顶管施工技术在城市给排水工程中的应用思考

李砚辉

摘 要 我国城市化进程发展越来越快，由此使我国市政工程建设取得了突飞猛进的发展，特别是市政给排水施工建设质量有更大程度的提升，市政给排水施工工程规模进一步扩大，在这样的情况下，就需要高度重视市政给排水施工技术，使其不断的优化和完善，其中顶管技术在市政给排水施工过程中得到越来越广泛的应用，并呈现出巨大的应用优势。因此，文章结合实例，就顶管施工技术在城市给排水工程中的应用进行阐述。

关键词 顶管施工技术;市政给排水;应用

1顶管施工技术概述

顶管施工技术主要指的是，在不开挖地表的前提下，有针对性地结合实际情况充分应用液压顶进工作站，从顶进工作坑将待铺设的管道顶入，通过这样的方法在顶管机之后直接铺设管道的非开挖地下管道施工技术。针对具体内容而言，主要是结合具体的施工方案和设计图纸，在管道的沿线设置相对应的工作井和接收井，与此同时，在工作井内部设置坚固后座，并有效连接相对应的油管、照明和泥浆管等管线，然后再进一步有效采用油压千斤顶等把即将预埋的管道实施顶进作业，再利用压浆系统确保管节周围构成泥浆套，通过这样的方法，确保管道能够在泥浆套中有效滑行[1]。

2实例分析

2.1 工程概况

某截污管网工程中顶管设计长21.5km，某道路顶管施工总长1122m，采用DN800的混凝土Ⅲ管，管底埋深4.5～5.4m，坡度0.2%～0.5%，工作井內径7.0m，井壁厚55cm，接收井内径4.0m，井壁厚45cm，均采用抗渗P6且C30的现浇混凝土。

2.2 顶管施工方法

（1）机械设备选型

1）顶管机选型。根据地勘报告及现场土质实地调研综合分析，采用泥水平衡掘进机。该顶管机主要包括刀盘切削装置、动力装置、液压装置、纠偏装置、泥水装置、电气操作系统、显示装置等。

2）主顶装置。主顶装置采用2只200t液压千斤顶，并排布置。顶进过程中调整轴线，主要依靠主顶装置上的活动底架，该底架一般采用槽钢焊接。

3）顶进设备安装。顶进设备主要包括液压装置和传力装置两部分。设备布置得是否合理，直接关系到施工顶进的效果，因此，安装前应对液压装置进行单体实验，检查液压装置各零部件是否工作正常。安装好全部液压装置后，必须进行检查调试，确保能正常运转。

4）压浆设备安装。压浆设备应优先考虑在工作井附近处组合安装，主要是便于施工作业方便。该设备主要包括过滤池、沉淀池、2台泥浆泵、1台螺杆泵组成，再配置2寸白铁管将沉淀池的螺杆泵与顶进中管节的压浆管连接。

5）基坑导轨安装。本工程顶管顶进导轨采用25B双拼槽钢焊接而成，焊接坑位置导轨断开，内衬墙处设置延伸导轨。

（2）管道顶进施工

顶管工作井内各项准备工作就绪后且设备试运转正常，即可开始顶管施工。施工顺序：沉井施工→测量放样→顶机设备安装→凿洞门→安装密封圈→开泵顶进→出泥浆→管道贯通→拆机→安装检查井→回填夯实。

1）凿洞门。通过测量放样，确定洞口具体位置后，采用风镐对洞口进行凿除。凿除洞门的混凝土渣块需及时从底部清理干净，确保施工作业面的操作空间。

2）后座墙。后座墙施工一般采用C25素混凝土浇筑，尺寸为高3.5m，宽3.2m，厚0.5m，并进行力学参数验算。为把顶镐的反力均匀传递至后座墙，顶管施工前，在后座墙外侧面加焊1块钢板，钢板强度、刚度及稳定性须满足施工需求。

3）安装止水橡胶圈。在洞口侧壁先安装带法兰的钢套管，用于固定止水橡胶圈及止水封板，其作用是防止出洞口及顶进过程中泥浆涌入工作井内，同时也可防止地下水进入井内。

4）下管。现场采用16t轮胎汽车吊或小型龙门吊下管。当首节混凝土管吊装至导轨上时，通过测量管的中线、前后端管底标高，来校核导轨位置的准确性。

5）顶进、出土流程。泥水平衡掘进采用全自动的泥水输送方式，在机舱内将挖掘的泥土和泥水不停地搅拌形成泥浆，然后通过泥浆泵、泥浆管抽排至沉淀池及过滤池循环利用。工作井周边配套设置沉淀池，积攒的沉淀余土通过挖掘机装运，外运至弃土点。掘进过程中相关参数控制，主要通过PLC全自动操控台控制泥水仓压力及流量值，从而达到泥水平衡效果。若机头土仓内泥水压力远大于压力控制值时，地面会隆起;若泥水压力远小于压力控制值，地面会下沉或沉陷。鉴于顶进过程中会出现上述现象，所以控制掘进速度与出泥的速度相当关键。

6）测量与纠偏。①中心线测量：在地面上先用莱卡全站仪TSO6放样出顶管方向桩，然后通过棉绳挂吊锤将工作井边的两方向投引到井底部。在工作井中用DSJ3-Z激光水准仪照准两吊锤，读取前端的中心尺刻度，当被顶的管道缓缓复位时，中心尺刻度相重叠，则说明顶进按设计方向进行，若尺的刻度未重叠，则其差值为偏里设计方向差值。高程测量：将附件的水准基准点引设至工作井内，在顶铁上面架设激光水准仪，测量管的前端底部高程。②顶管纠偏：顶进过程中若发现敷设管道位置与设计偏差>10mm，应通过操作机头的纠偏千斤顶进行纠偏。主要通过DSJ3-Z激光水准仪的激光束照射在掘进靶上的位置，纠偏的角度一般控制为2.5°，能通过上下左右4个方位分别进行纠偏。一般情况下每次纠偏角度不大于0.5°，从而实现管道铺设方向的调节[2]。

2.3 监测点布置

井坑开挖过程中，为确保井坑周边土体及支护结构的稳定，需对井坑周边土体沉降、水平位移等项目进行监测。顶管施工过程中，为确保现有建筑物及顶管上方路基土体、过路管线的安全，需对施工过程建筑物进行监测及施工区域巡查，监测项主要有原地面沉降和水平位移监测等。该道路由为交通要道，须重点监测顶进路径L/5范围内的机动车道路面沉降，该沉降观测点一般按每2m布置1个，中间每3m布置1个。

综上所述，顶进技术在市政给排水工程建设中具有无可比拟的优势，它可以在不挖土的情况下铺设水利管道，大大减少施工量且节约了施工成本。文章结合某市政污水管道顶管施工实例，主要从施工工艺、测量控制、纠偏控制、顶力及后座墙的相关力学参数计算等方面阐述了顶管施工的过程控制，从而保证顶管施工质量。在城市的繁华街区或交通要道，顶管施工优势更突出，减少了城市管道乱挖的现象，确保市容市貌干净整洁。

参考文献

[1] 詹跃明.市政工程建设中顶管施工技术的应用[J].科技风，2020（11）：146.

[2] 曲伟鹏.顶管施工技术在市政给排水施工中的应用探究[J].工程建设与设计，2020（6）：179-180.