顶管技术在城市排水管道施工中的应用

郑 炜

(洛阳市政建设集团有限公司 471000)

顶管技术在城市排水管道施工中的应用

郑 炜

(洛阳市政建设集团有限公司 471000)

顶管技术是一种城市排水管道施工过程中常用的技术。由于经济快速发展，城市建筑越来越密集，城市排水管道的建设量越来越大，建设要求也越来越高。顶管技术的应用，能够适应排水管道的复杂结构。本文将对顶管技术的影响要素和施工要点进行归纳，并且介绍其在城市排水管道施工当中的具体应用。

顶管技术；排水管道；施工

前言：

一、顶管技术的影响要素

（一）管道材质

排水管道的材质可以是塑料管道、钢筋混凝土管道和钢制管道[1]。在选择管道材质的时候，要结合排水管道的强度要求和工作环境。大部分城市排水管道都会选择钢筋混凝土材质，这是因为钢筋混凝土材料具有强高的强度，能够承受更大的压力。从顶管技术的角度来说，为了方便工作人员对管道接口进行处理，顶管的管道直径必须大于500毫米。而在顶管的长度上，并没有明确的要求，可以根据施工单位的经济状况和施工技术水平来决定。在一些距离比较近或者线路过于弯曲的地段可以使用短管，一些距离比较远或者线路比较直的地段可以使用场馆，这样可以节省管道材料的用量。在管道施工过程中，如果管道处于特定的地质条件下或者管道埋入地下超过一定深度，就要适当增加管道材质的强度与厚度，确保管道的正常使用。

（二）顶力

在排水管道的施工过程当中，油缸、顶铁、油泵、千斤顶等，都是常用的定金设备。这些设备在使用过程中的顶力大小与很多因素都有关，比如管道的材质、管道的直径大小、施工的地质条件、顶进设备的质量和工作坑的大小等等。在施工之前，设计人员要对顶力进行规划，留出一部分的富余量，以便日后的管道施工可以随时纠正顶管的方向。在设计和规划的过程中，要注意顶管管道的各个区域是否发生了力度过于集中的状况和偏心受到的压力大小。在管道施工的过程中，要分设开挖工作舱和操作工作舱，利用钢板分割开来，在工作舱的底部设置吸泥口和水密封的闸门。

（三）工作坑

工作坑的形状不固定，有圆形的也有矩形的，一般采用钢筋混凝土结构。按照功能来说工作坑分为工作井和接收井两种，按照施工工艺可以分为装配式和现浇式两种[2]。顶管技术运用的一般是现浇式的工作坑，要在工作坑周围设置水泥搅拌桩或者其他支撑物体，还要在内侧布置钢材料制成的墙围，这样才能够加强工作坑的稳固程度。工作坑的稳固程度对顶管的施工质量具有直接性的影响，需要工作人员在施工过程中加以注意。在选择工作坑的位置时，要考虑排水是否顺畅、挖出的土是否方便运出等因素。在挖掘工作坑时，要注意不能破坏周围建筑的地基，严格按照操作规范和设计形状、尺寸来进行挖掘。

二、顶管技术的施工要点

顶管技术所用到的施工设备主要由以下几种：后背和导轨；顶进设备，比如摇镐机、高压油泵、顶镐；下管设备，比如可用卷扬机；出土设备，比如水平牵引卷扬机、竖直牵引卷扬机和运土车；工作平台和其他照明设备等。

在顶管施工的过程当中，要注意三个方面：泥水平衡、气压平衡和土压平衡[3]。如果城市排水管道的施工确定选择顶管技术之后，首先要由专业的地质勘探人员对施工区域的地质状况进行勘探和监测。然后结合施工地区的地质条件和设计的要求，选择合适的顶管施工技术和相应的配套机械设施。这样才能够确保排水管道的施工符合实际要求。

在进行顶进步骤之前，首先要确保管节没有发生偏移，顶管的导轨中心线、高度和坡度符合相关规定，这样能够避免地下水和流动性土进入到工作井当中。在顶管施工的过程中，要精确地控制管道的位置，避免发生偏移。施工人员要定时对管道顶进的情况进行观察，与设计位置进行比较，防止发生较大的偏差。也可以通过自动测量系统来辅助管道的定位。自动测量系统可以运用激光导航仪来监测管道的顶进方向，并将结果在指示板上显示出来。最后，在管道顶进的过程中要注意随时注入减阻剂，避免土壤阻力过大干扰了管道顶进。

三、顶管技术在管道施工中的应用

（一）纠偏方法

管道在定金的过程中，会受到土壤的阻力发生偏移。顶进设备在运行过程中，会产生一定的偏心力，同样也会导致管道发生偏移。一般来说，管道顶进的偏差不得超过10毫米，所以，顶管技术必须采取一定的手段来纠正顶进过程中出现的偏差，确保管道位置与设计要求相符。如果管道顶进的偏差比较大，就要对顶进的管道端口采取一定的措施，加强管道端口的反向力矩，通过反向力矩的作用将管道慢慢移动到正确的位置。在纠偏的过程中，要遵循多纠正、小幅度纠正的原则。如果纠正的力矩过大，就会造成管道位置再次出现偏差，这就需要工作人员多多加以注意，把握扭曲力矩的大小。

（二）顶管出洞

顶管出洞就是顶管的机头和第一节管道从工作井当中穿过土壤，通到接收井的过程。在这个过程当中，最容易出现的两个问题就是管道的变形和线路的偏移。管道在穿越土壤的过程中，要承受土壤的巨大压力，机械设备也会对管道产生一定的作用力，就会造成管道发生变形或者偏离设计路线。为了防止这些现象，要在顶管出动洞的时候采取一些措施，比如预先在顶管出洞的位置加垫下跌角，这样就可以保证顶管的坡度符合设计要求。

（三）减阻

在一些线路比较长的施工区域中，管道长期处于土壤当中，不仅要承受土壤内部的压力，对管道形成摩擦，阻碍管道的顶进，还会受到土壤当中的物质腐蚀，发生质量上的变化。所以，对于施工线路比较长的管道施工区域，要使用一些润滑剂，将管道外部与土壤隔离开，减少土壤对管道造成的阻力，降低顶进设备的工作压力。触变泥浆就是一种常用的润滑剂。在管道顶进的过程中，既可以在顶管机头的尾部进行压浆，也可以在中继站进行压浆。通过这样的方式，能够减少触变泥浆的流失，提高触变泥浆的利用率，延长管道的使用寿命。触变泥浆的使用量多少与管道的直径大小和线路的长短都有关。如果线路比较短，则可以只在顶管机头的尾部进行压浆。

（四）穿墙

排水管道在施工当中，不可避免地会穿越墙体。为了保证土壤和墙体的强度，在管道穿墙的过程中一定要保持比较快的穿墙速度。这样就能够保持土壤掉落的稳定力度，不破坏土壤结构的强度。在管道穿墙施工之前，可以注入一些混凝土来加强土壤的稳固程度。在管道穿墙时，首先打开墙体的门板，然后通入工具管，实行止水措施，避免地下水渗漏。还可以利用耐磨、柔韧的橡胶圈来进行止水，避免管道穿墙时水流不止，影响土壤和墙体的稳固程度。

（五）接头密封

顶管接头的密封材料选择很重要。顶管在施工过程中承受巨大的压力，如果密封材料选择不慎，顶管的质量就会大大降低。顶管接头的密封材料主要有粗纸板、胶合板、中密度纤维等。理论上来讲，材料的厚度越大，密封性也就越好，但是应力也会比较集中。所以，在选择接头的密封材料时，要考虑到接头的角度和受到应力的大小。另外，密封材料在多次循环使用后性能会发生显著下降，需要定期进行更换。

结论：

顶管技术是城市排水管道施工的代表性技术，适用于大口径、埋度深、施工环境恶劣的排水管道施工当中。随着我国城市的不断发展，城市建设的水平也在不断提高，排水管道的建设量逐渐增加。对此，我国要妥善利用顶管技术，并且积极进行技术改进与设计优化，进一步提高我国排水管道的施工水平和城市建设的技术水平。

[1]马红超.土压平衡机械顶管技术在污水管道施工中的应用分析[J].居业,2015,16:125-127.

[2]李广峰.顶管工艺在市政给水管道施工中的应用技术探究[J].建材与装饰,2015,45:160-161.

[3]刘丽梅.顶管技术在城市雨污水管道应用中的施工探讨[J].中国新技术新产品,2016,05:94.

TU75

B

1007-6344（2016）07-0235-01