市政工程顶管施工技术分析

王瑞

摘 要：近年来随着城市化建设进程的加快，市政工程项目不断增加。当前市政工程项目中，顶管施工是较为常见的一种施工技术，通常在地下管道施工中进行应用。由于利用顶管施工不需要进行大范围的开挖，在施工过程中对附近建筑物、道路及地下管网的影响较小，所以在当前市政施工中得以广泛的应用。文章从顶管施工的特点入手，对顶管施工技术进行了简述，并进一步对顶管技术在市政施工中的应用进行了具体的阐述。

关键词：市政工程；顶管施工技术；管道工程；应用

前言

目前在我国市政工程施工中顶管技术得到了广泛的应用，特别是在一些管道工程及交通繁忙的城市主干道改造工程施工中顶管施工更是十分常见。由于顶管施工不需要大面积破坏路面，与开槽埋管相比，其更具有较大的优势。特别是在当前施工技术水平不断提高的情况下，市政配套设施也不断的完善，在这种情况下，顶管施工技术越来越成熟，其应用也会不断增加，有效地提高了市政工程的施工效率，降低了施工过程中可能对环境带来的污染。

1 顶管施工的特点

顶管施工技术也称为非开挖管道敷设技术，其不需要对路面进行开挖，就可以穿越地面的构筑物及地下管线，不会对路面设备及地下管道带来破坏，施工周期较短，具有较好的经济性，而且利用顶管施工不会有粉尘产生，对周围环境和交通影响较小，施工具有高效率、无污染的诸多优点，在目前市政管线施工中应用得非常广泛。

2 顶管施工技术简述

2.1 工作原理

利用顶管施工技术进行施工，不需要对路面进行开挖就能够进行施工，只需要在路面垂直上方挖一个工作井，利用千斤顶将钢制管道压进地下。在对污水管进行施工时，通常会使用主顶油缸和道间的中继站等动力源来将管道压入到地质层，当污水管道进入到地层后，才能进行顶管埋设。

2.2 顶管施工平衡理论

在顶管施工过程中，需要严格遵循气压平衡、泥水平衡及土压平衡等平衡理论，确保施工技术的适用性。特别是在实际施工过程中，需要做好施工区域地质的环境的勘察工作，明确设计的要求，从而进一步对顶管机、施工工艺和辅助设备进行选择，有效的确保施工的进度和质量。在顶管施工中，工具管的质量与整体施工的质量息息相关，所以需要确保工具管的材质和质量要与施工规定的要求相符，在具体施工过程中为了提高管道的承受力和耐腐蚀性，则需要利用钢管和混凝土管来进行施工，确保施工的进度。

2.3 顶管施工要求

顶管施工前需要做好设备的检查工作，确保施工设备具有良好的性能。在施工过程中，为了能够确保顶进的顺利，通常会采用触变泥浆施工法来减轻顶管顶进过程中的阻力，利用触变泥浆施工法先将泥浆压入到顶进的土层中，然后再进行顶进，在压浆时需要遵循少量多次的原则。当顶进完成后，则需要对泥浆进行置换，利用水泥浆来对顶管进行固定，确保顶管具有良好的稳定性。在顶管施工过程中，顶管顶出洞口环节是最为关键的环节之一，所以在施工过程中需要给予重点关注。在穿墙管顶进过程中，需要利用深层水泥搅拌法来对顶进前方的土体进行加固，从而确保穿墙管能够顺利的顶出。

3 顶管技术在市政施工中的运用分析

3.1 关于顶进管的选择

在选择顶进管时，通常以钢筋混凝土管为主，在对腐蚀性没有要求时也可以利用钢管来进行施工。对于所选择的钢筋混凝土管，需要其配筋、规模和应用都要与相关的规范要求相符。根据工程的具体情况来选择顶进管的直径，通常管道内径以不低于半米为宜，配筋及壁厚需要由顶进管所受荷载来决定，从而最终对顶进管的外径进行确定。在施工过程中，如果利用长管可以有效的减少装管的次数，但一旦长管的长度过大时，则会导致管道与原定路线出现偏离，在这种情况下，使其恢复到正常的路线具有较大的难度。所以在顶进管长度选择上要适当，根据工程的具体情况来进行确定。

3.2 顶管施工的前期准备

3.2.1 现场平面布置

现场的总体平面布置包含动控制室、料具间、管片堆场及其注水系统、拌浆材料等堆场的相关布置；还有在始发的工作井中，顶管机、发射架、反力架等设备的安装布置。

3.2.2 关于出洞处和顶管机进、后靠土体的加固

顶管机出洞是顶管施工过程中极为关键的一个环节，所以需要利用高压旋喷桩来对后靠土体和进出洞区域的土体进行加固，从而有效的确保顶管机出洞的安全。同时还需要在工作井中提前安装好止水装置，这样可以有效的对避免施工过程中泥水的流失及触变泥浆流失现象的發生。

3.2.3 顶管施工的工艺

在进行顶管施工过程中，需要提前对管段内进行接收井和工作井的设置，将推力设备安装在工作井里，然后利用处于土体中导轨上面的顶管机头作为导向，向前推进钢筋混凝土管，利用工作井来运出前端的土体，从而有效的完成管道的铺设工作。

3.2.4 关于顶管井的施工

顶管井分为工作井及接收井两类。但顶管井的结构是有多种类型的，通常我们采用的是钢筋混凝土等结构。而工作井的结构模式则分为单孔井及单排孔井。单孔井的形状有正方形、矩形和圆形等，单排孔井则大多都是矩形。

3.2.5 顶管施工工序

（1）穿墙：将穿墙闷板打开，并将工具管顶出井外面，同时将穿墙止水装置安装好。施工技术及施工措施：在穿墙管里面进行填充和压实的纸筋粘土或者低强度的拌和土水泥粘土，能够起到临时性的阻水和挡土的作用；为了确保到穿墙孔外侧的距离在一定范围内，需要保证一定的土体的强度及稳定性；在日常工作井工具管进行穿墙之前，我们要对穿墙管外侧进行注浆固结；进行穿墙之前，要仔细分析可能出现的问题，并制定相应的处理措施；在闷板正式开启之后，要做到迅速推进工具管，同时做好穿墙止水工作。

（2）顶管出洞：顶管出洞是顶管技术中非常关键的一个环节，需要在顶管施工过程中给予充分重视。其是从工作井中顶管机及第一节管子从洞口封门后破出进入土中，这道工序极易发生事故，管线也易出现偏斜，所以需要做好工具管的调零工作，同时还要在工具管下面的井壁上做好支撑，避免下跌现象的发生，一旦出现下跌，则需要利用主顶油缸立即进行纠偏。

（3）注浆减阻：注浆减阻技术在施工中具有非常重要的意义，其主要是利用触变泥浆的压注，从而有效的填充管道周围的空隙，利用泥浆对其形成保护套，从而起到对地层的有效支撑，避免地面出现沉降，有效的降低顶进的阻力。压浆需要从顶管机关尾部开始，与顶进工作要做到同步进行，然后跟踪补浆时需要从混凝土管道的相关部位进行。

4 结束语

由于顶管施工技术不需要开挖作业，在市政管道施工中应用较为广泛。在顶管施工过程中，严格对施工的标准和质量进行掌控，对施工技术应用的要点进行分析，从而有效的确保顶管施工的质量，使其在市政工程施工中发挥重要作用。

参考文献

[1]何光奇.浅谈市政道路排水工程施工质量控制[J].城市建设，2009（31）：233-235.

[2]王剑锋.大直径顶管穿越既有磁悬浮线路施工技术研究[D].上海：上海大学，2011.

[3]周先桂，潘承猛，莫培华.顶管施工在市政道路给排水管道中的应用研究[J].企业导报，2011.