顶管施工工艺在市政管网施工中的应用研究

史文斌

西安沣东市政工程建设有限公司 陕西 西安 710016

近些年，人们的生活水平不断提高，为了满足人们的生活需求，在城市建设的过程中，需要建设大量的市政管网设施，包括供电管道、给水管道、雨水管道、污水管道、消防管道、通讯管道、燃气管道、小区智能化管道等，分布在城市各个角落，其施工会对城市交通、居民生活造成较大的干扰[1]。顶管施工是一种不开挖或少开挖的管道埋设施工技术，需先挖设工作坑，利用顶进设备的顶力帮助管道克服周围土壤的摩擦力，以设计坡度顶入土壤中，一节节完成管道铺设工作，对于地上环境的干扰较小，优势显著，当前被广泛应用于市政管网施工中。

1 顶管管材及顶管设备的选择

（1）顶管管材的选择。在市政管网施工中，顶管施工工艺应用时，应该优选顶管管材，加强原材料质量审核，为施工质量提供基础保障。当前，可选用的顶管管材有钢管、玻璃钢管、铸铁管、钢筋混凝土管、陶土管、球墨铸铁管等，不同材料特性不一，具体如下：①钢筋混凝土管材。这种管材被广泛应用于市政管网施工中，具有强度高、性价比高的优点，但同时其止水性与抗渗性欠缺；②钢管。钢管在顶管施工工艺中的应用，存在重量轻、顶进阻力小、密封性好、抗渗性能好的优点，但缺点也很多，比如说造价高、防腐性能差以及使用年限短等，适用于短距离顶进施工中；③玻璃钢管。玻璃钢管具有重量轻、承压能力高、使用年限长的优点，同时存在造价偏高、只能直线顶进的缺点，适用于长距离直线顶进，适用范围相对狭窄，难以推广；④铸铁管。铸铁管的优点是顶进力强，缺点是造价高、适用范围相对狭窄；⑤陶土管。陶土管的优点是性价比高、防腐性能佳，适用于长距离顶管施工，缺点是其刚度较大，容易发生脆性破坏[2]。

（2）顶管设备的选择。在顶管施工工艺中，有多种顶管设备可供选择，比如说手掘式顶管机、土压式顶管机、泥水式顶管机、气压平衡顶管机等，不同类型设备适用于不同范围。在市政管网施工中，应该根据施工区域的地质条件、土壤情况，选择合适的顶管设备，在淤泥质黏土中，宜选用泥水式顶管机和土压式顶管机；在砂性土壤中，宜选用泥水式顶管机，如若想要达到理想的顶进效果，可以采取改良开挖面的方式；在黄土地质中，需要改良土质，宜选用敞开式顶管机和气压平衡式顶管机；在强风化、中风化岩中，可以根据实际情况选择合适的顶进设备，同时根据地质构造及结构，选择合适的刀盘和管头，保障施工质量。

2 注浆减阻及顶进方法分析

（1）注浆减阻。为了便于管道顶进，顶管机直径应大于管道直径，在施工时，管道外径会与顶管机内径之间存在一定孔隙，注浆填满孔隙，能够让管道与周围土壤间形成一个泥套，这样可以预防泥浆渗透至外层土壤中，同时周围土壤可以形成支撑浮力，避免钻孔塌方。流动的泥浆，能够保持湿摩擦，降低管道与周围土壤间的摩擦阻力，便于顶管行进。

（2）顶进方法。在顶管施工工艺中，合理计算，明确背部强度、管道强度、千斤顶数量及吨位等参数，计算出最大顶推长度，合理设计施工方案。根据施工区域的地质条件、土壤性质，选择合适的顶进方法，在泥水式顶管机施工中，应该选用直径较小的管道；在淤泥层中，宜选用泥水平衡式顶管或泥土式土压平衡；在土壤层稳定，且地下水位较低的情况下，以选用手工掘进式顶管；在土壤强度较低，且地下水位较高的情况下，宜采用掘进法施工；在黏性土层中，地面沉降现象易发生，宜选用土压平衡顶管法；在烁石土壤层中，必须选用支撑性好的工具管；对于存在地质碎片的施工区域，宜选用手动式上管；如若施工区域上方土壤层较厚，宜选用挤压顶管或网状顶管[3]。

（3）顶进纠偏。在顶管施工工艺中，测量是极其重要的一道工序，应该做到随顶随测随校正。在施工过程中，应用激光经纬仪配合水准仪进行测量，观测管道是否发生偏移，如若偏差，应及时处理。在第一节管顶进是，测量间隔控制在300mm内，管道进入土体后，测量间隔控制在1000mm内。在顶管纠偏中，可采用以下方法：①超挖纠偏方法。但顶管偏差为10至20mm时，可采用超挖纠偏方法，在管子偏向的反侧适当超挖，形成阻力，这样管道顶进过程中，管道会逐步回到设计位置；②顶木校正法。当顶管偏差较大时，可借助挖圆木或方木，将其一端顶在管子偏向一侧的内管壁上另一端支撑在垫有木板的管前土层之上，这样千斤顶启动后，可以利用顶木产生的分力，校正管道；③千斤顶纠偏法。千斤顶纠偏法的具体方式与顶木纠偏法一致，不同的是，千斤顶纠偏法主要用小千斤，在顶木上逐步强行校正管道移位。

3 结束语

综上所述，市政工程是指政府基于责任和义务在区、镇（乡）内规划建设的为居民提供有偿或无偿公共产品、服务的设备、建筑物、构筑物的统称，其施工质量将直接影响到城市面貌，关系到城市居民的日常生活质量，必须予以重视。市政管网施工是市政工程建设的重要内容，常采用顶管施工工艺，施工单位应该加强对于施工工艺的研究，掌握其技术要点和注意事项，完善施工技术管理制度，做好施工准备工作，强化对于施工现场的质量监管，实现对于施工活动的精细化控制，确保工程质量达标。