市政工程顶管施工技术探究

市政工程顶管施工技术探究

董江川

摘要： 我国城市市政工程建设规模日益扩大，开始应用一系列保护城市市容市貌、污染低、对公共利益影响较小的先进施工技术。其中给排水长距离施工工程的顶管施工技术具有多重环保生态效益，施工工艺成熟、质量高，给排水效率也高，因此，对给排水长距离管道顶管施工技术的施工措施进行分析研究，很有必要。

关键词：给排水；长距离管道；顶管施工技术

引言

顶管施工技术是指非开挖露面情况下以地下管道顶进的方法完成铺设作业，长距离顶管施工多用于城市市政给排水管道工程，是当前市政基础设施建设中的常用施工手段。

1.非开挖顶管施工技术特征及应用优势

1.1特征

非开挖顶管施工技术的定义是，在开挖工作井或接收井时，以不开挖或少开挖的方式，铺设地下管道的施工技术。非开挖顶管施工技术能通过开挖较小面积的施工面，实现管线的更换、铺设和维修，这也是其结合非开挖技术、顶管施工技术优势的体现。非开发顶管技术能实现多种管道的良好应用，包括综合管道、给水管道、燃气管道、排污管道以及通信管道等，通常为为2~4d/100m 施工速度、φ350~φ4000 的管径范围。

1.2 应用优势

传统的给排水施工为了进行大面积的开挖，会在道路周围设置路障，屏蔽周围行人，以保证施工条件和路上行人的安全。这种开挖方式有很多的弊端，尤其是我国社会迅速发展、人口越来越多的许多城市内，常常会造成严重的交通和安全事故。与此同时，地表会因为高频率、长时间的开挖，导致内里结构受损，长久的施工造成不可修复的后果，而采取施工技术具有明显的优势，能产生较大的经济和社会收益，也会使得作业不受气候、环境等的影响，同时也能最大限度的缩短工期、减少噪音、粉尘和道路占用，解决开挖过程中灰尘、污水多的弊病，不受河流、地下管线、铁路等的限制，顺利完成在深度低下管道铺设道路的目的。同时，其也具有适用范围广、方向可控、精度高等优点。市政看重其对地面干扰小的优势，而将其广泛应用于给排水施工过程中。同时该技术对沿线交通和环境的影响也较小，能通过高压液压千斤顶，以工作井的方式，不需要开挖或穿越管线，放置钢质管道，从而实现施工目的。

2. 给排水长距离管道顶管施工技术的影响因素

2.1 管体材料

给排水管道长距离顶管施工技术质量，与管体材料选择有很大关系。最理想的管体材料是钢制管体，也有一些其他材料管体。当前，我国对顶管管体材料的相关规范中缺乏明确标准，材料选择也能为顶管距离、压力技术、施工方法等方面造成一定的不确定性。

2.2 内推力长距离

给排水管网的内推力是一项复杂的计算工作，除了计算地下原有管道的干扰因素以外，也要考虑管道内部水压问题。长距离管道内部的水压通常较大，会给管道的稳定性、位移情况等带来较强的施工干扰因素。

2.3 管道位移情况

顶管施工的过程中，需要确保动力的持续性及稳定性，避免发生管道位移，以降低施工质量和效率。如果管道受到动压较大，容易出现管体破裂，如果管道受到动压过小，间隙较大又会导致密封不严，降低排水效果。

3.市政给排水施工中长距离顶管施工技术探讨

3.1施工前的准备

在进行长距离顶管施工作业之前，应通过对市政给排水施工区域实际情况及要求的综合考虑，需要落实好施工前的准备工作。其工作内容包括 ( 1) 注重施工材料、设备的合理选择，对它们的质量、数量等进行全面检查及仔细核对，实施好场地杂物清除计划，从而为长距离顶管提供良好的施工环境，避免影响市政给排水施工效果;( 2)通过对注水系统、管片堆场、自动控制室、弃土坑等方面合理布置的充分考虑，细化施工前的准备工作内容，并对人员优化配置加以思考，满足长距离顶管高效施工要求，确保与之相关的施工计划实施有效性。

3.2 科学选择顶管机

地下水位以上和低下通常会选择不同的顶管机，水位以上会选择敞开类顶管机，类似机械式顶管机、挤压式顶管机、人工挖掘顶管机等，而水位以下则选择平衡类顶管机，类似土压平衡式顶管机、泥水平衡式顶管机、气压平衡式顶管机等。同时要充分考虑土层的特点，应当在选择顶管设备时，充分考虑其的安全性和效率性。在选择主顶油缸时，要考虑顶进管的承受能力，精准计算其机头迎面阻力、管道表面摩擦阻力、顶进贯入阻力、管材自重、管道上垂直水平侧压力等，最终得到顶进的总阻力，并将其与顶管允许顶力进行对比。再者，要确保工作井、接收井的施工的安全和稳定，提前做好周围土体加固、安全防护、安全检测工作。为了确保设备能安全有效的运转，还应当在选择好顶进管后，在工作井内安装好机头、千斤顶、顶铁、轨道、油泵、出泥设备、送风设备、后座、测量设备、排水设备、供电系统、起重设备、控制系统等。

3.3 顶管出洞技术

施工人员在保质保量的完成顶管穿墙工作之后，要按照相关的标准和规定，进行顶管进出洞施工作业，该项施工作业在整个非开挖顶管作业中具备重要的地位。现场工作人员在市政给排水施工过程中接触到这一环节时，要在砖封门前，及时将前期所准备的钢板桩均匀铺设好，在这种情况下，通常能使施工的安全性能更好、效率更高，可避免施工可能出现塌方的问题，从而推进顶管出动作业顺利的完成。施工人员要赶在顶管机出洞前，将砖封门及时拆掉，然后及时推进顶管机沿着钢封门前行，如果二者距离在 50 ～ 100mm 之间时，要全部拆掉前期安装的一排钢板桩，并按照一侧向另一侧的顺序出洞，这样才能避免水分的渗入，确保止水环在洞口周围真正发挥应有的作用。当该项作业完成后，施工人员需按照相关的标准和规定，规范化操作和管理顶管机的运作，从而确保顶进方向按照预期进行，防止出现操作不当等问题。

3.4 顶管出洞

顶管出洞是施工后期部分，容易受到多种因素的影响形成质量问题，相关技术人员保证工具管出洞质量是关键，首先需要做好工具管的调零处理和井壁支撑，然后在出洞作业时要提前设置好初始角，避免顶管出洞过程时碰撞产生跌落。排水施工要距离接收井15.0m以上，避免影响顶管的出洞效果。

3.5 重视水平螺旋钻进

为了提高长距离顶管施工效率，实现对其施工技术的高效利用，则需要施工单位及人员加深对水平螺旋钻进方面的重视程度。在此期间，应做到 ( 1) 加强螺旋钻杆使用，增强管道推进处理效果，减少外界因素的干扰影响，提高市政给排水管道应用中的稳定性; ( 2) 基于水平螺旋钻进的长距离顶管施工，应充分考虑管道的口径大小，强化其偏差科学控制意识，保持管道良好的安装状况，充分发挥长距离顶管施工技术的应用优势，使得市政给排水施工中能够得到更多的技术支持; ( 3) 当水平螺旋钻进作用下的管道安装施工作业完成后，需要重视中线法、高程等不同偏差校正方法的科学使用，促使给排水管道应用效果更加显著，更好地体现出长距离顶管施工技术的利用价值。

结束语

综上所述，通过对技术要点的分析及考虑，有利于提高长距离顶管施工效率及质量，充分发挥其在市政给排水施工及应用中的实际作用，满足给排水系统高效运行要求。因此，未来在提升市政给排水施工水平、优化长距离顶管施工方式的过程中，应关注相应施工技术的应用，确保长距离顶管施工状况良好性，丰富其施工目标实现过程中所需的技术手段。

参考文献：

［1］ 陈雪． 浅谈市政给排水施工中的长距离顶管施工技术［J］． 居业，2020，( 06) : 59 －60．

［2］ 倪威． 市政给排水施工中的长距离顶管施工技术运用研析 ［J］． 黑龙江交通科技，2020，( 06) : 30 －31．

［3］ 汪黎萍． 市政给排水工程施工中的长距离顶管施工技术探讨 ［J］． 建筑技术开发，2020，( 08) : 58 －59．