市政给排水施工中长距离顶管施工技术分析

孙建民 刘娜娜 济南久润市政工程有限公司

随着经济的发展和人民生活水平的提高，城市居民对城市基础设施提出了更高的要求。市政工作需要提高自身建设水平，提高城市服务能力。为了给广大居民提供更优质的服务，排水设施是城市的基础工程，对改善民生意义重大。长距离顶管施工技术是排水工程施工中的一项常用技术。施工人员要充分掌握施工工艺的优缺点和适用条件，使这项技术能有效地应用于实际工程中，提高整个工程的质量，提高排水工程的施工水平。

一、长距离顶管施工工艺流程及优点

（一）长距离顶管施工工艺流程

施工前的施工技术准备→地下管线测量定位、放线→工作井、接收井的施工→顶管机、液压千斤顶、照明通风系统等设备安装→成套设备调试→顶管施工开始→下放管接头及接管→正常顶升测量→管道排泥及废泥浆输送→顶管接收→ 下一段顶管施工→管道连接→闭水试验→竣工验收和现场清理。

（二）长距离顶管施工技术优势

1.项目影响

由于给排水工程顶管施工一般在地下进行，对城市道路交通和地表影响较小，施工全过程产生的噪声也较小，不会对周围建筑和环境造成不利影响，有利于现场的安全文明施工和环境保护。

2.施工进度

与其他施工技术相比，长距离顶管施工技术不需要在开工前提前开挖地面，风、雨、雪、雹等恶劣天气对施工进度影响不大。由于施工过程主要在地下工作井进行，不会因恶劣天气因素被迫停工，有利于缩短工期，降低工程造价，保证施工单位的施工进度。

3.管道设施

随着城市基础设施的不断完善，城市地下管线的规格和数量越来越复杂。采用顶管施工技术，无须开挖地面。顶管施工过程中，管道可弯曲穿越地下，方便绕过既有地下管线或障碍物，在整个顶管施工过程中对地下管线设施影响不大。

4.周围环境

由于地表开挖面积较小，顶管施工可灵活控制管道走向，对工程周边环境影响不大。工程竣工验收后，周边环境恢复较快，无须重新绿化。对地面植被和绿地设施的影响可以忽略不计，有效地节约了资金成本，改善了环境质量。

二、长距离顶管施工技术的影响因素

（一）施工材料性能质量

顶管施工技术应用于市政给排水施工时，施工材料的质量将影响最终的施工质量。顶管施工材料通常以钢管材料为主。如果钢管材料的质量和性能不能达到工程施工标准，就不能充分发挥施工技术的最佳应用效果。目前，市政给排水工程中管材的应用缺乏材料监理制度。顶管施工阶段，管材没有统一的管理标准，使得管材的应用水平参差不齐。材料质量的不一致会导致施工后的效果不能满足实际的标准要求。

（二）管道内压值变化

顶管施工中存在一定的压力，对管道结构产生一定的作用力，使管道发生位移。当管道发生位移时，整个结构力的平衡作用将受到严重破坏，管道的内压也会随之发生变化。因此，在顶管施工技术的应用中，必须调整技术方法，保证内压处于稳定状态，从而保证施工质量。如果管道内压力过高，容易造成管道破裂；如果管内压力小，给排水运行的动力就会不足。因此，在顶管的具体施工过程中，必须严格保证管道内部压力平衡。

（三）管线偏移

在中长距离顶管施工中，通常铺设一条长管道。由于施工过程中缺乏严密性或受外界条件的影响，管道整体结构会出现一定程度的偏差，给管道对接带来极大的麻烦，甚至导致管道破裂，后果十分严重。市政给排水施工往往存在着复杂的工作环境和工人误操作的可能性，进而出现各种安全隐患或工程质量下降的问题。这些原因导致各类安全事故层出不穷，给社会经济造成巨大损失。

三、市政给排水施工中长距离顶管施工技术分析

（一）前期施工准备

长距离给排水管道顶管施工前的准备工作主要包括：（1）施工设备的选择，最重要的是顶管设备。根据设计要求和施工现场的具体土质，选择合适的机械设备，如千斤顶、起重机、电焊机、水泵、顶管机等（2）布置施工现场，包括机械设备进场，施工材料进场、管道堆放、养护等（3）机械设备的布置，根据施工现场环境，提前在各工区布置机械设备。

（二）顶管选型

顶管一般采用钢筋混凝土管或钢管。钢管的使用应考虑减少地质环境的腐蚀作用。钢筋混凝土管的设计参数和施工技术指标应符合有关规范，配筋率应满足受力要求，管壁厚度和配筋率应满足顶管的实际承载能力。

（三）水平螺旋钻进

在采用水平螺旋钻技术施工的过程中，必须先用螺旋钻杆推进钢管，以保证后续工程的发展。水平螺旋钻进技术具有质量好、外界干扰小、对地表破坏小、地表稳定性好、有效保护周边生态环境等优点。因此，在工程实际施工中采用该技术可以有效地提高工程质量。另外，水平螺旋钻杆更适用于直径较小的排水管，在工程建设过程中容易获得较好的应用价值。另外，由于水平螺旋钻的精度高，在施工项目中会降低偏差值，从而有效提高施工质量。还有就是水平螺旋钻在工程中的应用可以保证土体的坚固性良好，降低沉降速率，减少施工对城市环境的不利影响。另外，为了保证工程的顺利进行，有必要对顶管的管位进行测量。如果测量偏差大于1cm，相关部门需要采取措施进行纠正。一般来说，校正工作有两种：高程法和中线法。这两种方法有不同的使用条件和方法，如高程修正法需要用千斤顶支顶、保留封层、调整超挖高度等方法进行纠偏，以减少管道工程在建设工程中的偏差，确保管道具有理想的复位效果，提高工程质量。

（四）通风技术的应用

在建筑工程中，排水工程一般在地下进行。施工现场比较封闭，空气质量比较差，施工环境比较差。因此，在实际施工过程中，有必要在施工现场设置通风系统，以保证施工现场的空气流通，进一步改善施工现场的施工条件，从而有效地保证施工人员的人身安全和工作环境的安全。长距离顶管施工技术的施工距离相对较长。一旦施工人员在施工过程中出现缺氧、呼吸不畅等问题，很难立即采取措施加以解决。因此，在实际工程建设中，需要重视通风系统的施工，保证整个施工现场的施工环境，从而保证工程的进度和质量，提高工程建设水平。

（五）穿墙顶进

（1）加强穿墙顶进的准备工作。作业前对周围土体进行注浆加固，防止松散土体造成坍塌，并迅速将工具管推出井外（2）进行防水工作，穿墙管道中加入粘土水泥浆，进一步减少未封闭缝隙的渗漏（3）如果由于地质构造复杂或地质条件突发而不能正常施工，应重新分析钻孔资料和地质取样资料，重新选择合理的施工工艺和正确的施工方法。

（六）顶管出洞

顶管出孔是施工的后期，容易受到多种因素的影响而形成质量问题。关键是保证出孔工具管的质量。首先要做好工具管调零和井壁支护工作，然后管出孔时要提前设置初始角度，以免顶管出孔时发生碰撞和坠落。排水施工应距受水井15.0m 以上，以免影响顶管效果。

（七）校正偏差值

顶进过程中，材料、人员、施工工艺等因素会导致顶管偏差或管位偏差，超出标准值±10.0cm 的部分应进行调整。顶管纠偏的一般方法是用千斤顶处理左侧的偏差，用千斤顶伸左侧，缩右侧。当右侧的偏差相同时。施工中如及时发现偏差，可采用中间站旋转的方法进行处理。在处理过程中，应结合目前施工现场情况，制定切实可行的调整需求。不允许盲目追求一步到位，确保项目整体运行安全。

（八）洞口土体加固技术

硬土加固主要有注浆技术、深层搅拌桩技术、高压旋喷技术和冻结技术。应考虑土的摩擦角、渗透系数、渗水量和标准贯入度等参数。如果土质较软，顶进施工时必须对整个断面进行加固；当土质不是很软时，可在管道两侧和顶部一定长度和宽度范围内对土体进行加固，避免顶管进出隧道过程中土体坍塌；如果土壤坚硬良好，且开挖面上的土壤具有自支撑性和温度，则无法加固土壤。

（九）注浆减阻

注浆减阻技术是在管道周围的空隙中填充泥浆以保护顶管的一种技术具体方法是在顶管机的头部和尾部，从混凝土管中灌浆为了支撑整个顶管系统，必须同时增加灌浆阻力法在长距离给排水管道顶管施工技术中得到广泛应用比较成熟，保障效果比较好。

总之，在市政排水系统施工过程中，采用长距离顶管施工技术，可以进一步提高施工质量，保证施工的可靠性和安全性。