市政给排水施工中顶管技术的有效应用探讨

摘要：市政给排水施工与居民的日常生活关系密切，提高施工质量与施工效率对于人们生活水平的提高有着积极的促进作用。随着我国经济的持续发展、市政给排水工程的不断完善，顶管技术在市政给排水施工中的使用越来越广泛。文章从顶管技术的施工技术出发，对顶管技术在市政给排水施工的有效应用进行了探讨。

关键词：市政给排水施工；顶管技术；施工质量；施工效率；基础设施建设 文献标识码：A

中图分类号：TU99 文章编号：1009-2374（2016）18-0114-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.18.056

在经济不断发展的大前提下，人们的物质生活水平也取得了质的飞跃，人们对于生活质量的要求不断提高，为给人们营造良好舒适的生活环境，使城市发展目标与人们日益增长的物质需求相符合，完善市政给排水施工意义重大。在城市的各项基础设施中，地下给排水管网主要负责城市污水的解决，是促进经济可持续发展的重要条件，随着地下工程建设的加快，顶管技术应运而生。顶管技术可使管道铺设在不开挖路面的情况顺利进行，具有污染小、不影响市貌等优点，在现代市政给排水施工中，顶管技术是应用最广泛的技术之一，对其的有效应用进行分析和探讨，有着积极的现实意义和经济意义。

1 顶管施工技术概述

1.1 顶管施工技术的特点

顶管施工技术又可称为非开挖管道铺设技术，是实现可持续发展、合理利用自然资源的有效途径之一。现阶段，广泛应用于市政给排水施工中，大大提高了市政给排水施工的质量和效率。顶管技术施工最大的特点在于其可在不破坏地面层的情况下直接突破地面建筑物的限制，完成地下管道、河道、公路以及铁路的铺设，相较于传统的开挖敷设可节省大量人力、物力、财力，同时造成的污染以及对城市外貌的破坏也更小，顶管技术可减少粉尘、降低噪音，可将施工对城市交通和环境的负面影响降到最低，称得上是真正的高效率、无污染的施工技术。

1.2 顶管施工技术的优势

相较于传统开挖敷设技术，顶管技术具有的众多优势是使其在市政给排水施工中得到广泛应用的主要原因：首先，将施工面有效缩减是其主要的优势之一，通过顶管技术，点状施工成为了可能，施工占地面积显著减小，与此同时，施工在地下进行，因此不会对施工区域的地面活动造成不良影响，对于市区交通的干扰几乎可以忽略不计；其次，顶管施工可以突破传统开挖敷设技术受到的众多限制，如顶管技术可在很深的水下或地下进行管道的铺设，同时不对铁路、公路、河道造成影响，房屋拆迁数量可有效减少，工程造价因此大大降低，市政给排水整体系统质量也得以显著提高；最后，施工不受外界自然条件的干扰，施工是在提前打造的工作井内进行，因此雨雪霜冻等恶劣天气不会造成整个工程停工。

1.3 顶管施工技术的应用范围

可在市中心等繁华地段施工而不对地面活动造成影响，顶管技术的应用可使地面开挖工程和土方工程不影响交通的正常运行和人们的日常活动，施工成本投入可显著降低；可在人口聚居区域进行管道铺设，随着城市化进程的不断推入，进行新的城市规划不可避免，为确保整个城市的排水系统能够始终正常运行，往往需要在一些人口密集区域进行地下管道的铺设，传统开挖敷设的方法不仅可造成大量防护拆迁给人们的生活造成困扰，同时还可导致原有管道与新设管道冲突，造成工程量加大，顶管技术的应用可有效解决这一问题，地下工作不会对现有建筑物的地理造成影响，同时曲线铺设还能有效避免新旧管道之间的冲突；可在植被覆盖、绿化区域施工，顶管技术的应用使得点状施工成为现实，动土面积可降到最低，因此对植被以及绿化带的伤害相应的也能够降到最低。

2 顶管施工技术的应用要点

2.1 顶管的选择

顶管是顶管技术在市政给排水施工中得到有效应用的基础，合适、质量上乘的导管是提高整个市政给排水系统质量的有力保证。在选择顶管时，应结合实际的施工情况全面考虑顶管的直径、顶管的长度，顶管直径的内径应当根据管道需承受的压力、施工壁厚度来确定，通常情况下需要使顶管内径在600mm以上；顶管长度的选择来综合考虑经济、适用性等多种因素，长度足够的顶管可有效减少施工次数，太长会造成施工难度增加，太短则会使施工次数增加。一般情况下，顶进管道长度与顶管直径比值在2.1以上时，适宜选择长管，顶进管道长度与顶管直径比值为1.15时，适宜选择标准长度的顶管，顶进管道长度与顶管直径比值为1.1或以下时，适宜选择短管；顶管材质也是重要的考虑因素，大多数情况下顶管为钢筋砼管，若腐蚀状况不严重则可选用钢管；钢筋砼管的应力验算、配筋以及规格设计应当遵循我国的相关规定，确保钢筋砼管的选择符合相关的施工标准和技术规程。

2.2 影响中长距离顶管施工技术的因素

推动力是影响中长距离顶管技术施工的主要因素，管道推进过程中，受到多种因素的影响，可产生多种不同的实际情况，随着管道的增长，产生的压力随之增加，管道的变化可能导致位移。为避免此类情况的发生，应确保顶部油缸推动力始终保持在合适的范围之内，同时需确保压力在后支座施工过程中同样保持在一个合适的范围之内，这样施工进程才不会因此受到影响。

2.3 工艺的完善

市政给排水施工工程质量的持续性提升需要顶管技术施工工艺的持续提升作为支撑。顶管技术施工即施工单位、施工人员利用相应的顶进设备预制圆形或椭圆形的构造物，并将构造物顶入路基，构成涵洞、立体交易通道的施工方法。为进一步完善顶管技术施工工艺，相应的施工人员在施工开始之前：首先，应明确管段与管段之间的具体距离；其次，开始设置接收井与工作井；最后，相应的施工人员可在工作井内设置安装相关推力设备，并将顶管机头逐步推入土内，根据机头导向，推进预制的混凝土管，通过工作井将前方的土体运出，铺设完毕。接收井与工作井的结构应依据现场实际施工情况做出选择，钢筋混凝土结构为最常见的接收井与工作井的结构，工作井具体又可分为单排孔井和单孔井，单排孔井多為矩形，单孔井则有矩形、圆形、正方形几种，受力性能从低到高依次为矩形、正方形、圆形。

3 顶管技术在市政排水施工中的应用

3.1 准备阶段

施工前的准备关系到整个工程的安全与质量，是提高工程效率的关键，是施工过程中不可忽视的一个重要环节，应当根据施工现场的实际情况，正式施工开始前，提前准备好施工材料、施工设备，布置施工环境，包括自动控制室的布置、起重设备的布置、管片堆场的布置、料具间的布置等，确保工作井内的各项施工设施完善、完好以及各项辅助顶管工作的设备机器运行正常，进行安全知识教育，嘱咐施工人员注意安全；顶管顶进过程中可出现多种突发问题，因此施工前应做好各种应对准备，如水土流失，可在洞口采取相应的防治手段、安装止水装置等，以全面确保施工人员的人身安全。

3.2 施工工序

在应用顶管施工技术进行施工时，主要的施工工序包括穿墙、顶管出洞、注浆以及顶管矫正等。穿墙是为了止水装置的有效安装，首先，将水泥和黏土按照一定的比例混合形成强度适中的填充物，将其填充进穿墙管之内，为确保穿墙管周围土层强度足够，穿墙开始之前应在墙管外进行注浆操作。其次，将闷板打开，推进工具管，推进过程中可使用纸筋黏土或法兰加压板进行止水。顶管出洞是整个顶管技术中最重要的一道工序，在顶管设备进入土层之后进行，由于存在视觉盲点，顶管顶进时管线可出现偏移。为避免这一问题的发生，可于工具管下方设置支撑，同时应时刻注意工具管的凋零情况，及时发现并解决工具管的偏移、下跌情况，确保施工顺利进行。注浆是为了减轻顶进管在顶进过程中的阻力，缓解地面下沉，即在顶进管顶进的同时，顶进机头尾部完成注浆，为避免因泥浆损耗而造成注浆工作无法及时完成，应选择合适的混凝土管道位置进行补浆，确保泥浆充足。顶管矫正是为了及时纠正施工过程中顶管与预设轴线偏离的问题，促使顶进管的走向始终符合预定的路线，以确保工程质量，通常可使用矫正千斤顶完成矫正工作，即根据千斤顶端部的走向，缓慢、小幅度地进行修订，将偏移的顶进管逐渐恢复到预定路线。

3.3 注意事项

为了确保施工质量，地基浇筑过程中应注意浇筑的连续性，切忌出现长时间的停浇情况，同时浇筑速度要适中，避免过快或快慢；挖土应在地形地质情况勘察清楚后进行，土层挖开后，顶管以及相应的后续工作应及时跟进，注浆量以及注浆压力需严格控制；加强施工监督，确保安全，施工速度严格把握，做到稳中求进，以充分保证工程质量；顶进完成时，应仔细观察土层是否存在水土流失情况。

4 结语

伴随着我国经济的持续发展、城市化进程的不断推进，顶管技术在市政给排水施工中的应用必定会带来更多的社会效益和经济效益。相较于传统开挖敷设技术，顶管技术具有破坏小、费用低、效率高、绿色环保等多种优势，可有效地控制施工成本，同时将施工对市区交通、环境的影响降到最低，可很好地适应各种施工环境、施工地形，解决了传统开挖敷设管道困难、敷设受限等问题。顶管技术的高低决定着市政给排水工程质量的高低，因此应当不断完善顶管施工技术，以促进市政给排水工程质量的不断提升，为人们的日常生活与工作带来更大的便利，为城市市政给排水工程的快速建设创造条件。

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作者简介：骆金坤（1995-），男，湖北黄冈人，长沙理工大学给排水科学与工程專业本科学生。

（责任编辑：小 燕）