一定程度偏离，或上或下、或左或右，顶进施工出现偏离会对后续施工活动产生影响，而且后期施工目标完成要求难度会不断增加，纠偏难度也很大，如果进行二次施工消耗的资源和成本也会大大增加，所以顶管施工一定要注意路线的控制，使其技术应用更加科学合理。

四、顶管施工技术应用措施

（一）加强调研勘察

论文前面阐述过，影响顶管施工技术因素很多，需要充分考虑各方面因素，所以在开展施工前要对施工现场综合情况进行全面调查和分析，可以根据施工区域内的人流、车流等情况组织与规划，同时要对给排水系统、各类管线埋设情况进行调研和标注，这样综合研判各类情况后，才能更加科学合理的开展施工，有效避免各类风险。

（二）优化管控效力

顶管施工是具有一定难度的技术，需要在整个施工过程强化技术管控。需要根据前期调研勘察情况，对施工技术方案进行全面审核，及时改进和优化方案，为后期施工打好基础。在施工前需要进行技术交底，保证施工人员全面了解技术要求和标准，确保后期施工能够按照需求进行操作。在整个施工过程中，要进行系统化管理标准建设，为各个环节管控提供规范保证。

（三）注重技术应用

市政顶管技术应用需要对施工工序进行严格遵守，并结合具体工序和顺序进行技术应用。在具体施工过程中，可以以施工主体时间轴，对不同时期施工活动开展规划，根据优先级和逻辑顺序，对不同顶管施工活动进行相应技术选用。如果在科学进行施工规划、工序顺序，顶管施工技术会具有更加合理性，与实际活动开展匹配度也会得到很大提升，其技术应用效果也会更好地体现出来。

（四）及时纠偏处理

顶管施工技术在具体作业中，会产生这样或那样的问题，所以及时发现问题，进行优化和调整就显得十分重要。比如，在施工过程中，要注意顶管井间隔留置和处理，保证科学合理的间隔距离，同时要做好顶管井支护，可以借助木质结构保证其稳定性。还可以通过牵引等技术保障施工线路的不偏移，利用千斤顶保证管线与线路吻合。

（五）提升技能水平

施工技术应用关键在人，人的技能水平达到要求，才能使得技术发挥更大的作用，所以，要在施工前全面做好相关人员的培训工作，提升其专业技能水平，使之在施工作业中发挥出技术能力。注重提升施工环节技术操作性和针对性，确保市政工程建设总体可靠性和安全性。