市政给排水施工中的非开挖顶管施工技术分析

市政给排水施工中的非开挖顶管施工技术分析

郝建文

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摘要：随着城市化进程的加快，市政给排水工程作为城市基础设施的重要组成部分，其施工技术的选择与应用对于城市的可持续发展具有重大意义。本文旨在对市政给排水施工中的非开挖顶管施工技术进行深入分析，以期为市政给排水工程的施工提供理论支持和实践指导。

关键词：市政给排水；非开挖顶管；施工技术

引言

市政给排水工程是城市基础设施建设的核心内容之一，其施工质量直接关系到城市居民的生活质量和城市环境的卫生状况。传统的开挖式施工方法虽然技术成熟，但在施工过程中会对城市环境、交通和居民生活造成较大影响。因此，非开挖顶管施工技术作为一种新型的施工方法，因其独特的优势而逐渐在市政给排水施工中得到广泛应用。

1.顶管施工技术简述

顶管施工技术是一种无需开挖的施工方法，具有许多优点。首先，顶管技术在施工过程中相对安全，不会对周围环境造成破坏和污染。其次，顶管技术占地面积小，可以节约土地资源。此外，顶管施工速度快，可缩短工期，提高施工效率。但是顶管技术的经济成本高，工程周期长，是它的一些缺点。总的来说，顶管技术在我国道路工程中得到了广泛的应用，并已被公认为是一种有效的施工方法[1]。

2.顶管技术在市政给排水中的应用

2.1选择管道

在市政给排水顶管技术的应用中，管道的性能是一个重要方面，管道的质量对施工效果有明显的影响。因此，在施工中，工程单位应从经济性和质量两方面对管道进行优化，选择性能好、寿命长的管道。在建筑业稳步发展的过程中，建材市场的材料种类明显增多，管道的选择也越来越大。市政工程一般采用混凝土管、塑料管和钢管。在顶管技术中，管道被一定的推力推到指定位置，因此管道需要具有较高的承载能力，以确保其能够承受推力。市政工程中的生活生产污水是通过管道排放的，污水中含有的大量化学物质可能会加剧管道的腐蚀，因此在选择管道时还应考虑管道的耐腐蚀性，使管道的质量符合工程建设要求。

2.2沉井施工

沉井主要涉及工作井和接收井，它们承担着顶管排水、出土和运输等任务，同时还能保护施工现场及邻近建筑。沉井的形状通常为圆形或矩形，主要由钢筋混凝土建造。在矩形沉井的封闭过程中，通常需要使用锚杆，并在四个角落适当位置安装斜支撑，以增强沉井的稳定性。此外，为了节约建筑材料并满足生态环保的要求，后背墙的构造应采用装配式工艺。

2.3穿墙顶进

在进行机头穿墙施工时，为了避免土体长时间暴露于外界环境，应确保机头以均匀且连续的速度穿越墙体。在穿墙作业开始前，应向土体内部注入适量的混凝土，以维持结构的稳定性。在穿墙过程中，如果力度过猛，可能会导致土体泄漏，影响穿墙的整体效果，因此，需要适当控制穿墙的力度。当闷板墙体被打开时，应立即采取止水措施，以提高机头穿墙的质量。在顶进过程中，为了减少对周围土体的干扰，通常采用手工挖掘的方式进行顶进施工。同时，需要注意调整地下水位，确保其与管道底部保持至少0.5米的距离。在将地下水位调整到适当位置后，应立即进行防水处理，防止积水直接进入顶管内部。当顶端的施工设备接触到土层时，应进行分层挖掘，按照从上到下的顺序进行，同时进行观察和记录，当挖掘高度达到35-50厘米时停止。根据先挖后顶的原则进行顶进施工，根据土层的情况，某些土层可以适当超挖，但给排水管道下方的区域除外，并且超挖的量需要严格控制，通常在10-15毫米左右。

2.4管道顶进纠偏

在施工现场，准确标出顶出井和储藏井的位置是首要任务。接着，进行土方挖掘并搭建模板，为混凝土浇筑做准备。井的结构通过分阶段浇筑混凝土逐步形成，以叶片底部作为起点确保结构稳定。混凝土强度超过设计强度的80%后，继续浇筑上部井壁，保证整体结构强度。混凝土浇筑后需养护，确保强度达标，并对缺陷进行修复。强度超过85%后，安装起重设备开始顶进作业。管道冲孔作业需将给排水管道的冲孔结构区域划分为单元，分步骤完成。先将给水和排水管道铺设在导轨上，启动冲孔设备，挖掘隧道并吊装管道。调整管道位置后，重复吊装作业，直至完成。清理管道内灰尘，对齐喷嘴，连接各单元段。为降低作业难度，确保一次性完成顶管，采取设立中继站和注水减少阻力措施。若管道打孔方向偏移，采取顶进纠偏措施，监控整个吊装过程。偏差不超过40mm时，采用开挖修正法调整管道轴线。超过40mm时，修正千斤顶升程。通过这些措施，确保上水、下水管道推进顺利，满足质量和进度要求。

2.5注浆施工

首先，需要选定合适的注浆孔位置，并在这些位置上使用钻机进行打孔作业。随后，把注浆管置入钻孔内，确保管道的底部与注浆孔的底部紧密贴合，并牢固地固定好注浆管。依据设计方案的规定和地层的具体情况，按比例配制好注浆混合物。然后开启注浆泵，将混合物通过注浆管注入孔洞中。在注浆过程中，必须保证注浆材料完全填满孔洞，并且控制好注浆泵的压力和流量，以确保注浆材料能够充分渗透到地层中，实现预期的加固效果。

2.6掘进机出洞

当掘进机推进到设计端位时，停止掘进机工作，并进行必要的固定和密封处理，确保顶管的稳定和安全[2]。

3.顶管施工质量控制措施

3.1严格控制施工工序

市政给排水采用顶管技术时，为实现工程的质量、安全、进度等目标，项目负责人应在现场协调施工工艺，保证不同工艺之间的高度衔接。首先，穿墙工作，打开穿墙板，将工具管出井，按设计规定合理配备，规范安装辅助装置。管道应填充水泥粘土，并压实，防止水和土壤。为了使墙孔外距符合技术规程，施工人员需要对土体强度、稳定性等相关指标进行分析，合理安排现场施工任务，明确规定各步骤的技术要求和参数。其次，为了在注浆阶段达到减阻的目的，相关人员应遵守施工规范，确保注浆操作的合理性。管道周围空隙用注浆填充，用浆液保护管道，支撑地面，抑制不均匀沉降。如果施工作业中存在工序不合理等情况，管理人员须及时与施工单位协商，制定优化和调整措施。

3.2实时监控与调整

施工过程中的技术优化是保证顶管施工成功的关键。在顶管施工中，通过实时监控系统对数据进行采集和分析，对调整施工策略，保证施工质量和效率具有重要意义。先进的传感器和监控设备可以实时跟踪顶管机的位置、姿态和切割状态，以及周围的土层情况。有了这些数据，施工队伍就可以快速做出反应，比如调整顶管机的速度，改变切割头或者调整推进方向，以适应不断变化的地下条件。同时，定期维护，及时排除故障对于保持顶管机的稳定运行至关重要，可以有效避免因设备问题造成的工程延误。实时监控系统在顶管施工中的应用，不仅提高了施工的准确性和安全性，而且显著增强了施工过程的可控性和灵活性。例如，通过监测数据，施工团队可以实时了解井下顶管机的具体位置和运行情况，包括推进速度、旋转角度、切割压力等关键参数。这些信息对于及时发现和解决可能出现的问题至关重要。如果监控系统检测到地质条件突变，如遇到未预期的硬岩层或地下水流，施工团队可以迅速采取行动，如调整顶管机的工作参数或暂停施工，以评估和应对新的挑战[3]。

结束语

非开挖顶管施工技术作为一种新型的市政给排水施工方法，具有施工效率高、对地面影响小、适应性强等优点。在市政给排水施工中应用该技术能够有效减少对城市环境的影响和降低施工成本，提高施工质量和效率。

参考文献：

[1]任飞.市政给排水施工中的非开挖顶管施工技术分析[J].建材与装饰,2017(49):31.

[2]慕瑜.论市政给排水施工中的非开挖顶管施工技术[J].住宅与房地产,2017(30):193.

[3]谢永雄,林华,廖葵莉.顶管法在污水厂管网施工中的应用[J].工业安全与环保,2018,44(6).