顶管技术在市政工程中应用及施工对策探析

■张枫婷 ■宜春市市政工程管理处，江西 宜春 336000

1 前言

地下网管是现代城市的重要基础设施，其承担着通讯、电力、自来水、煤气、污水处理系统等设施的传输工作。传统的地下管网敷设施工通常采用开挖施工技术，通常需要对路面进行挖槽埋管，给城市交通以及人们的生活与工作造成一定的影响，同时还会缩短路面的使用寿命以及造成严重的经济损失。顶管技术是一种非开挖管道敷设技术，通过将顶管技术应用在市政管网施工中，不仅能够降低施工对城区环境的影响，还能够降低施工成本。因此，值得将顶管技术广泛的推广和应用在市政工程中。

2 顶管技术的概述

顶管技术又称非开挖管道敷设技术，该种施工技术并不需要开挖地面就能够穿越地下管线、河道、铁路、公路以及其他地面建筑物的特点，与传统的开挖敷设技术相比，顶管技术的投资相对较小，并且施工周期相对较短，能够显著的降低噪音，同时粉尘也相对较少，对城区环境的干扰和破坏相对较小，是一种高效率、污染小的施工技术。顶管技术在市政工程中应用的优点主要包括以下几个方面:能够在很深的水下或者地下敷设管道，并且能够安全的穿越建筑物、河流、公路、铁路等，降低市政工程周边的拆迁工作量，有效的降低工程造价;该种施工技术的振动小、噪音低，对城市居民生活环境的影响相对较小，并且还不影响现有管道的使用;施工面将曲线缩成点，施工占地面积非常小，并且施工活动对地面的影响较小，对交通的干扰相对较小，在用地紧张、交通量大的城市中具有非常好的应用前景。

3 顶管技术在市政工程中的应用

(1)合理的选择顶管。顶管的选择应该根据市政工程的实际状况，通常选用钢筋砼管，如果没有腐蚀要求可以选择钢管，钢筋砼管的设计规格、应力验算以及配筋等应该严格的按照相关的钢筋砼的技术规范与标准进行，尤其是与钢筋砼管相关的技术规程与标准。对于顶管的选择，应该重点考虑以下两个方面:其一，顶管长度的选择，顶管的长度对顶管技术的经济性与可控性具有直接的影响，在直线推顶的状况下，采用长管能够有效的降低桩管的次数，具有非常好的应用效果，但是随着管长度的增加，如果偏离了原来的线路，为了保证其能够恢复正常的线路，应该使用短管，长短管的选择规则:通常状况下，当L/D外=1.15时，为标准管;当L/D外≥2.10时，为长管;当L/D外小于等于1.10时，为段管;其二，顶管直径的选择，顶管的直径应该根据市政工程的性质以及工程的实际需求来选择，通常根据顶管顶管受到的负荷确定砼管的壁厚以及配筋，然后确定顶管的直径，由于顶管技术在施工的过程中需要配备转杯的挖土工人，因此顶管的直径不能小于500mm，便于挖土人员的施工。

(2)顶管井的设计。顶管井通常采用钢筋混凝土结构，并且建造结构类型相对较多，通常采用接收井与工作井两种，接收井的形状通常为矩形，工作井的结构形式通常为单排孔井和单孔井，并且呈矩形、正方形以及圆形等，顶管井的结构受力性能由低到高依次为矩形、正方形、圆形。

(3)顶管施工。顶管技术的施工主要包括以下几个方面:其一，穿墙，将穿墙闷板打开，把工具管顶出井外，然后安装相应的穿墙止水装置，其做法表现为:在穿墙管内填夯密实的低强度水泥粘土拌合土，起到临时挡水挡土的作用，为了邦郑穿墙孔的外侧在一定范围内土体的稳定性，用工具进行工作井的穿墙施工之前，应该在穿墙管的外侧进行注浆固结，如果出现问题，应该对问题进行分析，并采取相应的措施进行处理，闷板开启之后应该将工具管迅速的推入，并做好穿墙的止水工作;其二，顶管出洞，即顶管机与第一节管子从工作井中破出洞口封门进入土中，顶管出洞施工是顶管技术的关键环节，在进行顶管出洞施工之前，为了防止管线出现偏移的问题，应该对工具管进行调零，并在工具管下加设支撑以及提前设置一个初始角弥补下跌，如果发现管线偏斜的问题，应该及时的采用主顶油缸进行管线的纠正;其三，注浆减阻，通过压注触变泥浆填充管道周围的空隙，能够形成一个管道保护层，起到减少顶进阻力、减少地面沉降以及支撑地层的作用，在顶管施工的过程中，应该先对顶管的机头尾部进行压浆，和顶进工作同时进行，并在混凝土管道与中续间的适当位置进行跟踪补浆，以此降低顶进施工中的泥浆损失;其四，顶管的纠偏施工，纠偏指的是机头与设计轴线出现偏差之后，在机尾设置纠偏千斤顶组，转变机头端面的位置与方向，促使管道沿着设计好的轴线进行顶进，以此降低偏差，顶管纠偏通常采用4台千斤顶组合操作的方式;其五，气密性检测，对管道的整体以及分段进行打压试验，检查管道的气密性以及强度，尤其是在寒冷的地区或者动机，只能采用打气压的方式，打水压会在管道上结冰，如果施工需要采用打水压，应该采取一定的防冻措施，制定严格的打压方案，保证施工的安全。

4 顶管技术在市政工程中的施工对策

(1)现场调查与踏勘。为了保证顶管技术的施工质量，在采用顶管技术时，应该对市政工程的施工现场进行调查与踏勘，主要包括以下几个方面:对附近桥梁等构筑物的桩基深度、间距以及基础等进行调查;对原有污水管道、雨水渠箱等埋设的深度;调查施工现场的供水、煤气、通讯、电力、煤气等管道的位置;调查附近的排水系统，设计最好的排泥水路线，防止出现污水横流的问题;观察施工现场的车流以及行人状况，考虑高峰期安排专业人员进行指挥与疏通。

(2)做好施工管理。在现场施工的过程中，如果管线中带有施工残留物或者污物，应该及时的进行清扫。防止对仪表、设备、阀门等造成损害。管道在安装之前应该进行清扫，采用焊接一段清扫一段的策略，这样能够降低系统封闭后的清扫工作量。通过精确计算算出顶进的推力，选用合适的油缸类型，并采用中间分布的方式，保证施工能够顺利的进行。

(3)做好测量与记录工作。为了防止顶管施工出现误差，应该使用全站仪发射激光沿着顶进方向水平射出，通过望远镜读出工具头的偏差，每隔0.5m测量和记录一次，防止变形引起的误差，保证施工质量和安全。

5 结束语

总而言之，城市的地形以及交通格局相对复杂，随着时代的发展，城市也在不断的发展，市政的配套设施在不断的完善，地下管网作为城市建设的重要组成部分，其建设规模也在不断的扩大，如果采用传统的管道开挖施工技术，势必会对城市环境、交通以及人们的生活与生产造成影响。顶管技术的应用，能够在不影响城市地形与交通格局的前提下，加速城市管网的改造与优化，为创造新都市提供了便利的条件。

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