市政排水管道顶管工艺的设计和应用

蔡学良　刘畅

【摘要】随着我国城市的发展，市政工程建设得到了长远的进步，而市政排水管道的施工是其中非常重要的一个方面，本文针对市政排水管道顶管工艺的设计和应用等相关问题进行了详细的分析和探讨。

【关键词】市政；排水；管道；顶管；设计

一、前言

本文首先针对市政排水管道顶管在的特点以及在市政工程中的运用进行了分析，随后针对顶管工艺的设计相关技术进行了详细的探索，随着市政工程建设的发展，顶管技术会得到较大程度的提高。

二、顶管技术的施工要点

第一，选取高品质的材料。在目前的管道建设工作中，使用的最多的是混凝土以及钢材质的，在具体的开展工作的时候，要切实的结合所在区域的具体状态以及建设工作对于管线的规定等，合理的选取材质。在使用该项工艺的时候，要保证管道的抗压水平强大，强度合理，同时还要掌控好它的直径，只有这样才能够便于管道连接，对于具体的施工长度来讲，要结合所在区域的实际情形来确定，而材料了的厚度等要结合工程的具体铺埋深度等要素来确定。

第二，控制好顶力。在开展工程建设工作的时候，必须要掌控好顶力。它的影响要素非常多，比如使用的材料，管道的尺寸以及工作场地的环境和工作者的工作水平等。所以，在进行顶力设计工作的时候，要保持合理的富裕量，这样做的目的是为了便于纠偏，在挖掘的时候，要设置工作舱，在具体的开展建设活动的时候，禁止工作者到舱内，要结合具体的施工状况，选取油缸之类的装置。

第三，合理设置工作坑。此类工作坑有两个大的类型，分别是工作井以及接收井。其一般都是钢混结构的。它的品质会对顶管工艺有非常明显的影响，所以在设计的时候，要分析其出土以及排水等方面的要素，以此来确保其更加的合乎规定，在挖掘的时候要避免对附近的建筑体带来破坏。

三、顶管工艺在当前排水工作中运用情况分析

1、适用领域

该项工艺适合用到城中区域，或是人口数量较多的街道，在开展工作的时候，假如碰到那种规模较大的文物或是一些不能拆掉的建筑的话，可以使用该项工艺。在铺设污水管的时候，由于不可以使用明渠，所以也可以使用该项工艺。

2、顶管的选择

首先是施工前期准备，要做好平面的总体布置工作，将反力架、发射架以及主推千斤顶等设备安装于始发工作井内，并且将下井扶梯设置于工作井边的侧旁； 其次是顶管井的设计，顶管井有着多种类型的建造结构，通常将钢筋混凝土给应用过来； 在布置结构的过程中，为了促使结构的受力得到改善，需要将一些内支撑设置于井内。 在工程建设的过程中，需要按照双向来设计工作井的顶进，并且间隔布置接收井，它的间距应该和检查井的间距保持一致。 完成施工之后，还需要将检查井做于接收井和工作井的位置上，严格依据相关的设计要求来进行； 最后是顶管的施工工序，打开穿墙闷板，顶出工具管，将止水装置安装过来。

例如在实际的施工过程中，需要将有着较低强度的水泥粘土或者密实纸筋粘土填在穿墙管内，这样就可以有效的阻水挡土； 在穿墙之前，需要注浆固结处理穿墙管的外侧，以便保证在一定范围内，穿墙孔外侧土体的强度符合相关要求。 要对穿墙前出现的问题积极的分析，制定针对性的处理措施，开启了闷板之后，需要迅速的推进处理工具管，并且进行止水作业。 为了保证穿墙止水得到实现，可以将止水法兰加压板给应用过来，将20毫米厚度的止水板环安装于在它的中间，在管道顶进的过程中，就会带动橡胶板，这样止水装置就形成了。

3、顶管施工准备

在顶管施工之前，要做好施工准备，合理的布置施工现场，科学的安排起重设备、管片堆场、拌浆材料堆场、自动控制室、注水系统、弃土坑的位置。要加固顶管进洞、出洞，确保顶管机出洞的安全，为保证顶管机进出预留洞时引起泥水流失，要在工作井安装止水装置。只有做好顶管施工准备，才能保证顶管施工的顺利进行。

4、工艺简述

该项施工工作指的是利用顶进装置，把特定形状的构造体放到路基里面，此时就会得到交叉通道，此举便于工作开展，在进行顶管工作的时候，必须要合理的设置工作井等。同时还要做好工作坑的设计工作，接下来具体的阐述该项设计内容。工作坑可以分为工作井和接收井两种，工作井可以分为单孔井和单排孔井，单孔井有正方形、圆形、矩形等多种结构形状，单排孔井大多数为矩形，为改善工作井的受力情况，要在井内设置支撑物，在设计工作井时，要按双向顶进进行设计，工作井要同接受井隔离开来。

四、市政工程中顶管设计相关问题综述

1、顶管井的设计。顶管井分工作井与接收井两种，但是顶管井有很多分类，通常而言，我们一般使用钢筋混凝土结构。在实践中，工作井的结构形式通常有单孔井和单排孔井，这之间的区别是，前者有多种形状，如圆形、方形、矩形等，而后者的形状就没那么多样化了，我们更常见到的是矩形，但是我们必须了解到，这样的多元的形状肯定有其不同的含义，那就是受力性能的不同，通常而言，圆形的受力性能大于正方形和矩形的受力性能。

2、顶管井的工序。第一步是穿墙，我们需要做的就是打开穿墙闷板将工具管顶出井外，并安装穿墙止水装置。也就是在穿墙管内填夯压密实的纸筋粘土或低强度水泥粘土拌和土，以便起到临时性阻水挡土作用。为确保穿墙孔外侧一定范围内土体基本稳定并有足够强度，工作井工具管穿墙前，对穿墙管外侧采取注浆固结措施。

3、顶管井可能出现的问题及解决的措施。顶管出洞是一个引人关注的容易出事故的过程，一不小心，就可能发生一些预料之外的事情，因此一些专业技术人员在这个阶段都会凭借熟练的经验加上现场的环境进行评估作业。然后就是管道偏斜的问题，如果遇上这类问题最好的方法就是立即用主顶油缸进行纠偏。一般，为了事先预防这类事情的发生，我们对于工具管出洞前预先设定一个初始角弥补下跌等措施。最后是注浆减阻，这是一个关乎施工质量的关键因素。但是仅仅做了这些还是不够的，在顶管施工中还有一个重要的技术措施就是通过压注触变泥浆填充管道周围的空隙形成一道泥浆保护套。这样做的好处显而易见，就是起到支撑地层的作用。在实际施工的过程中，使用最多的是钢筋混凝土结构的顶管井，需要将内支撑设置在工作井中，保证工作井的受力状况，另外在设计中如果遇到了双向顶，在布置中就要对接受井进行间隔设置，检查好井的位置以及与接收井和工作井的位置重合，在进行顶管穿墙环节时，需要进行止水注浆，为了促进顶管的工具头能够有效的出洞，这就需要在注浆材料中加一些自然土，并且按照水泥、石灰以及粘土的比例是 1 ：2 ：3 来进行配置，最后在施工中，将长距离顶管进行出洞时，主要将顶管的第一管和顶管机从工作井中开辟一个洞口封门，然后进行入土。因此在设计的过程中需要针对性的进行设计。

五、结束语

综上所述，本文首先分析了市政排水管道顶管的施工工艺，随后针对设计问题以及相关的运用问题进行了分析，目的是提高顶管运用的效率，提高市政工程质量。

参考文献

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