市政给排水工程顶管技术探究

李艳

摘 要：随着经济的发展，城市居民的生活节节攀升，在改革开放的30多年中，我国的城市建设也在持续进行并不断更新中，而城市建设离不开给排水系统的完善，因此给排水管道改造也在不断的发展着。给排水管道的施工必然会给城市交通、市容市貌、环境等造成影响，因此出于对城市的保护，在地下给排水管道施工中主要应用顶管技术。早在1953年，我国就开始了对顶管技术的应用，经过半个多世纪的发展，已经日臻成熟，成为给排水施工中最常用的技术之一。

关键词：给排水工程；顶管技术；施工要点

1 前言

近几年，我国无论是经济还是科技都取得了突飞猛进的发展，城市规模日益扩大，而与其相适应的高层建筑和民用建筑的基础设施也如雨后春笋般发展起来。所以，地下工程的建设也在不断的进步，本文将对顶管技术在市政给排水工程在的应用与施工要点进行分析，希望在今后的工作中能够提供帮助。

2 顶管施工技术与开槽埋管的对比

2.1 顶管施工技术的优点

运用顶管技术挖坑较少，只有工作坑和接收坑，比开槽埋管要少很多。而且在顶进的过程中开挖土方较少。顶管施工技术的优势还在于施工的安全性较高，对周边环境影响小，而且施工作业任务也相对较少。在工程进度紧的情况下，顶管技术的施工工期短，如果覆埋土深度较大的话，应该选用顶管技术，这样更加经济。

2.2 顶管施工技术的缺点

如果遇到曲率半径偏小，而且曲线种类多且量大时，开槽埋管更加简便，而顶管施工则会给施工的顺利进行带来诸多不便利的因素。或者当地下给排水的施工过程中遇到的土层属于软土，这是管道施工非常容易出现偏差，而且纠偏又会非常困难，使管道产生不均匀沉降，而且再加上覆土较浅，更适合选用开槽埋管。

3 顶管技术在给排水工程中的应用

3.1 顶管技术的适用范围

在中心城区，或者商业密集的地方以及诸如文物古迹或者不能大型开挖的特殊区域，而且实施作业的过程中既不能开槽埋管，又不能空中架线，针对这种情况，顶管技术是最合适的施工方法，即采用直径为80mm～600mm进行地下埋管。

另外一种适用顶管技术的情况在进行施工时，敷设的污水管道直径超过500mm，而且开挖埋管时又不能采用明沟，这时应该选用顶管技术，但需要注意的是管道沿线要避开其它建筑基础。

3.2 顶管技术在市政管網中的应用

顶管施工技术在市政管网中的应用范围非常广泛，主要用于旧城改造过程中的管网施工。经过长时间形成了各种管网复杂交错，部分管线的地下位置难以明确，再加上找不到原始资料等客观原因，从而导致开挖管道将面临非常多的困难。而目前，许多城市为了完成管道施工，对地面反复开挖，使路面的寿命严重受损，并且阻碍了交通，同时给附近居民的生活带来了很多不便。

4 顶管技术施工要点及注意事项

4.1 减阻泥浆

向管道外壁，运用触变泥浆将减阻泥浆挤入，使其在管道的外围形成一个泥浆套，这样能够减小管节外壁与土层之间的摩擦力和阻力，这样使得在顶进时能够更加省力而且简便。影响减阻效果的直接因素就是泥浆套形成的质量，而且由于泥浆套具有支撑作用，粉质粘土层坍塌而形成的地层流沙可以有效减少，同时还能控制地面的沉降作用。另外，要注意的是在管道顶进完成后，对管顶机头尾端要实施同步压浆，并在中继线和中部管节处跟踪补浆。而在施工中，泥浆的实际用量通常要远远多于计划用量，一般来说会达到4倍或5倍，以上压浆方法都能够取得非常好的预期效果。

4.2 按设计路线顶进

施工过程中，削土刀盘上的可伸缩超提刀可以将管子按照图纸设计的线路顶进，同时借助千斤顶编组对出现偏差的情况就行纠正，为了保证顶进轴线与设计轴线的路径相一致，可以适当增加对顶进轴线的测量次数。一般来说，顶进一节混凝土管节后就要测量一次，另外可以根据实际操作的情况在出洞、纠偏以及到达终点之前，合理的增加测量次数。另外一个需要注意的是，为了保证控制点的准确性要反复对其进行测量。通过对相邻管道间错口偏差的及时纠正，可以避免施工后出现问题，造成返工。

4.3 洞口止水

除了保证顶进线路的准确性，还应该做好洞口的止水工作。做到工作井预留洞口比管节的外径略大才能保证管子从工作井内顺利出洞。而且，在顶进的过程中，需要有效封闭此间隙。顶管施工洞口止水的方法是，在制作沉井时，首先预埋一个厚度为10mm的钢法兰在洞口，并焊接螺栓，然后将16mm的厚橡胶法兰安装，并使用10mm后的钢压板将其压紧。在顶管施工过程中，在工作井内如未发现有地下水或泥沙的流入，就可以回收胶法兰及压板，这种方法可以取得很好的效果。

4.4 顶管施工中的进出洞作业

顶管施工中非常重要的工序之一是管子的进出洞作业，穿墙后掘进机的方向非常重要，它决定着后期施工中管道方向控制的准确性，而且会影响井内管节的拼装工作。穿墙时要做好洞口的止水工作，防止井内涌入大量的泥水，给施工安全埋下隐患。如果管道位于粉质粘土层，水位呈流塑状，需要将管子的顶进方向与工作井保持合理的距离，同时还要改良和加固整个土体。而且要采用井点降水措施，增加土体的强度。另外，还要确保管道与轴线方向相一致，顶进方向不出现偏差。

4.5 遇障碍物后的顶进处理

施工能否顺利进行的另外一个关键因素是如何解决顶进过程中遇到的障碍物，例如遇到大量的埋木、石块以及老河道等，这些都需要通过对现场的研究才能给出合理的解决方案。市政工程中，尤其是深覆土大管径的管道工程和交通繁忙的城市主干道改造工程最为复杂。在这些工程中，采用顶管技术是完全可行的，与开槽埋管相比，无论是经济效益还是社会效益都有很明显的优势，可以从根本上改变城市管网杂、乱的现状。另外，从保护环境的层面来说，更多的运用顶管技术进行市政工程施工也是大势所趋，由此可以看出，顶管施工工艺将成为未来管线铺设的主要技术。

5 市政给水管线工程的质量监理

为了保证市政给排水施工的良好发展，进一步理顺质量管理体系，应该提高企业的内部素质，加强政府的监管机制，同时对于先进的新技术予以积极的支持和广泛的推广，例如顶管技术的应用。顶管技术不仅带来巨大的经济效益，同时又能保护环境。

6 结论

顶管技术涉及到了力学的方方面面，例如材料力学、岩土力学等，是一个复杂的力学过程。在施工的过程中最重要的是控制好推进顶管的力度，即管道在顶管过程中受到的阻力，主要包括管壁的摩擦阻力，工具头正面泥水压力等，而准确估计顶管的推力需要对顶管计算进行复核，这样才能防止泥砂涌入。泥水力一定要合理，压力过大，会增加主千斤顶的负荷，很有可能会出现冒顶的情况；如果过小又会造成大量的泥砂涌入，而道路的表面也会受到破坏和影响，使地表设施受到不同程度的损坏。

参考文献：

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