关于市政给排水工程中的长距离顶管施工技术的应用分析

谭叶良

（中山市南头镇污水处理有限公司，广东 中山 528427）

1 顶管施工技术的内涵

顶管施工技术的施工原理是通过工作井油缸生成动力推动顶管装置及管道在地下土层中顶进并安装至设计指定的位置。该技术的主要应用优势和特征是无须开挖作业区域地面、机械操作简单、成本低、施工效率高等，该技术基本没有什么应用条件限制，当前已广泛应用于河道、公路等工程施工中，特别适用于市政给排水工程，值得加大推广与应用力度。

2 影响长距离顶管施工技术的主要因素

2.1 管体的材质与选型

通常来说，给排水管道是埋设在地下的，使用周期较长，因此，给排水系统的设计人员要高度重视并尽可能地延长给排水管道的使用寿命，谨慎选择适宜的管道材料，确保管道材料具有安全稳定、耐腐性能好等优点。而在实际的管材市场中，适用于长距离顶管施工的管材种类较多，但其生产加工质量往往难以管控，容易存在瑕疵品，需要采购人员对管材质量的选型和材质加以管控，目前最常用的是钢制管材。

2.2 管道的压力与推力

在进行长距离顶管的设计施工前，相关设计人员需要结合实际埋设管道的长度和管径，对管道的压力和推力标准进行试验和计算，并根据实际的城市规划施工方案对顶管作业的划分区域要求，选择出材料、型号和种类均适宜的管道，尽量避免在工程竣工后，由于管网日常供水压力过大而导致出现管道与压力值不匹配产生管道跑漏等问题。

2.3 管道的位移

在实际的长距离顶管施工作业过程中，通常使用的管材较长，再加上人为操作的失误，例如，推力忽大忽小，或者顶管作业的机械设备例如顶部油缸的推力不够稳定导致出现振动等原因，导致管道发生位移和安装位置出现偏差等问题。这就要求相关施工人员要谨慎进行施工操作，控制好管道内的压力，并稳定好顶部油缸的推力，确保它们均在合理范围内，并符合施工标准和要求，为给排水系统的安装规范化和运行稳定性提供质量保障，同时也能有效地提升管道施工和系统运行的安全性。

3 长距离顶管施工技术的应用分析

3.1 施工技术的类别和作业方式

长距离顶管施工技术主要分为密封型和开放型两种类别。密封型是长距离顶管施工技术的主要施工类型，根据实际的应用情况又可以分为三种作业方式：土压、泥水、泥浓。在旋转刀盘进行切割作业时，应用土压式施工技术需要添加一些混合料来平衡土压和水压，该施工技术具有成本低、效率高的优点，适合对直径在100～300 cm之间的给排水管道进行施工。泥水式施工技术是指用刀盘掘进机挤压和推进长距离顶管，该技术施工迅速，由于使用了水泥灌注，在施工作业后，管道的地基不会发生严重沉降的问题。泥浓式施工技术是指使用顶管机对管道进行施工时使用二次注浆的施工方法，该技术能极大地减少机械与地基间的摩擦作用力，适合对管径在70～230 cm之间的排水管道进行施工，对长距离顶管施工具有较好的效果。

3.2 施工技术应用

3.2.1 顶管施工

在实际施工时，首先需要根据施工标准来放线测量工作井的中心线，挖掘基坑井两个，一个为工作井，一个为接收井，并在接收井与工作井上下连接的地方设置工作井的出口，并贯穿至接收井的固定出口，为了得到良好的支护作用，还需要把中线桩牢固地钉在工作井的两端，确保工作井边与中线桩之间的距离在1.5 m以上，并根据管道、集水井等参数来确定宽度，把顶管机等机械设备放到基坑井口，并把需要顶入的钢管放入工作井中。其次，根据钢管的尺寸配备合适的导轨，应注意管道大小不同，使用的导轨种类也不同，并安装导轨。在作业期间，还需要检查导轨的高程偏差，当偏差值＞3 mm时，要重新安装导轨，确保管道能够通过导轨顺利进入管网中。最后，使用枕木把导轨固定好。

3.2.2 水平螺旋钻进

在实际施工中，对长距离顶管的顶进比较常用的方法是水平螺旋钻进技术。首先，钢管进入工作井后，通过螺旋钻杆把钢管推进至预留井中。使用水平螺旋钻进法对顶管进行施工作业具有质量好、受外界干扰小、对地表破坏小、地表稳定性好、有效保护周边生态环境等优点。其次，水平螺旋钻进技术适合对口径较小的排水管道进行施工，当施工对象为小口径管道顶管时，其施工效果比较好，同时，也能极大地降低顶管作业的偏差值，还有，通过钻进时干扰钻入部分土层的方向，能够按照施工设计的位置安装管道，确保土层的结实度良好，沉降率在控制范围内。最后，结束顶管施工后，还要测量检查顶管的管位，一旦发现偏差值＞1 cm时，相关施工人员要及时校正处理管道管位。高程、中线法为常用的两种校正方法。使用高程校正方法进行校正时，可以通过千斤顶支顶、留封、超挖等途径对管道进行复位处理，而使用中线法进行校正时，则主要通过对管道的一侧区域进行超挖来对管道中心线进行微调，同时，还需要在另一侧放置木桩把管道移向正确位置来保证管道有理想的复位效果。

3.2.3 灌注浆顶管作业

应用泥浓式施工技术对长距离顶管进行施工时，需要使用灌注浆作业技术来处理并改进地基土层的物理性能来降低机械设备的进管阻力，为了提升土层的稳固性，需要在土层与管道的间隙处填满灌注浆，形成一层保护膜，确保在受力作用下土层也具有良好的支撑力，并且地面也不会出现沉降等质量问题。在灌浆操作时要确保持续进行注浆作业，保证整个灌浆过程连贯，不可中途停止。在顶进设备时，要首先进行灌浆，然后随时检查泥浆量，再结合实际灌浆量，及时补足灌注泥浆。

3.3 通风技术应用

由于给排水工程通常在地下施工，施工通道通常是封闭式的，空气质量较差，施工环境也比较恶劣，所以在工程施工现场安装一套良好的通风系统非常重要，是施工人员的作业环境安全与否的重要保障。在长距离顶管工程的施工现场，一些施工人员经常会出现缺氧、呼吸不畅等问题，所以，施工单位要重视通风系统的构建。目前，在给排水工程施工中，施工单位主要采取以下三种通风方法构建施工现场的通风系统。

方法一，替换施工作业人员时对施工作业区域进行通风处理。该通风方式成本较低，但施工管道的长度不宜过长，否则容易导致通风换气效果不良。具体操作方法如下：把施工作业人员分成若干组，规定作业人员连续作业的时间为2 h，然后每隔2 h就对施工作业人员进行替换，并在更换人员期间应用常规通风设备对施工作业区域进行抽风和送风处理，既让施工人员保存了良好的体力，也让施工区域的空气得到流通。

方法二，在作业施工区域安装一些常规的通风设备。常规通风设备可以是抽风机和鼓风机。在施工期间，让这两种设备在施工区域内每天连续进行抽风、供氧，确保施工区域的空气得到良好流通。该通风方式具有非常好的通风效果，但是设备需要长时间运转，导致施工单位的施工成本增加比较明显。

方法三，在施工作业区域安装专业化程度高的通风设备。该通风方式通常应用于大型的给排水工程中，以提高工程的施工作业质量水平。是指在施工作业区域放置施工单位通过租赁或者购买回来的专业化的通风设备，对通道内的空气进行连续24 h的处理，及时排出废气，及时补充并过滤新鲜空气，为作业人员提供优质氧气，同时吸走大量的扬尘，自动调节温湿度。

3.4 技术应用难点

在实际的长距离顶管施工技术的应用中，还存在着以下两个方面的应用难题需要得到重视并妥善处理，否则会严重影响施工技术应用的有效性。

一个是关于进出洞施工方面的问题。在进出洞施工时，施工人员通常会首先对地层的物理性质进行确定，如果施工地基为软土层的，就需要在钻进位置附近使用固化剂或设置支护钢圈等方法进行加固处理后，再钻进来保护土层的稳固性，避免设备在使用过程中干扰土层的稳定性而导致出现渗水等问题。

另一个是关于泥浆制备、铺筑作业方面的问题。在应用顶管施工方法进行注浆作业时，在制备泥浆前，首先，施工人员要严格检查原材料的质量，并需要特别关注湿润土的质量，如果湿润土质量不合格，泥浆应用后会由于摩擦力过大的原因导致顶管设备难以进入土层；其次，泥浆的拌和时间要把控好，为了确保泥浆不存在泌水质量问题，制备好泥浆后应以最快的速度运送泥浆至施工现场并立刻浇筑；最后，在对泥浆进行浇筑时，为了保证浇筑压力合适，还要测量管道中管体静止时的土压，浇筑压力应低于管体的静止压力。当完全把泥浆灌注入施工区域土层后，如果发生浇筑变形问题，只能重新进行泥浆制备后再进行泥浆浇筑，确保排水管道不会发生沉降的质量问题。

4 结语

综上所述，现阶段，我国大部分城市已开始大范围使用长距离顶管施工技术建设给排水工程，在此过程中，确实也存在着一些不足之处，需要施工单位全面认识和了解长距离顶管施工技术的具体内容，并结合工程建设的实际需要，充分发挥长距离顶管施工技术在提升施工质量和效率方面的真正作用，切实把市政给排水工程的施工建设工作做好。