市政工程非开挖顶管技术的应用

王韬

[摘要]时代在不断进步，城市的变化日新月异。市政单位在努力完善配套设施的同时，导致大量地下管道的增加，顶管设计和施工也随之增多。非开挖顶管技术属于现代化的管道铺设方式之一，将该项技术应用在铺设地下管道和修建地下人行道等工程中，能够对地下的建筑物有效避开，减少对地面设施和建筑物的损坏以及对交通的影响。本文围绕非开挖顶管技术，对其顶管施工的特点、施工流程和质量控制进行了思考与探索。

[关键词]市政工程；非开挖顶管技术；分析应用

在道路施工和交通运输经济发展中，市政道路工程是其重要的组成部分，它影响着道路运输结构和运输能力，对一座城市的经济可持续发展起着重要的推动作用。作为一项非开挖掘进式顶管技术，在市政工程中通过对顶管技术的应用，能够满足地下正常施工且不影响周围环境的要求。它的工作原理就是使工作井垂直于地面，然后将水泥、钢制管道通过高压千斤顶向地下放置。在施工过程中，必须重视对市政工程非开挖顶管技术的应用，确保施工流程更加规范合理，进一步推动道路工程建设。

1顶管施工的特点

顶管技术又称为非开挖管道敷设技术，其在施工时不需要对面层进行挖掘，就可以顺利穿过地面建筑和地下建筑以及铁路、河道，与开挖敷设技术进行比较，这样的施工能够大量节省资金投入，减少工期。与此同时，该项施工技术能够使噪音得到有效降低，粉尘大量减少，并且减轻了对交通条件的干扰和对环境情况的破坏，起到了环保无污染的效果，施工效率也得到了明显提升。由于顶管施工法在多个方面都占有一定的优势，因此被广泛应用于市政管道工程施工中。我们将顶管施工的优点总结为以下几个方面：（1）施工过程中占用了较小的施工面积，施工面由线缩成点；（2）对交通的影响比较小，没有影响正常的地面活动；（3）施工过程中对城市居民正常生活干扰不大，不影响居民线路和构筑物的正常使用，仅出现较低的噪音和震动；（4）能够穿越河流、建筑铁路等各种障碍，在较深的地下水下进行管道敷设，使沿线的拆迁工程大量减少，有效降低了工程资金投入。其主要适用于城市中心地区、繁荣商业街道或无法搬迁、不可深挖的文物古迹等特殊地段。通常情况下采用管径80至600的地下埋管进行顶管法施工作业。

2市政工程非开挖顶管施工流程

（1）现场勘查及施工前的准备工作。确保施工组织设计的合理性和科学性，施工单位需要对施工现场进行勘察，对实际情况进行调查，将施工准备工作做好做足。施工前所勘察和调查的工作内容包括以下四个方面：①对施工现场或邻近施工现场的地下管网情况进行详细的勘察，现场对水、气、电、暖及通讯管道进行定位，并且对需要搬迁或停止工作的管道进行认真分析，随后将其进行清楚的标注；②对施工现场路面的车流量和人流量等交通状况进行考察。如有需要，可以在路口设计交通导向牌，或者设置专人看守指挥，同时，施工路线可根据交通道路的实际情况进行合理的安排；③必须对施工现场及附近的排水管道情况进行清楚的掌握，对排污路线进行最优化的规划和设计，如有需要，可以临时搭建排污管道，防止其他位置流入施工污水；④假如桥梁、隧道等建筑物出现在施工现场，施工人员必须对桥墩、桥台的基础、建筑物基础桩等情况有一个详细的了解，防止在顶管施工时对其造成破坏性影响。

（2）测量放样与井下、地面设备安装。施工以前，首先要对施工地点进行测量放样，同时安装好地下和地面的施工设备。通常测量放样的内容包括顶管轴线和设备安装的标高，可以通过确认地下投点和后视点的精度，有效控制顶板轴线的放样精度。在对井下设备进行安装的过程中，要确保导轨、千斤顶等必需品的安装。在安装过程中，必须严格按照测量规定对轴线进行确认，保证按要求施工。为避免出现人为的标高误差，需要将轴线的安装量予以减少。在对地面设备进行安装时，需要将启动设备、主顶泵站安装到位，施工过程必须根据现场实际情况进行合理安排，确保与顶管轴线有一定的距离。

（3）顶管机下井与出洞。利用提前安装好的导轨将顶管机通过起吊设备吊人，在安装千斤顶时要保证管线与顶管机相连。在顶管机出洞以前，提前做好安全防护措施，例如在施工过程中，可以对软眼位置进行墙体浇筑，保证墙体的强度达到施工要求，并且能够抵抗洞外的水土压力，将顶管机放入出口器后，能够直接切割或封堵墙上的出洞。与此同时，还能够在工作井软眼位置安装部分钢封门，从而起到对洞口外土地的加固作用，有效降低地下水位。在将洞口打开后，需要及时加固土体的稳定性和牢固性。比如顶管出洞位置没有地下水，可以在洞口外部打入一定量的钢板桩，从而保证洞口被打开后能够有效抵抗土压力。在将洞口打开以后，顶管机通过出口器进入的时候，可以将钢板桩拔出，随后不断顶进。

（4）顶进施工的控制。顶进施工的原则就是“先挖后顶、随进随定”。在顶进施工以前，需要认真检查顶铁安装的平直性，防止在施工过程中出现偏心荷载。在进行顶进时，需要时刻关注油泵压力表的变化情况，假如出现压力快速增加的情况，要及时暂停油泵，对其原因进行分析，通过有效的措施予以解决。要在规定进度内对千斤顶活塞杆外伸长度进行一定确定，防止超出。在进行顶进施工时，需要保持连续作业，不能有较长的停顿时间。

（5）顶管机、起吊及转移。将顶管机放置洞口时，需要根据洞口位置的地质条件、地下水文状况等具体情况选择适合的措施。在保证安全施工的情况下，需要将软眼封门及时去除，然后连续顶进，一直到顶管机返回接收机内，最后安全解除机头与管道的连接。

（6）洞口密封处理、管道补修及验收。在井中转移顶管机，同时对洞口进行彻底的清理，按照轨道的设置，安装止水设备，可以通过混凝土浇筑的方式进行洞口封闭施工。在将规划管道施工完成以后，首先需要将管道清理干净，然后对缝管进行回填，同时对受损的位置进行补衬修补。接下来需要对管道进行验收，保证管道轴线位置没有任何误差，确保回填管缝施工具有良好效果。在工程施工时，可以选用“F”型钢筋混凝土顶管，同时使用橡胶圈进行密封。要大幅提升顶管的刚度，可以将钢套埋设在混凝土管内，避免在运输过程中出现变形现象。与此同时，对管内的钢筋骨架进行焊接，在顶进管端位置混凝土时，假如有受压状况出现，能够对管端混凝土起到很好的约束保护作用。

3市政工程非开挖顶管的质量控制

（1）在施工管线土层，由于工程地质和水文地质条件的频繁变化，需要对土层的变化情况进行充分的了解，然后进行顶管施工作业。与此同时，对于回填土地段，必须及时进行加固处理，从而避免地表较大下沉现象在顶管施工后出现。

（2）通常情况下，会通过淤泥层检测有毒气体和开展防护顶板施工。有毒气体聚集体一般会通过腐烂的植物和动物在地下逐渐形成，对施工人员的健康和生命产生一定的危害和威胁。因此，需要对管道内有毒气体的含量进行定时检测，利用通风装置进行解决，在确保安全的情况，才能够让施工人员进入顶管内进行操作。

（3）对地下线路进行超前探查。随着设备的更新换代，虽然当前所使用的顶管设备能够在施工前对前进路线不远距离的管线能力进行有效探查，但依然需要通过在地面提前查明地下管线，确保万无一失，其能够有效确保通讯、水力、电力、燃气等其他管路的正常运营，确保广大群众的正常生活。

（4）在对建筑进行穿越时，探查其基础。穿过建筑物基础下进行顶管施工的过程中，需要对施工路线上所遇到的基础类型有明确的认识，在对部分基础顶管顶进前可采取必要的托换和加固措施。

（5）顶进计算。首先是对顶进推力的精确计算，对油缸类型和中继问的分布可以根据计算结果进行相应的选定；其次是在设计工作井时，最大顶力可以通过计算得出，并在工作时制定出相应的加固方案。

4结语

近年来，随着社会的进步，城市化进程也不断加快，不断扩大的市政工程建设使广大人民群众的生活质量得到了进一步提高。在市政工程建设施工中，需要合理选择运用其施工技术，确保市政工程建设的整体质量得到进一步提升。在市政工程建设中，顶管技术特有的优势使得其应用范围越来越广泛，其施工技术水平的高低严重影响工程的施工质量。因此，需要在对技术水平提升的基础上，进行顶管流程的规范，只有这样才可以使工程建设的整体技术水平得到进一步提升，使经济效益和社会效益在市政工程建设中得到凸显。