顶管施工技术在城市道路建设中的应用

冯新菠　樊迎迪

摘要：近年来，随着我国市场经济的快速发展，城市公路建设规模不断扩大，日益提高的道路等级使开槽埋管施工工艺无法满足当前公路性能需求。在城市道路建设过程中，顶管施工作为一项复杂的非开挖技术，不但具有较快的施工速度，而且可以保护地上建筑和地下各种管道不受破坏，其经济效益和社会效益显著，所以受到大多数施工单位的青睐。本文主要围绕顶管施工技术概述，重点分析了顶管施工准备工作和施工工艺，以期能为有关方面需要提供借鉴和参考。

关鍵词：顶管施工技术；公路建设；施工工艺

一、城市道路顶管施工准备工作

在施工以前，顶管施工方法需要根据施工现场水文地理情况、地面上下建筑结构以及交通情况综合考虑，并根据地表变形控制要求进行选定。施工单位不但需要确保施工的安全性和经济性，同时使施工质量得到保障，使施工用地得到节约。

施工人员在进行顶管施工时，需要综合考虑整个排水系统，一般从下游进行施工。施工单位要选择较少技术风险、较短顶程地段和较好施工条件的掘进段进行顶管施工。另外，要测试和分析现场技术数据，对地下实际土质进行全面了解，对施工环境进行有效适应，对顶管设备的运转规律进行掌握，对操作人员进行合理组织，在顶进起始掘进段时，对各项施工技术参数适当调整，从而使顶管施工工艺得到有效优化。

所有运入施工现场的顶管设备必须确保在维修保养以后检验合格。在工作坑内安装顶管时，需要联动调试整机和单机，在顶进过程中认真落实保养措施。顶管机头的选择需要根据水文地理和环境条件的不同进行综合考虑，同时要保证工程的安全性，确保道路交通的顺畅，对地下管线和地面建筑物加强保护。顶管和施工方法的选择要根据上述因素综合考虑。

二、城市道路顶管施工工艺

1、施工顺序

在进行施工时，正确的工艺流程能够使顶管施工质量大幅提升。首先要安置基坑底基础及后靠背，然后进行导轨安装，随后进行承压壁设置，接下来安装主顶设备，接着进行顶管机头安装，然后安置起重机械，随后进行土方运输设备安置，最后安装顶进管节。

2、顶进工艺流程

首先进行沉井中心线测量放样，然后进行主顶装置与顶机架安装，接着进行顶进施工。在第一节管节顶进以后，需要吊入下一节管节，然后拼装管节，顶力接近许用力，将中继环吊放下来，然后利用顶进管机继续顶进，最后出洞，使管节与顶管机分离。

3、顶进施工要点

（1）顶进施工。顶进施工以前，需要全面检查施工设备的运转情况，确保状态良好；要按照相关规定在导轨的坡度、中心线以及高程布置导管；防止工作井从洞口流入土或地下水；具备条件的情况下，能够进行顶进施工。土体上工具管切入后，需要对其水平偏差严格控制，偏差控制在5mm以下，其中将设定标高加抛高数作为高程。当工具管连接第一节钢管时，其尾部在导轨上搁的长度控制在大于200mm且小于300mm的范围内，并马上连接砼管。在进行人工挖土以前，需要先在周边土体中切入刃口部分，自上而下进行分层挖土，避免正面坍方情况出现。如果有地下障碍物出现在挖土过程中，需要在保证安全的基础上清除障碍物，随后进行顶进施工，假如出现特殊情况，需要及时调整施工方式。在施工过程中，通过再次顶进将顶管道内泥土顶出管道外。在顶管交接班时，需要逐一详细交换开挖情况和排除故障所采取的措施。

（2）测量。在进行顶管施工时，测量是必不可少的环节，需要在视线清楚、易于保护、不易扰动且方便校核的位置布设控制点。特别注意根据测量规范要求从地面控制点向工作坑内测量控制点。否则会导致轨道、管道底标高无法达到设计要求，从而对管道底坡度造成严重影响，甚至无法完成对顶。在进行顶管顶进时，需要每隔70cm～110cm测量一次转角、方向和高程。

（3）检查井施工。在检查井施工过程中，需要将施工进度控制好，对质量严格把关，检查井内经常会发生透水事故，因此严禁有偷工减料行为出现在各个施工环节，检查井作为顶管施工中至关重要的组成部分，需要不断提升其施工技术。

（4）纠偏测量及控制。工程中地面控制测量一般通过经纬仪完成，将地面控制测量误差控制在10mm左右，通过现有道路己设水准点进行水准点控制网的全面布设，将其引入工作井内。在将工作井后方的测量仪基座布置完以后，需要防止因顶进内沉井受力而移动或改变仪器座，假如出现轻微的位移，则要对标高和轴线进行及时调整。施工人员要将倾斜仪传感器安装在机头内，以便于操作人员及时纠偏。“勤测量、多微调”是顶进纠偏的主要方法。控制纠偏角度小于1.0%，最大不允许超过1.5%。由于在起始推进阶段主要通过主顶油缸对机头和方向进行控制，因此要将主顶的推进速度逐渐减缓，不断调整对油缸组以及质量标准。

（5）闭水试验。在完成顶管对接施工以后，闭水试验需要严格按照市政验收标准进行。假如有渗水或漏水情况出现，需要采用有效措施给予解决处理。

4、注意事项

在进行顶管施工时，假如有异常的偏差趋势出现，需要立即停止施工并对其原因进行分析，在找出对策以后继续施工。在施工过程中，操作人员一旦发现有异常情况出现，需要立即停止施工，将情况在第一时间如实汇报给技术负责人，在对其原因进行分析以后，制定出行之有效的措施。另外，施工单位要建立意外情况立即报告制度，一旦发生意外情况能够有效应对，杜绝盲目施工行为。

三、城市道路顶管施工质量控制

1、沉降观测。施工单位要将沉降观测点布置在管道上方的路面顶部，每天定期观测顶管机头穿越路面的情况，每完成一节的顶进，需要在顶前顶后各测一次，并将土体隆起曲线、隆起量、沉降和最大沉降详细记录下来。对每个沉降点位的原始资料进行测量，将测量得出的数据编制成册，同时根据沉降量对相关数据进行及时调整，使其在顶管施工中发挥重要作用，最大程度的降低顶管对路面的影响。

2、土压力及泥水压力的控制。一般情况下，根据实际情况将土压力及泥水压力控制在范围内，地面隆起量及面沉降要小于1cm。在进行道路穿越时，需要连续顶进顶管，不允许中途停止，另外还需要将排泥速度和顶进速度掌握好。为了确保土体的稳定，排泥不允许过慢，顶进不允许过快，两者均保持适中速度。同时，在道路中穿越顶管机头时要加强注浆，使润滑套在机头及管道周围形成，从而使摩阻力减小，最终使管道对周围土体的侧压力得到有效减小。

3、加固措施。在完成顶管施工后，需要进行补浆，将水泥砂浆通过注浆孔注入路面下方的土体，使路面下方土体的空隙得到填补，进而提高路面土体的强度。

四、结束语

通过以上内容能够看出，顶管技术不需要对面层进行开挖，具有较少的占地面积，能够在地面构筑物和地下管线中穿越，可以使交通保持畅通，使沿线拆迁工作量有所减少，使工程造价大幅降低，切实起到保护环境的作用。随着社会的快速发展，城市现代化建设步伐不断加快，在城市建设中，顶管工因其独特优势将得到更广泛的应用和发展。