市政雨水管道顶管法施工技术研究

市政雨水管道顶管法施工技术研究

孙豪杰

浙江协和建设有限公司 浙江省嘉兴市 314000

摘要；随着城市基础设施的不断扩展和升级，市政雨水管道系统在城市排水和防洪中扮演着至关重要的角色。传统的开挖施工方法虽然有效，但往往会造成较大的地表破坏和交通干扰，影响城市的正常运行。为了应对这一问题，顶管法作为一种非开挖的地下施工技术逐渐受到关注和应用。顶管法利用液压设备将管道顶进地下，能够在减少地表干扰的同时，完成雨水管道的铺设，特别适用于城市中心区域和交通繁忙地段。尽管顶管法具有诸多优点，但在实际施工中，仍面临诸如地质条件复杂、施工风险控制难度大、施工质量保证等挑战。

关键词；雨水管道；顶管法；施工技术

一、顶管法的工作原理与技术特点

顶管法是一种非开挖的地下管道施工技术，其工作原理基于利用液压设备将管道逐段顶进地下。通过在地表设立顶管机或顶管设备，从起始井处将管道推入地下，管道的推进是通过顶管机中的液压系统完成的。顶管法的核心技术特点包括施工对地表环境的干扰最小化、施工速度相对较快以及较少的施工噪音和粉尘。施工过程中，顶管机通过液压推力将管道逐段推送到指定位置，同时在管道推进的前方进行土壤的挖掘和处理，以确保管道顺利推进。该技术特别适用于城市中心、交通繁忙或地面环境难以破坏的区域。顶管法的另一个显著特点是施工精度高，能够实现较为精准的管道铺设，这对于后续的管道连接和维护非常重要。顶管法的实施也面临一定挑战，如复杂地质条件下的推进难度、管道对接的精准度要求以及施工过程中对土壤变形和沉降的控制等。

二、顶管法在市政雨水管道中的应用

顶管法在市政雨水管道施工中的应用，凭借其减少地表扰动和施工效率高的优势，成为解决城市排水系统建设难题的重要技术。传统的开挖方法不仅对地面交通和市政设施造成较大干扰，还可能引发二次污染和施工风险。顶管法则通过在地表设置起始井和终止井，利用顶管设备将管道从起始井逐步推进至终止井，避免了大规模的地面开挖。这一技术特别适用于城市中心区域、交通繁忙地段以及地下管线密集的区域，因为它能够有效减少施工对交通流量和周围环境的干扰。在实际应用中，顶管法可以应用于各种管材的安装，包括混凝土管、钢管和塑料管等，适应不同的地质条件和管道需求。顶管法的施工过程中，通常会结合实时监测系统，跟踪管道的推进状态和地面沉降情况，以确保施工精度和管道质量。然而，顶管法的应用也面临一些挑战，如在软土层或存在障碍物的地质条件下，推进困难以及管道对接精度要求高等问题。

三、顶管法施工中的关键技术

（一）降水井施工

降水井的主要作用是降低施工区域的地下水位，以减少土壤湿度，提高施工环境的稳定性。降水井的施工通常涉及在施工区域周围或井位处打设井管，通过抽水设备将地下水抽出，从而有效地控制地下水位。这一过程可以防止在顶管推进过程中出现土壤饱和或管道受压变形的问题，确保顶管的推进平稳和施工质量的稳定。降水井的设计和实施需要考虑地下水的流量、土壤的渗透性以及施工深度等因素，以确保降水效果和施工安全。在施工过程中，必须实时监测井水位和地下水流量，及时调整抽水设备的运行，以应对地下水位变化带来的影响。此外，降水井施工还需要采取有效的防护措施，如设置隔离带和排水沟，以防止对周边环境和地面设施造成二次影响。

（二）工作坑施工

工作坑，通常被称为顶管起始坑或终止坑，是顶管施工的起始和终点位置，用于安装顶管设备和进行管道推送操作。工作坑的施工涉及在地面开挖出一个符合设计要求的坑道，其尺寸和深度必须根据管道的直径、施工设备的规模以及地质条件进行精准规划。施工前，需要对工作坑进行详细的设计，包括坑壁的支护结构和排水系统，以防止坑壁坍塌和积水影响施工安全。在施工过程中，工作坑的边缘通常会采用钢支撑或混凝土衬砌进行加固，以保证坑道的稳定性并防止周围土壤的移动。为了确保施工过程的顺利进行，还需要在工作坑内设置必要的设备和设施，如顶管机、液压系统和控制系统，同时配置完善的安全保护措施，以应对潜在的施工风险。工作坑的施工质量直接影响到顶管法施工的整体效率和安全性，因此必须严格控制施工质量，确保坑道结构稳固、排水系统正常运行，并能够满足后续顶管推进作业的需求。

（三）挖土顶进

 挖土顶进的过程首先需要通过顶管机的切削装置将前方的土壤或岩石切割成小块，这些切割出的土壤被输送到工作坑的提升系统中进行处理。挖掘过程中，施工团队需要实时监测土壤的性质和含水量，以调整切削装置的工作参数和推进压力，从而适应不同地质条件下的挖掘需求。处理后的土壤被运送至地面，并通过适当的排水和运输系统进行处理或处置。挖土顶进技术的成功实施依赖于精确的施工控制和实时的地质数据反馈。施工人员需要使用先进的监测仪器，实时跟踪顶管机的推进方向、土壤的切削状况及推进压力，以确保土体挖掘与管道推进的同步。有效的挖掘和顶进操作能够减少推进过程中的阻力，提高施工效率，同时降低对周围环境和地面设施的影响。为了应对复杂地质条件或高水位区域，施工过程中可能需要配合降水措施或调整挖掘设备的工作模式。

（四）管背注浆

管背注浆的过程包括在顶管推进过程中，通过设置在管道后的注浆孔，将浆液注入管道和周围土壤之间的空间。注浆的主要材料包括水泥浆、化学浆液或其他固化剂，这些浆液具有良好的流动性和固化性，能够填补管道与周围土体之间的空隙，形成一个稳固的支撑层。注浆的作用是多方面的能够提高管道的抗变形能力和承载力，防止管道在推进过程中发生位移或变形；其次，注浆可以有效地填补因地质不均匀或施工引起的空隙，防止地下水渗透进入管道周围，减少对施工环境的影响。此外，注浆还可以改善管道周围土壤的强度和稳定性，降低施工过程中的地面沉降风险。在实际施工中，管背注浆需要精确控制浆液的配比、注入量和注入压力，以确保浆液能够均匀地填充到每一个空隙并达到最佳的固化效果。施工人员通常会使用专用的注浆设备和监测仪器，实时检测注浆过程中的参数变化，如压力和流量，以便及时调整施工方案，确保注浆质量。

（五）闭水试验

试验通常在管道施工完成后进行，通过向管道内部注入一定量的水或其他流体，并监测管道的渗漏情况来进行评估。闭水试验的实施步骤包括首先将管道的所有接口和接缝进行密封，确保无外部泄漏；然后，通过泵送设备将水注入管道系统中，逐步升高水位，直到达到预定的试验压力或水位高度。在试验过程中，施工人员需要实时监测管道系统的各个部位，检查是否有水泄漏、渗漏或其他异常现象。如果发现泄漏，需及时查明原因并进行修补，以保证管道的密封性符合设计要求。闭水试验的持续时间和水位高度通常根据管道的设计规范和施工标准来确定，以确保试验的全面性和准确性。成功的闭水试验不仅能够验证管道的密封性能，还能发现潜在的施工缺陷或设计问题，提前解决可能影响管道长期使用的隐患。

三、结论；

尽管面临地质条件和施工管理的挑战，该技术在现代市政工程中表现出良好的应用前景。通过优化设备安装、加强关键技术环节的控制以及严格实施闭水试验，可以有效提升施工质量和管道系统的长期稳定性。总体而言，顶管法为市政雨水管道的建设提供了一种高效且环保的解决方案。

参考文献；

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