市政工程给排水施工中顶管技术的应用

陈丹

摘 要：顶管技术在市政工程建设中扮演着重要的角色，它打破了传统施工技术的束缚，在带动经济发展的同时，也为人们的生活提供了极大地便利，为和谐城市建设打下了良好的基础。文章结合多年工作经验，就顶管技术在市政给排水施工中的应用进行论述，希望能引起相关工作者的重视。

关键词：顶管技术 市政 给排水施工

导言

给排水顶管施工作为一项隐蔽性工程，其施工过程复杂，不可预见性因素较多，是为一个复杂的力学控制过程，主要涉及有流体力学、材料力学、弹塑性力学以及岩土力学等。因此，加强现代顶管施工技术的应用与发展，使其更好的服务于给排水建设工程，对于我国现代化城市建设的可持续发展具有良好的推动意义。

1、市政工程给排水施工中顶管技术的概况

1.1市政工程给排水施工中顶管技术的特点

因为市政工程给排水施工中顶管技术的应用会对人们的生产生活产生重要的影响，所以需要从基本概念和特点了解市政工程给排水施工中顶管技术。顶管施工技术为非开挖管道敷设技术，即不需要开挖地面就可以有效穿越地面构筑物和地下管线。由此可见，市政给排水工程中顶管施工的工程投资额度和工程施工工期将减少，施工中的噪音问题可以得到缓解，同时也有效减少了对城市交通条件和环境状况的影响，所以市政工程给排水施工中顶管技术有着无污染和高效率的特点。与传统开挖埋管技术进行对比可以发现，顶管技术产生的噪音较小，施工范围较小，不会对周围环境造成较大的影响。同时顶管施工技术能够更好的适应不同的施工地质、施工环境，而且具有施工高效、安全、成本低等特点。顶管施工技术通常是将施工面从线转换为点，来开展的垂直地面工作，对环境造成的污染比较小，施工效率比较高，因此在实际施工中得到了广泛的应用。

1.2市政工程给排水施工中顶管技术的优越性

为了更好地发挥市政工程给排水施工中顶管技术的作用，就需要首先了解其优点和优越性。

1）不会影响城市交通，在城市繁华路段施工时比较实用。

2）不会影响居民的正常生活，减少了施工扰动和损坏建筑物根基等问题发生的可能性；因为顶管管道可以弯曲前行，主动绕过地下已有的管线和障碍物，所以不会破坏或者干扰居住区下面的水电等管线。

3）保护了地表植被和绿地环卫设施，小面积，点状的顶管施工形式与传统长距离，大面积的施工形式有所不同。

4）不会受到恶劣气候的干扰，所有工作都是在地下的工作井中进行。

5）安全高效而且造价低，环境效益高，也是符合城市规模越来越大的趋势的。

1.3顶管技术的应用范围

1.3.1适用范围

顶管技术适用于两种情况：①该地区不能通过埋管或者空中架线的方式进行给排水施工；②开挖地区处于城市繁华地带或者一些移动不方便的地区。遭遇这两种情况时，必须要借助顶管技术进行施工作业。顶管技术使用的管道规格在80～600mm，在施工过程中需要根据实际情况进行合理的选择。在进行顶管长度的选择时，要从顶管的实际用途出发，合理设置顶管长度，減少拼装顶管的次数，降低施工成本。

1.3.2顶管施工在市政管网中的应用

现阶段，城市的管网施工对人们的日常生活造成了很大的影响，一方面，由于部分工程重复开挖的原因，使得城市正常运行受到严重的阻碍，为人们的日常出行带来了极大地不便。而且路面的使用寿命也会由于重复开挖而大大缩缩减；另一方面，这也影响了城市基础设施的正常运行，增大了城建的施工难度。需要借助顶管施工技术主要有：

1）对旧城区而言，在长期的运行过程中其管网敷设十分混乱，难以找准地下管线的具体位置，再加上城市对该部分原始资料的缺失等原因，在一定程度上增加了后期的市政管网施工作业的难度。

2）当施工过程中遭遇河道或者文物古迹时，会严重影响管线的敷设质量，促使施工环节需改变施工方向的。

3）在进行城市污水管道敷设时，如果其管道内径大于500mm且现场无法采用明沟开挖方式进行施工的。

2、顶管施工技术的组成

2.1顶力

在城市给排水施工中，经常会用到油泵、油缸、顶缸以及千斤顶等设备，其都是顶管技术中常见的顶进设备。顶力的程度要受到管道直径、管道材料、地质条件以及顶进设备等诸多因素的影响。进行顶力的设计时，由于顶管的方向可能会出现偏差，因此要留出一定的裕量值，同时也需要着重考虑顶管管道偏心或者部分地区力度过于集中的现象。在进行开挖或者操作施工时都需要建立顶管管道的工作舱，通过钢板相互隔离，避免施工因素的影响。对于开挖工作舱来说，它主要负责挖土及运土工作，因此一般需要在舱底设备中设立单独的吸泥口；对于操作工作舱来说，由于工作需要有时会需要施工人员进舱操作，因此一般都会建立密封性良好的闸门。

2.2工作坑

工作坑是顶管施工技术的重要组成部分，它包括工作井和接收井，其存在形式多样，可以是圆形的，也可以使矩形形式的。钢筋混凝土结构的工作坑在实际施工过程中应用比较多，它包括现浇式和装配式两种，当前市政给排水施工中普遍运用现浇式顶管技术。为了保证工作坑的定力和施工强度，一方面，可以在其周围设置一些支撑物体或者施打水泥搅拌桩；另一方面，也可以在工作坑内部增加一层钢制的墙围，切实提高工作坑的工作效率。顶管技术的施工质量在很大程度上取决于工作坑的影响。因此，在实际给排水施工过程中，一定要妥善处理工作坑。在选择工作坑时，不仅要将运输、排水及出土等因素充分考虑在内，而且还要尽可能的将其对周围建筑群体根基的影响降到最低，结合实际情况合理设置工作强度。

3、市政给排水施工中顶管技术的应用

3.1顶管穿墙技术

开启穿墙闷板并将工具管顶出井外之后，同时安装好穿墙止水装置，其具体施工技术与工艺为：①以防工作坑涌入大量泥土或地下水，可在穿墙管内事先填埋经夯实的黄粘土或低强度水泥粘土，在顶进作用下管内填料经受压作用便会将工具管与穿墙管间的环状缝隙堵住，达到临时止水的效果；②为控制好穿墙孔外侧距离在允许范围内，应确保土体强度与稳定性满足要求；③工作坑内工具管实施穿墙之前，应先进行穿墙管外侧注浆固结处理，同时结合实际情况对可能出现问题予以具体分析并制定出相应的处理措施；④正式开启闷板后，将工具管迅速推进，同时做好止水工作，止水方式一般可采用止水法兰加压版，其层间填充厚度为2cm的天然优质橡胶止水板环，要求止水板环拥有良好的拉伸率与耐磨性，并将其借助管道顶进同时带动事先安装好的橡胶板，最终形成逆向止水装置，达到止水效果。

3.2顶管出洞技术

所谓顶管出洞，就是顶管机头与第一节管道从工作井中的洞口破出进入到土体中，向接收井倒进的过程。在导管出洞施工过程中，极易出现线路偏斜与管道变形情况，其主要是由于管道材料受到巨大压力所致。因此针对顶管出洞而言，需要对工具管道实施调零或是是纠偏工作，可采取的措施就是增加出洞端口的支撑力度。当出现线路偏离时，要想防止偏差范围进一步扩散，可以采取预先加垫下跌角的方式使顶管坡度得到保障，或者也可以采取纠正主顶偏差的方式。由于顶管出洞是顶管施工中的重要环节，所以需要对顶管出洞施工中的各项操作方法进行准确的控制，从而保证施工质量。

4、结语

本文就市政给排水顶管施工过程的关键性技术予以了专业论述，为我国市政给排水工程的发展提供了技术保障。新代的发展背景下，新环境的出现必然会遇到新问题，要想确保市政给排水顶管技术的先进性与科学性，这就需要我们不断探索、不断实践，以此促使我国市政给排水事业实现多远化与标准化发展方向。

参考文献

[1]陈琳.市政给排水工程施工中长距离顶管施工技术研究[J].科技与创新，2014，15：81-82.endprint