市政排水非开挖顶管施工技术及实施要点之研究

鹿方亮

摘 要：随着国内经济的快速发展，城市建设水平不断提升，国内基础设施的建设在一定程度上取得了长效进步。对于城市基础设施建设来说城市给排水工程具有非常关键的作用，凸顯城市现代化建设的程度，而非开挖顶管施工技术为市政给排水工程的发展提供了良好的基础，因此研究非开挖顶管施工技术在市政给排水施工中的作用有很现实的意义。市政给排水工程涉及三个部分：给水工程、排水工程、循环水工程，在实际的施工中工程量大，将城市“开膛破肚”，因此对城市造成较大的影响，以此研究非开挖顶管施工技术降低负面影响，对于城市的现代化发展有很现实的意义。所以在本文中我们主要对非开挖顶管在市政排水施工中的应用进行详细的分析与探讨。

关键词：市政排水;非开挖顶管施工技术;实施要点

1 非开挖顶管施工技术分析

1.1 顶进管选择

给排水施工中运用非开挖顶管施工技术，合理选择顶进管比较关键。常规情况下如果对抗腐蚀性没有要求，就选择以钢筋土管作为顶进管，严格按照规定来综合做好相关计算。在施工中需要确定工程的性质与实际情况，需要综合考虑顶进管受到荷载的实际情况。因为施工都是采取非开挖顶管施工技术与人工施工配合方法，因此顶进管的内径要在500毫米以内。此外钢筋混凝土顶进管的长度直接影响到工程施工的经济效益与质量控制。在实际的施工中其经济性一般都比较好，但是在具体的施工中，往往会出现与原定路线不符的问题。在施工中为减少这类情况的发生，设计人员设计时需要按照钢筋混凝土顶进管的长度和管径，确定管道的选择，从一定程度上节省成本，确保工程的经济效益和施工质量。

1.2 施工准备

顶进管完成后施工人员需要架设发射架设备，并且科学安装到工作井内，选择合理的高压旋喷桩加固土体、进出洞的合理范围，从一定程度上保证安装施工工作良好开展。实际的施工中人员还应该把止水装置安装在工作井内部，以免顶进机进出预留洞时，出现大量泥水。

2 工程实例

2.1 工程概况

某城市市政给排水工程管道施工建设，工程实际情况如下，给排水管线中线与大楼等建筑物的距离有10m，顶管长度为510m，顶进管管节长度为2400mm，内径为2200mm，外径为2600mm。在实际施工规范中要求顶管的覆盖土层厚度为4.5m。

2.2 顶进中进出洞施工

出洞顶进在作业中是非常基础和重要的环节，自从离开工作坑以后，就开始了生产。为了确保顶管机的出洞足够顺利，避免土体的塌落进入到工作井当中。在出动前就需要先打钢板桩在砖封门前。在钢板桩到达工作井底板的深度后结束。出洞时需要先拆除砖封门，此时因为有钢封门所以没有土体涌入。在顶管机到钢封门的50至100毫米以后，此时的洞口止水圈开始发挥作用。随后从其中的一侧朝向另外的一侧开始去除钢板桩。

2.3 长距离顶进作业

2.3.1 轴线控制

考虑到顶管作业中，影响顶力最突出的要素就是纠偏，顶管机顶进作业中很有可能会因为受力不均，出现管道设计轴线偏离的情况。故本次工程作业中选择在机头旋转和前进方向做纠偏，确保机头能够按照预期规划的方向稳定前进。顶进作业中纠偏是必不可少的工序，需要贯彻顶进作业适中。每一次的纠偏都要通过施加力矩的方式让顶管机能够改变正在前进的方向。力矩的施加如同在顶管机增加了一种压力、阻力。

2.3.2 注浆减阻

为了在施工中，减少管道外壁摩阻力就需要使用该技术。要结合图纸情况合理调整润滑泥浆配方，要确保泥浆足够稳定，从而应对各种施工环境。注浆孔一定要合理布置。混凝土的管节雄头一次按120度分别设置三个孔。管节的断面右侧安装压浆总管。本次工程中每隔7.2米设置一个注浆孔和三通阀门连接管柱注浆孔。生产中要用到合适的压浆手段，要严格控制压浆操作、压浆流程。确保顶进中的建筑间隙能够被泥浆填补，构成泥浆套。泵的出口压力为1至1.25*105Pa。管节雄头一侧近边设置压浆孔。完成管节拼接以后，前一节的钢环就能够覆盖注浆孔。浆液压出以后，会在混凝土管节外壁和钢套环出形成浆套，最后被挤出。易于形成的泥浆套有着非常明显的减摩效果。

2.3.3 中继网

本次项目用到了中继间做顶进辅助。布置中继间的时候充分考虑了操作和顶力要求，将顶进速度和质量的提高作为出发前提。第一个中继间放在了靠前位置。由于顶管机在正面土压顶进时会受到施工情况和土质条件影响出现变化，因此总推力在来到设计推力60%以后设置中继间。在来到80%时继续设置中继间。在到达90%时候重复设置中继间。本次工程总长189米，一共设置了两套中继间。第一个中继间被布置在了工程104米，因为有着良好的泥浆减阻结果，有效完美的控制了顶进和走线，故实际顶进过程中的阻力臂理论设计、理论计算结果要小非常多，直到最后第二套中继间都没有发挥作用。简化了顶进流程，极大的提高了顶进速度。

2.4 深层搅拌桩

2.4.1土压计算

要充分考虑粘性土粘聚力、内摩擦带来的影响。为了完成计算的优化，本次项目对于成层分布土体使用墙底各层土物理力学指标方法，来做层厚加权平均。

2.4.2抗倾覆计算

以重力挡墙展开墙体饶前趾A抗倾覆安全系数计算，实践中以同类型项目工程情况选择安全系数。最后得出的计算结果是K≥1.0至1.1，从结果看来本次的抗倾覆计算满足了工程设计要求和规定，安全性得到了保障。

2.4.3 土体变形计算

最大土体沉降量计算，在工程重要性系数为K≤1.2情况下，得到的结果是0.03米。地面沉降最远影响距离的计算最后是11.6米，也就是要距离周围居民建筑11.6米施工，以免威胁周围环境。

3 注意事项

3.1 非开挖顶管施工技术作为一项使用非常广泛的技术，但是真正发展的时间并不长，因此在施工中需要考虑施工的科学性和合理性，合理注意施工的进度，对于施工过程中出现的各种各样的问题，及时上报和及时解决，在实际的运用中，提升施工队伍的整体水平，提升非开挖顶管施工技术在实际中的运用能力。

3.2 在施工的过程中，要合理保证施工满足市政工程建设的标准与规范，最终确保工程的整体质量合理进行。严格要求制定施工方案，按照标准合理施工，才可以在实际的施工中合理运用非开挖顶管施工技术，制定方案时要综合考虑到可能出现的多种情况，制定出合理的应急方案。

4 结语

总之，非开挖顶管施工中，必须严格地注意需要注意的事项。这是一项系统的工程，虽然能够节省成本和开支，但是施工过程并不简单。在市政管网建设的过程中，相关工作人员应该清楚地明白非开挖顶管施工技术的基础理论，弄懂它的施工原理，并且在施工过程中充分地考虑到各方面的因素，从而推动城市管网的建设进程。在工作过程中，要结合施工的实际情况，不断进行施工参数的调整，从而使施工过程满足市政管网的建设需求。

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