市政工程项目中的大口径顶管施工技术研究

龙大发

（中铁十六局集团第三工程有限公司， 浙江 湖州 313000）

顶管施工技术有易于操作的特性，能够促进市政工程施工质量的提升，并扩大工程的经济效益。市政工程中采用顶管技术施工时需要对每个环节实施严格的质量控制，防止出现各种缺陷等不安全隐患，按照施工操作的标准要求进行作业，并对技术中的各项施工要点提前规划，全面确保市政工程的质量。

1 市政工程顶管施工应用

一般情况下顶管技术所用到的顶进管为钢筋混凝土管，当工程受腐蚀影响较小时还可选用钢管。首先应当结合施工的实际情况来选择合适的顶进管直径，对于顶进管配筋以及壁厚则应当按照顶管所承受的实际荷载进行选择，同时顶进管的外径则要满足挖土人员的施工需求，通常要保障顶进管的内径＞50cm[1]。另外，由于使用的顶进管长度与市政工程的经济成本有关，在直线推顶施工时，应当尽量采用长管进行施工。如此一来，不仅减少了装管的频率还降低了施工成本。但是随着施工的不断进行，顶管长度也会随之扩大，一旦顶管的使用偏离了设计方案中的线路时，工程施工的难度就会随之提高。为保证市政工程的质量，需要相应的支护结构，并及时回填，这也会造成施工成本的提升。假设在直线上使用短管进行推顶，同样也会提高施工的难度，因为在使用短管的过程中很容易将周围的土层挤入管连接处，使整体管道出现一定程度的变形。一般来说，根据外直径的大小选择合适的顶管长度，当外直径≤1.1m 时采用短管进行施工；如果外直径为1.15m 时则用标准管施工；当外直径＞2.1m 的情况下则采用长管进行施工。

2 顶管施工技术特点和优势

顶管施工技术可以大大减少工程的施工时间，并且采用该技术施工时产生的噪音、粉尘都较小，不会对环境造成污染，基本不影响城区的正常交通。另外，还不会对既有的地下管线和周围构筑物造成破坏，是一种高效、便捷、环保的施工技术。

3 当前大口径顶管施工的技术难点及相应的解决措施

3.1 控制顶管顶力问题

在选取大口径顶管进行施工时，合理掌握顶管的顶力一直是该技术的一个难点，尤其是在顶管机出洞的过程中（如图1），对顶管顶力的控制要求更高。当顶管顶力设置的不合理时，就很容易造成顶管机出现旋转与上飘的问题，严重影响了工程的质量，还会埋下较大的隐患。

就这一问题，在实际的顶管施工时，通常会充分利用刀盘的正反转功能对顶管机的转角进行适当的调整，经过调整，可以快速降低顶管机的顶进速度。该方法的使用要点在于，当顶管机马上脱离洞口时，调整转角使之迅速减速顶进，而且通过调整转角还可以在很大程度上降低顶管机的压力，防止出洞时发生各种失误操作[2]。

3.2 顶管纠偏问题

一般来说，顶进施工时应当严格控制顶管的偏差，确保偏差不超过设计管道中心线的50mm，如果出现顶管的偏差大于这一数值时，应当及时作出适当的顶管纠偏，这也是市政工程施工中所必不可少的一个环节。特别是在长距离大口径类型的施工中，更应当将顶管纠偏作为施工过程的重中之重。结合多年工作经验，并对管道偏移的事故进行统计并作出合理的分析得出，造成管道偏移的原因主要有：（1）顶管的后背墙发生了一定程度的位移，或者后背墙本身就不平整；（2）顶进上体的质地发生改变，使得顶进机运行时所受的阻力不均匀；（3）千斤顶不能与顶进机同步运行，或者二者的顶力相差过大，使的受力不均衡出现偏移。

为了切实解决偏移问题，可以采取以下几个措施，防止管道出现该情况：

（1）进行顶管的正式施工前，要制定预防管道偏差的相关措施。①在设计阶段或者施工前，施工单位应当派专业技术人员对施工环境进行全面的勘察，获取施工位置的地质条件等信息，结合勘察的结果制定科学合理的顶进施工方案，禁止不经实地勘察就盲目施工，随意进行管道纠偏。②在施工过程中要保持管道行程、顶进机的运行速度以及顶力的相协调一致，选取相同规格型号的千斤顶，确保管道与设计的中心线位置相重合，并且受力均匀。

（2）对管道受力要进行严格的科学计算，确保顶进的后背墙稳定不变形。在施工前，还要确认施工材料的质量是否满足市政工程的需求，确保钢筋混凝土的强度等性能满足质量要求，避免出现在顶进时后背墙发生位移的情况。除此之外，还要检查后背墙是否平整，在顶进过程中为了避免由于后背墙不平整造成管道偏离的情况，需要严格落实相关数据的记录工作，及时准确记录顶进施工中的各项数据，并对数据进行整理获取相应的曲线，并以此作为管道是否出现偏移的依据，从而制定可行的纠偏措施。

（3）在顶进施工时，应当对管道出现的偏离问题及时进行纠偏，并采取合理可行的措施。比如当管道偏离是由于千斤顶的受力均引起的，则应当立即停止作业，对偏离值进行测量评估后再重新调整千斤顶的位置及相应顶力；如果管道偏离是由于后背墙发生位移而造成的，则需要立即对后背墙采取相应的加固措施，确保后背墙稳定、平整。不仅如此，还要全面收集施工中的各项数据信息，对管道的行进方向进行科学的预测，尽可能地减少管道出现偏离的情况，按时完工。

3.3 出渣与通风问题

当顶管向上层顶进时，顶管的行进方向一般是从下往上，综合分析多起顶管施工的案例发现，在顶进过程中常常会发生的施工事故很大一部分原因是出渣后周围受力不均造成的。另外，在长距离大口径类型的施工中，受到较大的顶进距离的影响，顶进工作井的深度也往往较大，这种情况下顶进洞内部就会发生空气不能良好循环的现象。当空气循环较慢时，洞内的生产性粉尘以及有害气体就会产生一定的集聚，严重影响了作业人员的生命健康。为了避免顶进施工中发生出 渣及通风不佳的问题，施工单位可以在以下几个方面做出改进[3]：

（1）在出渣设备上安装相应的制动设备，以便出渣过程中发生事故时能及时停止运转。

（2）当顶进深度达到一定程度时，安装鼓风机，尤其是离心式鼓风机加强空气流通（见图2），防止洞内气体集聚，快速排出污染气体，确保施工人员的健康。

（3）相关人员在作业时应当佩戴相应的安全防护，并携带气体检测仪器，发现问题及时撤离，做到安全第一。

4 结束语

综上所述，大口径顶管的施工技术在市政工程尤其是地下工程中应用广泛，为了保证施工的质量，提高施工的效率应当严格按照技术规程进行相关的操作，对顶管技术中的难点积极研究应对措施，不仅可以确保市政工程的质量，还能够推动顶管技术的进一步完善。