市政给排水施工中长距离顶管技术研究

宋智雄

（咸宁市城市规划设计院，湖北 咸宁 437000）

随着我国改革开放的不断深入，政府陆续出台了众多的惠民政策，城市建设也随着经济的发展而迅速崛起。市政工程中给排水施工在城市化发展进程中有着历史性的意义，城市的发展与规划过程中，离不开市政给排水施工大力的建设。随着社会科技的不断发展，新时代新型施工技术和新设备如雨后春笋般推陈换新，很大程度提升了市政给排水工程的质量，一定层面上加快了城市化的步伐。市政给排水整体施工中，应用最广泛的是长距离顶管施工，然而这种技术对工作人员的能力要求较高，要求其掌握充分的理论知识，对建筑周边进行实地考察，并进行合理规划与安排，这样才能保证施工后，有效实现城市的供水目标，提升城市化节奏。

1 顶管施工技术的优点

顶管施工技术普遍应用在市政管道或者地下管道的施工过程中，当顶管施工技术与其他地表施工相遇时，顶管施工技术能以其立体交叉的方式避免对其他施工造成干扰，因此地下管道施工中，大部分采用的都是顶管施工技术。顶管施工技术具体指的是在不破坏地表结构的前提条件下，利用液压顶进装置，将需要铺设的管道，以切削土体或者挤压的方式完成铺设的施工手段。在整个施工过程中，施工技术以顶管为基础，顶进施工后再进行管道铺设。因为施工过程在地下，所以不影响上方的交通和生活，这也是顶管施工技术最大的优势。

由于顶管施工技术有着无污染、减少拆迁成本、缓解交通压力的特点，而且在实际应用过程中，除了方便、快捷外，同时还具有明显的社会经济效应，因此该技术被国内外施工方广泛采纳，并成功地运用到大部分地下基础工程建设中。然而在实际施工过程中，市政给排水是个庞大的工程，可能与想象的有所偏差，其不但掺杂了众多的技术要点，而且施工步骤也非常繁琐，再加上外界环境以及诸多其他的不确定因素的影响，使得市政给排水管道施工难度增大。因此，市政给排水管道工程从开始到结束的整个过程中，相比普通的建筑性施工而言，其人力、物力的投入规模都非常庞大。

2 市政给排水施工中长距离顶管施工技术

在顶管施工过程中，顶管起到了积极和主要的作用，待施工完成后，工作人员可以直接展开管道铺设与地线管线施工。这种施工方式，不仅不会影响到居民生活，还是一种环保行为，而且也没有影响到路面交通，值得大力推广。市政给排水施工中的难点在于长距离顶管施工技术，其包含了水平螺旋钻井法、非开挖顶管施工技术、通风系统、顶管施工项目。

2.1 非开挖顶管施工技术

随着社会科技的日新月异，高效的经济形态开始展现在人们的视野中，很多情况下，市政给排水施工会用到的是非开挖的施工模式。非开挖的施工模式确有诸多优势，但由于自身基础条件没有达到发展要求，该技术没有得到切实有效的应用，进而影响到了排水施工的进程，导致系统安装环节频频出现缺陷，甚至发生过施工后排水管道无法使用的现象。不过，相关工作人员没有放弃对高质量的追求，开始不断提高自身专业水平，排水施工系统也得到了进一步的扩张，非开挖顶管施工技术在施工过程中得到推广。针对非开挖技术的研究一定要清楚的一点是，非开挖技术并不是不挖地或者不挖沟的简单模式，而是仅需要在地表建设开挖工作沟，挖土量相对较小。在新型技术的实施过程中，施工人员将过去丰富的施工与先进技术进行了完美的融合，一步步将非开挖技术推向了成熟的发展阶段。

传统的地质工程技术，已经承载不了当今的市政给排水施工“庞大的身躯”了，而且还会影响到非开挖技术的发展。因此，在市政给排水施工中，需要科学、合理、充分地利用非开挖技术，只有这样才能让其发挥出正常的水平。除了引进新技术，还要对施工人员进行前期培训，确保施工人员深入了解并掌握非开挖技术，使最终建设出来的市政给排水工程系统更加符合大众的需求。非开挖技术的应用的主要方向是管道设计，它能确保管道问题出现后能立即采取正确、合理的应对方式，从另一个角度来看，也使得管道施工的综合质量得到大幅度的提高。

2.2 顶管施工法

顶管施工法主要应用在施工顶进无钢套管或钢套管中，该施工法的特点是对地表干扰小、噪音小、震动小等。顶管施工法的具体流程：在地面挖两基井坑，在井坑中实施对钢管的安防过程，在通过千斤顶的作用将钢管顶进，推进钢管后，使得钢管穿出工作井预留口，穿出土层到预留井口边缘处，最终从接收井预留口穿出。实际施工过程中，之所以在地表钻孔形成两个符合规则的基坑井的目的是，避免机械在液压器的作用下，将推进器推挪到合理的区间之外。

2.3 水平螺旋钻井法

水平螺旋钻井法依靠螺旋杆的转动的力量，推动钢管至合理位置，再结合管道施工方法，将地表形态保护起来，使其免受施工的破坏，也在一定程度上抑制洪涝时期水土流失等破坏环境的因素发生。水平螺旋钻井法施工过程中的最大问题是准确度的调节问题，如果处理不当就可能造成结果与预期效果出现严重的不符，最终导致工程的整体质量低下。该施工法的优点是对土层和地表的干扰性小，缺点是控制螺旋钻杆方向的难度大，对管道控制难度也很大。

2.4 通风系统

管道通风是市政给排水施工过程中比较现实的问题，工作人员在施工过程中极有可能出现氧气供应的不充分的情况，外加管道内时刻在释放着有毒气体，对工作人员的威胁是巨大的。因此，通风换气、提供氧气是保护管道工作人员的生命安全最有效的措施。由此可见通风换气的重要性。绝大多数管道施工过程会采取四种通风措施，即抽风形式、鼓风形式、鼓风抽风以及三种方式的组合方式。其中，鼓风式有效射程长，有利于有害气体的排出，具有很强的排烟性能，但通风距离有着局限性，被驱散的有害气体经过管道，会直达工作坑，进而对工作坑产生污染。

3 市政给排水长距离顶管施工技术的影响因素

3.1 顶管施工顶力

顶力计算一直是顶管施工过程中重点与难点，顶力计算结果决定了坑背的设计、管体强度，以及中继间的设计位置问题。现阶段，在顶力的计算方面还有着诸多的限制因素，需要进一步完善。

（1）管径大小。在顶管施工的实际操作过程中，管径的选择方式通常是随着管径顶力的变动而改变。通过管径大小与管径的承压力大小的对比分析的方式进行计算，可以计算出不同位置下顶力大小与管径之间的关联。诸多的研究结果发现，相同的环境条件下，管径大小与顶力计算呈现出正比关系，也就是说管径越大，顶力也就越大。

（2）管线设计误差。施工过程中，安装管道的顶进很容易出现误差，一定程度上增加了矫正次数，给施工过程带来了时间成本。正常条件下，阻力的增加的同时顶力也随之增大，如果管线偏差在不断增大的情况下，纠正误差的过程也会变得频繁，当然顶力随着变动而发生着变动。

3.2 油缸的推动力

在中长距离顶管的施工过程中，影响管道的施工的因素多种多样，不同因素的影响会是的施工层面也发生相应变化。推动力是影响长距离顶管技术的重点因素。施工过程中管道越长，它所面临的压力也会越大，以至于管道很容易发生位移，如果管道发生位移，处理方式会变得格外的复杂，而且采取有效措施的过程也比较滞后。因此控制油缸的推动力成为操作过程中的重点，唯有在施工过程中让支架始终保持着一定压力范围时，再去增加推力，才能增加管道施工的安全性。

3.3 其他因素

在施工过程中，控制好顶管的施工参数，可以避免欠挖和超挖的情况发生；顶进速度的严格控制，有助于确保施工的稳定性和连续性；纠偏量的控制也是工作的重点，可以最大程度较少对前方和正面土体的破坏；穿越过程要保持压浆的均匀、持续，确保顶管机与顶管管节外壁的缝隙及时填补，间接地保证了土体的稳定性；顶管机在通过桥桩时，尽可能将时间安排到夜间，避免车辆行驶产生的震动负荷影响施工进程。

4 结束语

市政给排水施工系统质量的优良与否，直接决定着居民生活质量的好坏。要进一步提高市政给排水系统的质量，就一定要跟上城市化的步伐与节奏，对长距离顶管技术继续深入的研究与实践，并在实践中总结经验，强化超高水准建设认知，以此确保居民日常用水生活，为政府树立良好的群众形象，提高工作人员专业方面的技术水平，为城市化发展带来优质的服务体验。