浅谈顶管技术在市政给排水中的应用

郑相强

摘 要：本文介绍了顶管技术的施工原理、施工优点与适用范围，分析了顶管技术的施工要点与注意事项。

关键词：顶管技术 市政给排水 应用

一、顶管技术介绍

1、顶管技术的施工原理

顶管技术是一项用于市政施工的非开挖掘进式管道铺设施工技术[2]。顶管技术施工时通常依照施工设计方案布置工作井和接收井，并在工作井内安装后座，为后期油压千斤顶的工作提供方便。随后油压千斤顶与需要顶入的钢管或混凝土管进入工作井，连接好照明管线、泥浆管线和油管线后，便用油压千斤顶将给排水管道顶入。油压千斤顶顶入给排水管道的过程中要合理使用压浆系统，使管节周围形成泥浆套，管道在泥浆套的保护下滑入接收井。为了在压入给排水管道时能够及时、准确控制方向，通常会使用激光经纬仪进行测量，并根据测量数据展开调整，确保给排水管道能够顺利进入接收井。

2、顶管技术的施工优点

相比传统开挖地面进行管线铺设的施工工艺，顶管技术的施工优势明显。顶管技术施工所需施工场地范围小，对施工环境要求较低；顶管技术施工无需挖掘地面，对周围设施、建筑物影响较小；顶管技术施工工程量较小，能够节约施工成本，提高施工效率；顶管技术施工建筑垃圾少，有利于环境保护。

3、顶管技术的适用范围

基于顶管技术的施工原理与施工优点，顶管施工主要适用于以下3种情况：

3.1顶管技术施工适用于地面无法进行大规模挖掘的情况，例如市中心、繁华路段以及名胜古迹处等。对于无法进行空中架线与开槽埋管施工的情况，通常会采用顶管技术进行地下给排水管道的铺设。

3.2顶管技术施工广泛应用于市政管网的建设。由于市政管网建设施工复杂，众多马路都存在反复开挖的情况，这就造成了城市交通拥挤不堪，影响了市民正常生活，大大缩短了路面使用寿命。此外，市政管网建设中需要铺设给排水管道时，原先的众多市政设施便会需要拆除、重建，这样就对原先的市政建设成果造成了严重破坏，降低了市政建设的效率，提高了市政建设的成本。市政管网建设中采用顶管技术进行地下给排水管道的铺设，可以有效避免市政设施的重复建设，防止对市民正常生活造成影响，使得市政管网建设在充分考虑现状的前提下能够顺利进行。

3.3大多数城市在进行老城区的旧城改造工程时会采用顶管技术。旧城区地下管网情况复杂，通常伴有相互交错的现象，且具体位置也已无法得知。在这种情况下再次铺设地下给排水管线，应该选择顶管技术施工，这样可巧妙避免挖掘地面展开施工的困难。

二、顶管技术的施工要点

顶管技术施工优点显著，然而要保证其施工效果，就必须要牢牢把握施工中的难点与重点，下面进行详细分析：

1、施工前的充分准备

1.1顶进管的选择

采用顶管技术进行市政给排水施工前，首先要进行顶进管的选择，包括顶进管材质、直径和长度的选择。在非腐蚀环境中一般选择钢管作为顶进管；选择直径时要对内径和外径分别进行选择，对于内径通常根据工程性质与工程需要进行确定，对于外径通常根据顶进管所受载荷和壁厚进行确定；选择合适的顶进管长度有利于对顶管过程的控制，还能降低施工成本，通常在直线顶推中倾向于选择长管，但也要注意过多的长管容易造成路线的偏离。

1.2顶管井的设计

顶管技术中的顶管井包括工作井与接收井两类。顶管井通常采取钢筋混凝土结构，工作井结构分为单孔井与单排孔井，单孔井又有圆形、正方形、矩形之分，单排孔井则通常采用矩形。不同形状结构的工作井受力性能不一，工作井内设置支撑可改善井的受力情况。顶管井建造过程中通常采用双向顶进设计，间隔进行工作井与接收井的建造，确保实际井距与设计值一致。

1.3顶管施工的场地准备

顶管施工前要在施工现场布置、安装好起重设备、自动控制室、拌浆棚等顶管施工需要的设备及场所，在工作井内安装发射架、顶管机、千斤顶等设备，为顶管施工做好准备。为保证顶管机进、出洞安全，通常需要对相关区域的土体进行加固；同时为了避免泥水、泥浆的流失，可在工作井洞口安装止水设备。安装设备时务必充分考虑施工的安全与方便。

2、施工时的有效管理控制

为保证顶管技术施工的顺利进行，需要对施工过程进行有效的控制管理，下面就五方面内容进行详细分析：

2.1触变泥浆的使用

为了对顶进中的给排水管道进行有效保护，需要减小顶进过程中它所承受的顶力。通常会将减阻泥浆灌入管道外壁并形成泥浆套，从而减小管道外壁与土层间的摩擦，达到减小顶力的目的。此外，泥浆套还能够支撑地层，避免地层坍塌与地面沉降。压浆操作实际用量往往远大于设计用量，施工中要加以重視，保证压浆效果。

2.2按设计路线顶进

顶管施工过程中常会出现给排水管道前进偏离设计线路的问题，必须采取适当措施进行及时纠正，保证顶管施工质量。削土刀盘与千斤顶是施工中常用的纠偏设备。通常给排水管道每顶进一节就需进行一次测量，在出洞等重要施工环节还需适当增加测量次数，以保证顶管路线的正确。

2.3洞口止水的措施

顶管施工中为了管道进出洞的顺利，通常会使洞口直径略大于管道外径，但是这种设计容易造成洞口出水，需要采取一定措施进行预防。进行洞口防水需要封闭洞口间隙，常使用的方法是在洞口先后安装直径分别为10毫米与16毫米的法兰，然后再用10毫米厚的钢板压紧。施工经验表明此方法止水效果明显，并且由于法兰与钢板可以回收，此方法的经济价值也极高。

2.4顶进障碍物的处理

顶管施工中对地下障碍物的处理是顶管施工的一项重要技术，常见的障碍物有被掩埋的树木、石块等。顶管施工中障碍物的处理十分复杂，需要施工人员根据现场条件进行详细分析研究，通过讨论确定出具体的解决方案。有效合理的施工设计也能有效防止顶管施工中出现障碍物的问题。

2.5风化地质的处理

顶管施工中可能会遇到中风化或微风化地质结构的情况，此种情况下进行管道顶进施工具有较大难度。为了避免施工中出现这种难以解决、克服的问题，应在进行施工设计时充分考虑地质条件，进行地质条件探查时务必仔细全面，力求为施工设计提供准确的依据，确保施工设计的合理可行。

结束语

1、基于市政给排水施工对于市政工程的重要程度，以及顶管技术对于市政给排水施工的巨大作用，我们能够充分认识到顶管技术在市政工程施工中举足轻重的作用。在实际市政工程施工中采用顶管技术时务必充分发挥其优势，取得较高的经济社会效益。

2、顶管技术施工场地要求简单、工程量小的特点使其在实际市政工程建设中具有十分广泛的应用背景与极其显著的经济效益，同时还能有效提高施工效率，减轻施工影响与施工对环境的污染，具有广阔的发展前景。

3、顶管技术的合理使用离不开合理的施工设计、严格有效的施工管理，以及精益求精的规范操作。施工工程中，工程相关管理人员、技术人员、操作人员的密切配合是工程施工取得成功的重要保障。

4、顶管技术的不断发展离不开相关学科专业的进步，工程施工人员应与时俱进，善于引入相关学科的最新成果并加以分析利用，推动顶管技术的发展进步，使其更具实用意义与社会经济价值。

参考文献：

[1]王贵哲.浅论顶管技术在市政给排水施工中的有效应用[J].水利工程.2012

[2]汪玉泉，朱彩珍.浅论顶管技术在市政给排水工程中的应用[J].工程科技