市政给排水施工中的长距离顶管施工技术分析研究

靳 楠

西安市第二市政工程公司，陕西西安 710054

1 顶管施工技术概述

该项技术在实际的应用中，要求不对作业区域的地面进行开挖，借助于顶管工作坑以及液压工作站，将需要铺装的管道顶进、安装至地下的相应位置即可，当前该项技术在河道、公路等工程施工中有着较多应用，与常规给排水管道作业技术进行应用效果的对比可知，该技术有着非常显著的应用优势，该种技术作业时使用的机械设备操作简单、施工效率高、造价成本低、无需开挖铺装管道的沟槽所以省时省力，技术应用的限制条件较少，因此顶管施工技术值得在目前的市政给排水工程施工中多加应用与推广。顶管技术应用时的作业原理为依托工作井的油缸获取管道顶进的动力，之后顶管装置在动力推动下需要将管道推进土层中。在此期间，地下的土体在刀盘的旋转作用之下，可以实现土体的合理切割，之后再通过土仓的挤压作用，生成新的压缩性较强的土层，被输送到基底相应位置形成稳定性较好的土层即可进行后续的管道顶进施工[1]。

2 长距离顶管施工技术在市政给排水工程施工建设中的应用分析

2.1 技术应用

目前的长距离顶管施工技术主要包括两种，分别为密封型和开放型。密封型按照具体的应用情况又可以分为土压、泥水、泥浓三种作业方式，第一种土压式施工技术在进行旋转刀盘切割作业时，需要添加一些混合料，以此平衡土压、水压，工程施工的支出成本低、效率高，可以对100cm以上、300cm以下直径的给排水管道进行施工。第二种为泥水式，借助于刀盘掘进机进行挤压与推进，施工迅速，作业后地基不会有严重沉降的情况发生。第三种则为泥浓式，该法施工过程中对于长距离排水管道的施工效果良好，作业方式为二次注浆，注浆作业之后地基与顶管机之间的摩擦作用力可以显著降低，排水管道管径在70cm以上、230cm以下均可以使用该法来建设工程[2]。所以施工单位需要分析工程建设要求，选取适合的长距离顶管施工工艺，具体施工技术应用情况如下。

2.1.1 顶管施工

在施工时，需要设置基坑井，将钢管放在井中，用千斤顶将机械设备移动至基坑井口位置，该井共要设置2个。注意在设置工作井时要在与接收井的上下连接处设置出口，而且该出口需要从接收井预留出口穿过。挖掘工作井时，对施工标准线进行放线测量，以此获得中心线，并将中线桩钉在工作井的两端，能够起到支护作用，中线桩与工作井边的间隔距离需要在1.5m以上，宽度依据管道、集水井等的宽度参数来确定。按照施工前选用的排水管道选择导轨并安装，由于管道大小的不同分别可以使用重、轻导轨来施工，在枕木上进行导轨的固定处理，作业期间需要对导轨高程偏差进行检查，如果偏差值超过3mm需要重新进行导轨的安装工作，以此让管道能够顺利进入[3]。

2.1.2 水平螺旋钻进

该种钻进方法在长距离顶管施工中使用较多，作业过程中需要在工作井中使用螺旋钻杆进行管道推进处理，常规情况下以钢管进入到预留井中为施工合格。水平螺旋钻进法的作业质量非常好，施工期间所受到的外界干扰较小，不会对地表造成严重的破坏，地表的稳定性较好，对于周边生态环境也有保护作用。分析水平螺旋钻进技术应用情况可以了解到该法对于排水管道口径大小有一定要求，若管道为小口径时顶管施工效果好，发生顶管作业偏差大的风险低，钻进时能够干扰钻入区域土层方向，使得管道可以安装在施工方案中要求的位置，土层也不会轻易的发生松动、沉降情况。

顶管施工结束后，需要对顶管的管位进行测量检查， 如果有明显的偏差或者偏差值超过1cm的情况，要求施工人员及时对管道管位进行校正处理，常用的校正方法有高程、中线法，前一种方法校正时可以使用千斤顶支顶、留封、超挖等方式进行管道复位处理，后一种方法则使用超挖方式在一侧区域挖掘，以此调整管道中心线，之后为保证管道有着理想的复位效果需要在另外一侧放置木桩来推动管道向正确的位置移动[4]。

2.1.3 灌注浆顶管作业

应用泥浓式长距离顶管施工技术时，需要使用灌注浆来对地基土层物理性能进行改进处理，以此减少机械设备的进管阻力，使得灌注浆能够将管道、土层之间存在的间隙完全填充，构建一个保护膜，在降低管道顶进难度的同时增强土层的稳固性，避免在受力作用下发生土层支撑力下降以及沉降等问题。在灌浆时须注意灌浆的整个过程要连贯，中途不可停止，顶进设备要先灌浆，并随时检查泥浆量，如有不足及时配置并补足灌注泥浆，保证注浆作业能够持续进行。

2.1.4 通风系统

通风系统为给排水工程施工的重要内容，作业时施工现场有着运行良好的通风系统，可以为施工人员构建一个安全的作业环境。采用长距离顶管施工技术的工程施工现场空气质量较差，部分施工人员在此种环境中施工常会出现缺氧、呼吸不畅等身体不适情况，因此施工单位需要构建通风系统。当前给排水工程施工中主要采用三种通风方法，首先，规定作业人员连续作业的时间，通常情况下在2h以内，每间隔2h更替一组施工作业人员，以此保证所有的作业人员都有着良好的体力，人员更换期间可以采用通风换气设备对作业区域内的空气进行抽风、送风处理，此种通风方式应用时的总成本较低，但是对于施工长度有一定要求，管道不可过长，以免造成通风换气效果不佳的情况出现。

其次，作业区域内安装常规通风设备的方式，即准备抽风机、鼓风机，在两种设备共同作用之下每天连续不间断进行抽风、供氧，此法的通风效果非常好，但是设备长时间运转使用使得施工单位需要额外支出一大笔施工成本。

最后，使用专业化程度高的通风设备，施工单位可以根据本单位的经济实力租赁或者购买专业通风设备，借助于专业设备来对作业区域内的空气进行处理，及时排出产生的二氧化碳等废气，并且吸收新鲜空气之后作以过滤处理，形成优质的氧气对作业环境内的工作人员进行连续24h的持续供氧，同时此种设备在使用期间还可以将大量的扬尘吸收进去，自动调节周围环境的温湿度，所以该法一般在很多大型的给排水工程施工通风中应用，可确保工程的作业质量[5]。

2.2 应用难点

结合长距离顶管施工技术的实际应用情况，可知还存在着两个方面的难点问题，如果在施工作业中没有得到妥善处理与解决，对于技术应用的有效性会产生不利影响。首先，进出洞施工，管道在依托顶管技术进行进出洞处理时，一般情况下使用的设备会对土层稳定性造成干扰或者会出现不同程度的水渗漏问题，所以在施工过程中需要施工人员要先确定地层的物理性质，如果为软土地基时则要使用固化剂等方法进行处理，之后再进行钻进；还可以在钻进位置附近设置支护钢圈，以此有效保护土地。其次，泥浆制备、铺筑作业，在应用基于注浆作业的顶管施工方法时，施工人员要对泥浆制备时使用的原材料质量做好检查，尤其要注重湿润土的质量，若该材料的质量不合格则容易造成摩擦力过大问题，泥浆应用之后无法起到降低顶管设备进入土层困难的作用；并且在拌和时需要控制好时间，制备完毕后尽快运送至施工现场进行浇筑作业，以免发生泌水情况；浇筑时施工人员需要对顶管管体的静止土压进行测量，要求浇筑作业的压力在该压力之下，以此确保泥浆能够完全进入要求的区域内，如果浇筑后检查发现有泥浆浇筑变形的情况，则需要重新准备泥浆再次进行浇筑作业，以避免排水管道沉降情况的发生。

3 结语

现阶段诸多城市在利用顶管施工技术（长距离）开展给排水工程的建设期间，存在一些不足和缺陷，所以要求施工单位在承建此类工程期间能够对长距离顶管施工作业技术涉及的内容进行充分熟悉和了解，从而结合工程建设需要，高质量、高效率的做好给排水工程施工建设工作，使得该项工程能够在实际使用中发挥各方面的价值。