非开挖顶管施工技术在市政管网中的应用

田江友

摘要：非开挖顶管施工技术主要是一种非开挖形式的管道敷设方式.在实际应用中，管网可以在不破坏地基表层的情况下通过区域建筑群，具有良好的施工效率和性价比。非开挖顶管技术的长距离开挖也导致了实际施工过程中各种风险因素的影响。在无开挖顶管施工技术理论基础上，从管径选择和施工工艺规划等方面对非开挖顶管施工技术的应用进行了简单的分析。

关键词：非开挖顶管施工技术;市政;管网

随着我国城市建设要求越来越高，市政排水工程的施工越来越受到重视，而在市政排水工程施工中，通常用到的方法便是非开挖顶管施工技术，这项技术可以在最大程度减小对周边环境和交通的影响，保护土层和环境，因此在市政排水工程中得到了十分广泛的应用。

1顶管技术的作用

所谓顶管施工，即是通过非开挖或者少开挖的方式进行给排水管道等管道的安装，在原理上，顶管施工即是通过顶管施工机器的动力，将顶管按设计的坡度顶入土层中，在施工时，施工团队会将管道分节进行施工，完成第一段施工后，在进行第二节施工，最后将顶管的土方运走，保证城市的清洁。与传统的给排水施工技术相比，顶管施工技术具有较大的优势，首先非开挖或者少开挖可以提高施工效率，减少施工人员投入，降低施工成本。其次顶管施工可以降低传统施工技术带来的开挖地面、拆迁、破坏地面建筑物、影响交通、破坏环境等问题都会得到环节，并且使施工不用在受到地区气候和周边环境的影响，都可以省时、高效、安全的完成给排水施工。

2非开挖顶管施工技术在市政管网中的应用

2.1顶管管材及参数选择

首先在市政管网建设过程中，非开挖顶管施工技术所用到管材主要为球墨铸铁管、灰口铸铁管、钢管等。其中灰口铸铁管抗拉强度为140，抗弯强度为380，屈服极限在110-160之间，硬度在200以下;而球墨铸铁管主要抗拉强度及抗弯强度均在420以上，其屈服极限在300以上，硬度小于230;钢管抗弯强度及抗拉强度均在410以上，屈服极限在300以上，硬度小于140。结合以上数据，可得出球墨铸铁管抗弯强度较大，且由于其在生产过程中，经过了脱硫、融化、孕育、球化、离心等多个处理工序，具有良好的抗压、抗腐蚀氧化及抗动荷载性能。因此在市政管网非开挖顶进施工技术应用过程中，可优先选择球墨铸铁管作为基础材料。其次在市政管网非开挖顶管直径选择环节，需要综合考虑项目类型及施工地质条件确定具体施工管径。同时结合非开挖顶进管实际承受动载荷、静载荷情况，可对砼管配筋情况、壁厚要求进行统一分析，进而得出相应顶进管外部周长。由于在具体非开挖顶进管作业环节，需要进行不同土方挖制节点的设置，因此在顶进管内径设置过程中，应至少在510mm以上[1]。最后在非开挖顶进管长度选择过程中，由于非开挖顶进工序中顶进管长度对顶进效益具有较大的影响。因此若整体市政管网为直线推顶形式，可保证整体施工质量。

2.2顶管工艺实施

在进行施工工作前，首先，要做好非开挖顶管施工技术的前期准备，对地下管线的敷设进行充分分析，要对导向孔的位置进行精确确定;其次，在探测棒的帮助下，对导向孔内部进行探测，引导顶管掘进设备推动顶管的进入;最后，要在孔道的位置上进行钻机拉扩孔的操作。

2.3测量放样与井下、地面设备安装

在进行顶管施工时，首先需要做测量放样，利用井下等方式，确定施工的地点和方式，同时标注出施工安全高度。其次在施工过程中，作为顶管施工，需要做到井下和井上相互配合，在井下安装千斤顶、导轨等工具，确保顶管工具的正常运行，同时在井上时，需要设置起吊设备、主顶泵站等，施工时首先需要确定施工周围环境，结合实际情况制定施工计划。

2.4顶管进出洞处理

首先应将工具管推向出洞位置，最终停止在距离出洞位置1.1m处。并在工作井洞口位置进行橡胶止水装置的设置。在这个过程中，为了降低掘进机出洞阶段扣头问题出现概率，可在出洞止水槽下部进行辅助导轨的设置，并采取适当油缸纠偏收紧及底部延伸导轨安装措施。随后通过上一阶段钢混凝土与机头的刚性连接体系設置，可在后续顶管出洞阶段，采取逐节施工的形式。其次，在顶进工具管运行过程中，需要以洞口止水圈起作用作为终止标志，在其到达洞口止水圈4个小时后，可进行静止土压力检测，确定最终压力控制系数。需要注意的是，在顶管不断推进过程中，在首节顶管安装前期，需要设置一定数量的止退装置，降低主顶回顶概率。同时为了控制接头顶管出洞后阻力，可在沉井洞1/3位置进行注浆管的设置，通过触变泥浆的流动，可最大限度降低顶进管与土层之间的摩擦阻力。最后，在顶进管距离接收井32m左右距离时，应进行轴线复测措施，并维持顶进管在接收井控制范围内，保证顶进管平稳运行。由于大多数工程接收井外围具有隔水帷幕、水泥搅拌桩等装置，因此在持续推进工作中，不需要再进行土体特殊加固作业。而在顶管推进预定尺寸之后，可将顶管与后混凝土管拆除，并在杂物清除后，采用水泥砂浆填充顶管外壁与预留孔洞的空余空间。

2.5洞口密封处理、管道修补及验收

在完成井下工作后，需要进行顶管机转移，并将洞口进行彻底清理，在安装轨道处进行检查，做出防水设计处理，安装止水设备，在洞口的封闭过程中，可以使用混凝土浇筑的方式，在完成顶管作业后，首先要做的是对管道破损进行修补和回填，保证管道达到最为合理的使用状态，其次对管道的线路进行校准，确保管道的轴线位置不出现任何误差，管道封填中，可以加入钢圈，提高封填的刚性，选用“F”型钢筋混凝土顶管作为该工程的方式，并确保变形现象不出现在运输过程中。与此同时，焊接其和管内钢筋骨架，当顶进管端位置混凝土时，如产生受压情况，可起到约束保护管端混凝土的作用。

3结语

随着城市建设的不断进行，越来越多的市政排水工程投入建设，在进行排水工程的管道施工时，为了避免对城市环境和交通造成较大的影响，需要进行非开挖的施工技术，这样既可以保证施工的正常进行，又可以避免对周边环境造成较大的影响。因此在市政排水工程施工中，非开挖顶管技术以其独特的优势，必将得到越来越广泛的应用。

参考文献：

[1]李萍.市政给排水施工中的非开挖顶管施工技术研究[J].低碳世界，2016，23（32）：264-265.

[2]王萌萌，姚守勤.非开挖顶管技术在市政排水管道施工中的应用[J].技术与市场，2015，22（01）：75.

（作者单位：河北建设集团安装工程有限公司）