顶管技术在市政给排水管道施工中的应用研究

施娇

枣庄市供水总公司

摘要：顶管技术以最小的破坏和最大的环境保护优势解决了市政给排水管道施工难题，对于交通繁忙、建筑物密集、地下管线复杂的城市建设起着非常重要的作用，所以积极探讨如何促进顶管技术在市政给排水管道施工中的更好应用具有显著的现实意义。本文在充分把握顶管技术的基础上，对顶管技术在市政给排水管道施工中的应用进行了初步的探讨，旨在促进市政给排水管道施工质量的提高。

关键词：顶管技术;管道施工;应用

顶管技术以其不影响周围环境或者影响较小，施工场地小，噪音小等特点，目前广泛应用于城市市政工程中。顶管技术是一项相当复杂的力学工程，此项技术能够帮助工程单位节约一些投资，还能够减少工期。而且顶管技术不需要挖地面，因此不会给城市带来一定的影响

一、顶管技术施工的含义及优缺点

所谓顶管技术施工又可以称为顶进法施工，是一种利用顶进设备将预制的构造物逐渐顶入路基，以构建立体交叉通道或者涵洞的施工方法。顶管技术施工原理是在管道的沿线按设计的方案设置工作井和接收井，工作井内设置坚固的后座，吊进油压千斤顶以及要顶进的钢管或混凝土管，接好照明，泥浆管，油管等管线，利用人工将管道前方的土壤取出，然后用油压千斤顶缓慢顶进，通过压浆系统使管节周围形成泥浆套，管道在泥浆套中滑行，在顶进的过程中通过激光经纬仪测量顶管的方向，边顶进边排土边调整，直至将钢管或混凝土管顶至接收井内。

优点：地表施工面积小，由传统的线状缩小为点状，因此对对面破坏不严重，降低了对交通与居民生活环境的干扰;噪音污染了也极小，在施工的过程中不影响现有管线及构筑物的使用。例如在实际操作过程中，施工人员对于面层不需要进行开挖也就能够将管线穿越各种建筑物或者公共设施，从而提高了工程的施工效率，降低了工程成本。另外，顶管技术还可以进行长距离施工，并且不会对周边环境造成影响，不会产生噪音污染而影响到人们的正常生活。

缺点：尽管顶管技术具有很多优点，但在施工的过程中也存在一些缺点，主要有以下几个方面：当曲率半径比较小且多种曲线组合在一起时，顶管施工就很难顺利进行;在施工的过程中，如果遇到软土层也极容易发生偏差，一旦发生偏差纠偏比较困难，从而引起管道发生不均匀的沉降;遇到障碍时处理这些障碍较困难;超长距离顶进困难;当遇到5m以上的大口径时顶进也比较困难;如果覆土浅时经济效益并不高，没有开槽埋管的效果好。

二、顶管技术在市政给排水工程中的应用

（一）顶管施工的前期准备

现场平面布置。平面总体布置包括起重设备、自动控制区、料具间、管材堆场、拌浆棚及拌浆材料堆场、注水系统、弃土坑的布置等。始发工作井内安装导轨、千斤顶、顶铁、后背墙等设备，工作井边侧设置下井扶梯供施工人员上下。（2）顶管机进、出洞处以及后靠土体加固。为确保顶管施工的安全，需对后靠土体及进、出洞区域土体进行注浆加固。工程施工前，应对设计文件、施工图纸等进行会审、查看核对。知道工程的特色、难点、要点;仔细听取设计人员的交底，体会设计目的，知道有关专业工种之间的合作需求;查看其是不是契合现场和施工的实践条件，设计深度是不是满意施工需求，尽量防止因设计忽略或考虑不周给后续施工带来对立和艰难，防止施工中呈现各种管道之同、管道与电缆、桥梁，管线与已建建筑物抵触等表象。对需求预留、预埋的内容，应在专业图纸上进行查漏补缺，纠正过错，清晰施工需求等等。

（二）工作坑

顶管工作坑的位置应便于排水、出土和运输，并对地上与地下建筑物、构筑物易于采取保护和安全生产措施;采用装配式后背墙由方木、型钢或钢板等组装而成;工作坑的支撑应形成封闭式模框架，矩形工作坑的四角应加斜支撑。顶管井分工作井与接收井两种，顶管井的建造结构有很多种类，一般使用锚喷支护结构。对土质密实，自稳性强，且埋深较浅的接收井可采用钢木支撑结构。结构布置时，在井内设置内支撑，改善结构受力。在建造过程中，工作井按双向顶进设计，与接收井间隔布置，间距与设计检查井间距一致，施工完毕，在工作井和接收井的位置上按设计要求做检查井。

（三）对设备进行安装处理

对于排水施工而言，这项技术的应用是十分重要的环节，进一步包括油缸、油泵和千斤顶等多项设备，顶力强度会受到多个方面的因素带来的影响，比如顶管的管材以及管道半径大小等，所以在进行施工方案规划的过程中，必须要对其顶力的充足量进行充分的分析，实际在进行施工的时候是需要进行顶管偏移的处理，因此必须要保证目标区域内的力度分布和所受到的压力得到相应掌握。

（四）科学设计顶管井

顶管井分为工作井和接收井两种，其建造结构通常都是采用钢筋混凝土。采用不同结构形式建造的顶管井形状也会有所不同，单孔井一般都会呈现出圆形、正方形以及矩形等形态，但单排孔井一般只有矩形这种形状。顶管井的形状不仅使顶管井在外表上看起来不同，而且还决定着顶管井的承受力大小。通常情况下来说，圆形的顶管井承受力度大于正方形，正方形承受力度大于矩形，现今为了使顶管井在特定的形态下有着更好的承受力，也会在顶管井内设置内支撑。

（五）顶管施工工艺

顶管施工工艺还有着顶进法施工工艺的别称，其工作内容是根据施工方案并通过一系列的顶进设备将工程构造物顶送到原先指定好的位置。在進行排水管道的铺设工作中，在铺设之前需要先设置工作井和接收井，并在工作井内部保证推力设备的正确设置。在进行顶进工作时，机头作为前进的向导，向前推送在施工前就已准备好的钢筋混凝土，与此同时顶出前端土体。 在顶进施工过程中必须要严格按照设计线路来顶进，如果出现偏差，可以采用超挖纠偏法和千斤顶纠偏法等方法来纠正。当偏差范围为10～20mm时，则可采用超挖纠偏法，即在顶进管偏向的相反一侧适当超挖，而在偏向侧不超挖甚至于留坎以形成阻力，促使顶进管在顶进中向阻力小的超挖侧偏向，逐渐回到原设计位置;所谓千斤顶纠偏法，是指把小型的千斤顶顶在管端偏向反侧的内管壁上，而将其另一端斜撑在有垫板的管前土壁上，待到支顶牢固之后，即可进行纠偏。另外，在建筑物密集处以及路面上，需要及时作监测布置来观测地表的变形和土体的位移，以有效避免房屋开裂和路面沉降等问题的出现。

三、结语：

顶管技术彻底解决了管道埋设施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等难题，在稳定土层和环境保护方面凸显其优势。这对交通繁忙、人口密集、地面建筑物众多、地下管线复杂的城市是非常重要的，它将为城市创造一个洁净舒适和美好的环境。 所以想让市政给排水系统更加科学合理，就需要在市政给排水管道顶管的施工过程中严格按照施工计划进行，并且要结合施工环境进行施工。为了让市政给排水管道顶管施工工作进行的更加顺利以及对其施工质量的保证，就需要加深对其施工技术的研究。

参考文献：

[1]杨尚楠.顶管施工在市政道路给排水管道中的应用研究[J].科技风，2018（11）：78.

[2]姚润霞.市政道路给排水管道中顶管施工技术的应用分析[J].中华建设，2017（05）：132-133.

[3]朱洪侠.顶管施工在市政道路给排水管道中的应用[J].民营科技，2017（03）：147.

[4]张秀霞.解析明挖施工和顶管施工在市政给排水管道施工中的应用[J].科技传播，2014，6（15）：170-171.

[5]陈为.浅谈建筑给水排水施工常用管道连接施工工艺及注意事项[J].中华民居，2013（33）：58-62.

[6]叶琴.市政基础设施地下给排水管道顶管施工技术研究[J].科协论坛（下半月），2013，10：18-19.