顶管施工技术在市政工程中的应用

韦昆 中国水利水电第八工程局有限公司

一、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，有针对性的结合实际情况充分应用液压顶进工作站，从顶进工作井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。除此之外，在有效实施顶进作业时，要科学合理的控制好顶管方向，与此同时，确保边顶进、边排土和边调整实施作业，通过这样的方法进一步保证所要预埋的管道可以更有效的顶进接收井内。

二、顶管施工技术过程应注意的问题

（1）相关方面的困难因素。在针对旧城进行改造的过程中，会面临很多挑战和困难，例如，多年的地下管网错综复杂，地下的管线位置不够明确，第1手资料丢失等等，此类问题都使整体施工面临巨大困难，对于市政工程给排水施工也造成严重挑战。对此要着重把握。（2）架空线问题。在实践的过程中，如果遇到繁华的街道或者文物古迹等比较特殊的场合，无法进行架空施工，在这样的情况下，可以结合实际情况有效采取地下过渡的方法。（3）埋管施工。在具体的操作过程中，一旦污水管道直径超过100mm，为了使周围环境得到有效保护，不会受到施工的破坏，在这样的情况下，就需要结合实际情况更有效的进行埋管施工。

三、顶管施工方法

（一）机械设备选型

1.顶管机选型

以深圳市龙岗区创建路为例，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（见图1）。

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。设备样式如图2所示。

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[1]。

（二）安装设备

顶管技术在进行正常施工之前，必须要预先制作导轨。作为金属材料以及其他材质制成的可以对其他设备进行引导以及固定的装置，导轨能够在高负荷的前提下进行运动，并对顶管的直线顶进产生比较可观的帮助，防止在顶进过程中出现比较明显的偏移。因此，在对导轨的原材料进行选取时要反复斟酌。与此同时，导轨在正常运行之前首先要对其进行整体固定，以确保其在正常工作时能够保持合适的角度。在固定好导管的位置时，施工人员可以开展正常施工，其次是在进行施工过程中，施工人员必须要定期对导轨进行故障检查。如果遇到突发情况，必须要在第一时间予以处理，从而保证导轨的位置不发生较大偏移[2]。

（三）顶进、出土流程

图1

图2 顶进设备示意图

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。

（四）水平螺旋钻井法

对水平螺旋钻井法予以实际应用时，就是要对螺旋杆具有的推力予以利用，使得钢管能够抵达预定位置，此种方法能够使得地表形态得到有效保护，切实避免水土流失的发生。当然，对于小口径钢筋混凝土来说，此种方法是较为适宜的，然而施工时会出现准确度偏差问题，施工效果和预期会出现差异，这样一来，工程质量就无法得到保证。

（五）后排座椅的承压能力

座椅承压能力是快速排水工程中短管顶管现场施工的最佳结果。在顶管的实际结构中，最大的推力施加在管道上，钻孔桩的副驾驶位置可以承受很大的压力，以避免损坏顶管的前座，并增加其压缩强度。一般来说，适当增加副驾驶座的厚度，以提高汽车后座的整体承载能力，从而满足顶管工程实际施工单位的实际需要。

（六）非开挖顶管施工技术

随着科技发展的速度持续加快，非开挖顶管技术应运而生，此种技术在经济性方面是具有优势的，所以在市政给排水工程中得到了应用。在现阶段，非开挖技术的受重视程度提高了很多，然而其也是存在弊端的，对施工产生的影响较大，会使得系统安装受阻，管道使用也会受到影响。若想解决相关的问题，施工人员必须要通过有效措施提升自己的专业素养，确保施工的每个环节均处于良好的控制中，同时要针对非开挖技术展开更为深入的研究。非开挖技术并不需要在地表进行开挖，也不需要进行挖沟处理，为了使得此项技术的应用效果更为理想，必须要对以往的经验予以总结，确保非开挖技术能够得到有效应用。在市政给排水工程发展逐步加快之际，传统的地质工程技术已经较为落后，这对非开挖技术的同样也会产生影响，使得工程质量变得较为低下，所以说，在展开工程施工时，要对非开挖技术予以合理应用，如此方可保证其具有的作用能够真正发挥出来。

四、结束语

总而言之，通过上面的分析，我们能够着重看出，在市政工程给排水施工过程中有效应用顶管技术，能够呈现出更为显著的应用优势，从根本上有效避免过去开槽埋管乱挖、多挖的操作方式，更有效的适应环境保护要求，同时减少破坏，节能环保。要着重关注，顶管过程是一个十分复杂的系统性工程，要严格按照要求，选择更科学合理的设备和顶管，更新顶管技术，以此使施工工作呈现更大的效益。