市政给排水施工中的长距离顶管施工技术运用研析

倪 威

(长沙市公路桥梁建设有限责任公司，湖南 长沙 410000)

1 长距离顶管施工原理

在顶管施工过程中，因油缸在井中产生一定的动力，加上度土压平衡顶管机的应用，不断促使顶管机超前推动，以此完成施工工序。在顶进管道时，刀具在顶管机中飞速旋转，对土体进行切削，将切削下来的土体转移到输送机中，土体在挤压作用下存在一定土压，再用螺旋输送机进行运输。由施工人员根据开挖面特点进行分析，将多种材料加入刀盘正面，在施工过程中，一些难以施工的沙土便可被良好的改造，成为泥状土，为工程的顺利开展打下坚实基础。

2 长距离顶管施工在市政给排水工程中的应用

市政给排水施工对工程质量具有严格要求，应做好施工全过程管理，使城市防洪排泄能力得到切实保障。顶管施工作为关键内容，应充分发挥技术优势，保质保量的完成市政工程的建设目标。

2.1 施工前准备

由于顶管施工内容众多、工序复杂，需要使用多种机械设备，因此在正式施工之前，应做好施工现场布置工作，并做好材料、机械设备的准备，加强管道管理。在正式施工之前，确保各项机械设备就位，以此加快施工进度；根据工程实际需求与环境条件合理选择顶管设备，例如，在黏土层、淤泥砂层施工时，如若管径较大，则需要使用千斤顶、起重机、电焊机等设备。在平面布置时，应对注水系统、管片堆场、自动控制室、弃土坑等进行布置；在工作井的附近，设置扶梯供施工人员出入。

2.2 顶进施工

在施工过程中，应设置基坑井，将钢管置入井中，利用千斤顶使设备移动到井口处，井的数量为两个。在设置井时，应与接收井连接处设置井口，该出口应经过井的预留出口。在挖掘井时，对标准线放线测量，得到中心线，并将其钉在井的两侧，发挥支撑保护作用。中线与井的边缘相距超过1.5 m，宽度根据管道宽度而定。根据排水管道选择导轨，因管道尺寸有所区别，可分别采用轻、重两种类型的导轨进行施工，将导轨固定在枕木上。在施工过程中，应对导轨的高程偏差进行检查，如若偏差大于3 mm，则需要对导轨进行安装，使管道能够顺利进入内部。

2.3 水平螺旋钻进

在施工过程中，可采用螺旋钻杆对管道进行推进处理，一般情况下，钢管进入预留井中视为合格。应用钻进法可有效减少外界干扰，且不会使地表受到严重伤害，具有较强的稳定性，获得优质的施工效果。在钻进技术应用时，应考虑到管道口径的大小，对于小口径的管道来说，能够获得理想的施工效果，出现偏差的概率较小，在钻进过程中可对钻入区域土层方向进行控制，使管道安装在设定的位置，且土层不会出现严重的沉降、松动等情况。在施工完毕后，对管位进行测量，如若偏差值大于1 cm，则可采用中线法、高程等进行校正，确保管道处于正确位置。

2.4 出洞施工

在顶管施工后期，需要采用出洞技术。在施工之前，应借助相应的工具加强对井壁处的支撑。为了防止出现顶管跌落等情况，应提前对初始角进行设置。对于接收井来说，施工距离应保持在15 m左右，并对工作井预留洞口直径进行计算。根据技术规范，洞口直径应超过顶管外径，避免对顶管出洞产生不良影响。一般情况下，洞口应采用橡胶止水的方式，提高防水性，采用密封制水装置，以免洞口土体受到干扰出现变形。

2.5 灌注浆技术

在顶管施工过程中，应利用灌注浆对土层物理性能进行处理，从而缓解设备进管阻力，确保管道与土层之间的缝隙被有效填充。在该技术应用中，可形成一个保护膜，不但可使管道顶进难度降低，还可提高土层稳固度，以免在受力情况下出土层支撑力降低。在灌浆过程中，还应保持动作连贯，中途不可暂停，顶进设备首先要灌浆，时刻保持泥浆量充足，一旦出现泥浆缺失应立即填补，确保整个灌浆工作顺利完成。在顶管接口处，套环与管缝、管端应对正，紧密切合，管缝填料应充足和顺，不出现流淌情况，顶管允许的偏差要求如下表1所示。

表1 顶管允许偏差

2.6 通风系统

在给排水工程中，通风系统属于十分关键的内容，在作业现象应具有良好的通风系统，可为施工人员建立安全有利的工作环境。在长距离顶管施工中，如若现场空气质量较差，施工人员很可能出现缺氧、呼吸受阻等情况，则需要安装通风系统。现阶段，主要的通风方法有三种，具体如下：

(1)连续作业，一般不超过2 h，每过2 h后更换班组成员，保障全部施工人员均保持充沛的体力，人员在换班期间可利用换气设备对作业区进行抽风、送风，此种方式成本较低，但对施工长度有所要求，不适用于过长的管道之中，以免因换气不佳影响施工效果；

(2)设置常规通风设备，主要为抽风机、鼓风机等，每天持续不断的工作，为作业区域抽风供氧，可起到良好的通风效果。但是，通风设备由于长期处于工作状态，势必会使施工成本增加；

(3)采用专业通风设备。施工单位可根据自身实际情况租赁或者购买专业设备，对作业区域内的空气进行处理，将CO2等废气及时排出，并吸收新鲜空气，经过过滤后形成优质氧气，为施工人员持续不断的供氧。同时，该设备在运行过程中还可吸收大量粉尘、颗粒，对环境温度自动调节，确保作业质量。

3 长距离顶管施工技术要点

在市政施工中，为了提高施工质量与效率，应对顶管施工的要点进行把握，具体包括以下内容。

3.1 顶管选择

该技术的关键在于顶进管的选择，在当前施工中，以钢筋混凝土为主，如若无需考虑腐蚀性，还可采用钢管。在此过程中，应重视管道的使用规格、钢筋型号等，根据施工标准开展各项工作，在选择过程中，主要包括以下内容：

(1)直径选择。直径选择影响到后续功能发挥，应与工业用水、居民生活要求相结合，所选择的管道直径应符合预计标准，正确计算管道在施工后所需承担的荷载；

(2)长度选择。管道长度与施工成本、效益存在紧密关联。在施工过程中，采用长距离顶管技术可减少装管频率，使施工成本与进度得以提高。但在实际施工中，很容易受到顶进误差的影响，使挖坑、支护、回填费用迅速增加，因此应严格控制顶管长度。

3.2 顶管井设计

在市政施工中，顶管井包括两种类型，一种为工作井，另一种为接收井。在建造结构方面，通常采用钢筋混凝土，分为单孔与单排孔两种，且形状不一，前者有正方形、圆形、矩形等，后者以矩形为主；在受力能力方面，由高至低依次为圆形、正方形、矩形，在设计过程中，应根据实际需求而定。在顶管机进、出洞位置应进行加固，确保顶管机运行安全，通过高压旋喷桩对进出洞的土体进行加固，以免顶管机运行时出现泥水流失等情况，设置止水装置，减少触变泥浆流失度。

3.3 施工工序

在顶管施工过程中，应对施工工序进行严格把控，掌握工序方面的技能要点，具体如下：首先是穿墙，开启穿墙闷板，将工具管顶出井外，设置止水装置，在管内对纸筋粘土进行夯实，发挥临时阻水挡土的作用。为了保障穿墙孔的强度与稳定性，在工具管穿墙之前，应进行注浆固结；其次，顶管出洞。该环节同样是顶管施工中的重要内容，也就是顶管机与首节管从井中突破洞门进入土中，在顶管过程中应注意安全；最后，注浆减阻。在施工过程中还可通过压注触变泥浆对管道四周缝隙进行填充，由此形成保护膜，加强支撑作用，减少地面沉降，减轻顶进时受到的阻力。在正式施工中，先对机头尾部进行压浆，且与顶进工作同时开展，再对中间混凝土管道进行及时补浆，减少顶进时的泥浆损失。

4 结 论

综上所述，时代在发展，社会在进步，在市政给排水工程中，长距离顶管施工十分关键。为了提高施工质量与效率，应注重顶管选择、顶管井设计与施工工序安排，使该项施工技术的作用与优势得以充分发挥，促进给排水工程的健康可持续发展，为城市化管道建设做出更大贡献。