市政道路顶管施工技术的探讨

娄永涛

身份证号：410222197909280014



市政道路顶管施工技术的探讨

娄永涛

身份证号：410222197909280014

伴随我国城市化速度的不断提升及环境保护意识的不断增强，传统开挖技术已经无法满足社会经济的发展要求，顶管技术作为市政工程施工的主要施工技术之一，其施工技术水平地高低将直接影响到工程施工的整体质量。为实现市政道路施工经济效益与社会效益，本文主要对顶管技术的施工方式、施工工艺及注意事项进行了分析与探究。

市政道路；顶管技术；方式

随着我国现代化城市建设的不断发展，市政工程基础建设步伐的逐步加快，目前，城市地下空间开发工程逐步增多，各种地理环境的特殊性也增加了地下工程建设的难度。此外，近年来，各地政府与社会机构从建设文明城市出发，严格要求加强城市的文明建设、环境治理、工程完善等，对城市各种地下项目建设也进一步做出了规范。顶管施工技术是市政工程中的一种非开挖技术，由于不用开挖地面，能穿越公路、铁路、河流，甚至可以穿过建筑物下，是一种安全、高效、环保、便捷的市政工程施工方法，不但大大降低了城市的交通、噪音、粉尘的危害，而且减少了市政工程施工的周期和建设投资，是一种环境污染小、施工效率高的现代化施工手段和技术，在国外和国内市政工程建设中都得到了广泛应用。

一、顶管施工的方式

与一般的项目建设不同，市政工程的施工必须要更多地兼顾是否会对居民的出行、生活和工作造成影响的问题，随着我国城市建设水平的不断提高，对于市政施工与居民生活和谐性的要求也在逐年提升，在这样的时代背景下，采用非开挖铺设技术就成为了市政施工单位的必然选择。所谓顶管施工，就是指在不对地表进行开挖的前提下，使用液压顶进工作站将需要铺设的管道由顶进工作坑顶入，并在顶管机后方进行铺设操作的施工技术。目前，这项技术被广泛地应用于国内大型城市的市政项目建设工作中，相信在未来一段时间内将会得到进一步的发展。

1 、泥水式推进法

通过使用刀盘掘进机并用科学设计的顶速来平衡正面土压力，调节循环水压力用以平衡地下水压力。该工艺的施工特点：在顶管施工过程中施工不间断，施工速度较快，且不需要特别的改良地基或降水处理，地表沉降小。

2 、土压式推进法

该方法主要是采用向工作间的切削仓内注入一定比例的混合材料，使其充满整个泥仓的方法来平衡正面土压力和地下水压力；施工推进中并不需要泥浆泵等输送混合材料的设备，整套施工推进机器造价低廉；不需要对泥浆进行处理，整体推进顶管施工的成本较低。土压式推进工法选用的顶管掘进机一般为单刀或多刀盘土压平衡掘进机。土压式推进工法适用的施工管径一般在φ1000～3000mm之间。

3 、泥浓式推进法

该工艺采用二次注浆处理，不仅能在很大程度上消减与地层间的摩擦阻力，还能顺利排出粒径为顶管直径1/3的砾石等废弃物，保证顶管施工的顺利进行，较适用于城市排水管长距离顶管推进施工。该顶管推进方法在顶管施工过程中，将地下的土、砾石等废弃物分成两部分通过不同的方式输送至地表后再外运处理。因此，泥浓式推进法的适用性非常广泛，除岩石外所有土质条件均可适用。它适用的顶进管径一般在φ700～2200mm之间。

二、市政道路顶管施工工艺

1 、现场踏勘

首先，在进行顶管施工前，要进行施工现场勘查，观察施工地点的人、车流情况，确定交通路线，并且在交通路口设立导向牌等标志，同时安排人员指挥交通；其次，在施工之前要考察临近的排水系统建设，设计好排水线路以及管道建设，避免污水横流；再次，对施工现场的电力、通讯、煤气等管道进行现场定位勘查，找出需要临时关停或搬迁的设备设施，避免发生不良影响。

2 、工作井导轨安装。导轨的作用是引导管节按设计的中心线和坡度顶进，导轨安装时必须安装牢固，满足管节中心高程及坡度的要求。本工程导轨为双排120工字钢、槽钢焊接而成，导轨为预制加工。导轨安装利用测量仪器监控，允许偏差为：轴线位置3mm，顶面高程0～+3mm，两轨内距±；2mm。

3 、千斤顶安装。采用3台200t的千斤顶。千斤顶固定在支架上，并与管道中心的垂线对称，要求其合力的作用点与管壁反作用力作用点在同一轴线上，防止产生顶进偏差。根据施工经验，千斤顶的着力点作用在管节垂直直径的1/4～1/5为宜。千斤顶选用zB.50型的高压油泵，由电动机带动油泵工作，经分配器、控制阀进入千斤顶，各千斤顶的进油管并联在一起，保证各千斤顶活塞的出力和行程一致，油管安装时做到顺直、转角少。

4 、顶铁的安装。（1）顶铁是顶进管道时，千斤顶与管道端部之间临时设置的传力构件。其作用是将一组千斤顶的合力，通过顶铁均匀地分布在管端，并起调节千斤顶与管端之间距离的作用。顶铁可分为环形顶铁和u形顶铁两种。（2）安装顶铁时，顶铁与导轨之间、顶铁与顶铁之间的接触面，要擦拭干净，防止接触不良，相互滑动。安装后，要使千斤顶轴线、顶铁轴线和管道的轴线相互平行。顶铁轴线必须与管道中心的垂线对称，避免顶力产生偏心，导致“崩铁”。顶铁拼装后要进行锁定。（3）顶铁与管口之间垫缓冲材料联接（胶合板），使顶力均匀地分布在管端。

5 、顶进施工。顶进管道前，进行全部设备检查与试运转。护壁上的管孔凿好后将工具管立即顶人土层。每顶进30cm，测量不少于一次，管道进入土层正常顶进时，每顶进100cm，测量不少于一次。工具管开始顶进5～10m的范围内，允许偏差为：轴线3mm，高程0～+3mm。否则要采取措施纠偏。顶进时遵循“边压触变泥浆边顶进，不压浆不顶进”的原则，新开顶时需对整个管路进行补浆。

三、市政道路顶管施工注意事项

1 、顶进中遇障碍物后的顶进处理，成为困扰施丁的难题，如突遇大量埋木、石块及老河道驳坎等等，都需现场研究给出解决的技术措施。顶管施工税市政工程中，特别是深覆土大管径的管道工程和交通繁忙的城市主干道改造工程中尤显重要。顶管工艺的施工从技术上讲是完全可行的，相对于开槽埋管从社会效益与经济效益上来讲更具有优越性。从根本上改变了城市管网乱挖现象；另外一方面从切实做到保护环境人手，加大推广顶管施工技术力度势在必行。可以预见未来的管线铺设技术将以顶管工艺为支撑。2、认真按设计要求施工，确保管道基础的强度和稳定性。当地基地质水文条件不良时，应进行换土改良处治，以提高基槽底部的承载力。如果槽底土壤被扰动或受水浸泡，应先挖除松软土层后和超挖部分用砂或碎石等稳定性好的材料回填密实。地下水位以下开挖土方时，应采取有效措施做好抗槽底部排水降水工作，确保干槽开挖，必要时可在槽坑底预留20cm厚土层，待后续工序施工时随挖随封闭。

3 、测量顶管机的偏位、作好记录、纠偏：测量方法，在工作井后座位设量测量机座，测量基座由地面引入地下，避免工作井的变形引起的误差，将激光经纬仪放皿在其上调平后，使激光经纬仪发射的激光沿着顶进方向水平射出，打在顶管机的测量靶位上，通过望远镜读出顶管机的偏差。每隔0.5m记录一次。纠偏办法，顶进中发现管位偏差5mm左右，即应进行校正。

四、结束语

综上所述，随着改革开放程度的不断加深及我国经济水平的不断提升，我国市政道路工程建设规模也越来越大，进而增加了市政道路工程施工的难度。作为市政道路工程施工的重要组成部分，顶管施工过程中必须重视其施工技术要点，不仅可以最大限度地提升市政道路施工的质量，还能延长工程的使用周期。

［1］张晓龙.市政道排工程顶管施工技术的应用［J］.物流工程与管理.2011（04）