顶管技术在市政给排水施工中的应用

吴恩祥

（贵州省建筑设计研究院有限责任公司，贵州贵阳 550081）

0 引言

随着城市化建设水平的快速提升，而市政给排水系统作为城市建设最为基础的设施，国民对市政工程的要求也在持续提高。在这种情况下，很多新型施工技术被研发出来，其中就包括顶管施工技术，这是一种几乎不需要开挖地表土层就可以使用的施工技术，顶管施工可以把路面交通影响及环境影响降到最低，其有效弥补了传统施工技术中的缺陷和不足，因此市政工程的施工团队应当合理应用顶管施工技术。

1 顶管技术的优势作用

在埋管技术中存在一个类型比较特殊的技术，即顶管技术，其主要施工原理为按照设计图纸及方案在管段两端开挖工作井和接收井，对工作井后背进行加固处理，根据施工方案设置混凝土管或钢管及顶进设备，按照方案开始顶进工作，顶进过程中把管道内土方运出，并及时纠偏，直至接收井。这技术与挖管技术并不是用一种技术，因为管道铺设技术适用于地下施工环境，施工团队不需要将地表挖开。使用非开挖技术与小规模开挖技术来修护和铺设地下电缆和地下管道，这是一种便捷性很强的施工技术。相较于原先的市政施工技术来说，使用顶管技术不需要过高的成本、效率高，也不会造成道路交通堵塞。实践证明，使用顶管技术可以减弱工程作业的噪声，在最大程度上降低作业对于空气的污染。顶管技术的优势体现在如下几个方面：①顶管技术能够有效加快工程施工的进度，缩小施工面积，尽可能避免对于城市用地的过多占用；②使用顶管技术在保证施工项目高效率完成的基础上不会对市民的生产生活造成影响；③顶管施工技术还可以被应用到特殊作业环境当中，这样就能不用受到爆破工序、建筑施工等因素所干扰，从而有效节省工程成本[1]。

2 使用顶管技术的方法

如果想要在工程施工中引用顶管施工技术，施工团队可以从三个类型的顶进方法；①土压平衡封闭型法，多刀盘式和单刀盘式是这一顶进工法的两种形式；②水平衡封闭型法，刀盘据进式和网格水冲式是这一顶进工法的两种形式；③人工开放型法，挤压式和手锯式是这一顶进工法的两种形式。人工开放型手锯式顶进工法适合被运用在规定数值管径的地质结构当中，硬质泥岩层、砂性、黏性等类型的地质结构是更合适使用顶管技术的场所，因为在这种地质结构内部不会受到地下水环境的影响。使用人工开放型手锯式顶进工法能够将顶管技术的优势作用充分发挥出来，比如不需要复杂的设备、技术操作简便、占地空间小、推广性强。不过，这一方法还是存在一定的不足之处，比如顶进面土压不处在平衡状态，塌方概率高，并且需要高强度的施工作业，因此需要施工团队投入较高的人力资源成本。土压平衡封闭型顶进工法适合被运用到各种土质中，不仅适合被运用到砂砾土中，还适合被应用到软黏土中，由此可见，这是一个类型适用于全土质的顶管技术作业法。用顶管设备的刀盘对设备内的土体进行支承和切削，从而对开挖面的土压和水压进行抵抗，从而稳定土体。土压平衡型顶进工法是这三种顶进工法中使用便捷性最强的一种，因为在使用这种方法的时候，施工团队不用专门安排人员去探井，也不会过多移动供水管道周围的土体，从而对给排水工程施工的稳定性和安全性提供保障[2]。

3 在市政路给排水管道中应用顶管施工技术的有效方法

3.1 做好前期规划

施工团队在开展顶管施工的前期一定要做好周密的规划工作，这样才能进一步确保顶管施工技术的优势作用得以有效发挥[3]。首先，施工团队必须安排技术团队对实际的施工条件和周边情况实施全方位地考察，重点是地下空间的部署情况，主要包括暖通、电力、供水等管道的实际情况，对可能影响到顶管施工的各种影响因素进行全面分析。同时，技术团队还要加大对管道周围和地基内部岩土的考察力度，一般情况下要在管道的周边选定一定数量的考察区，利用这些区域来获取与工程有关的资料。不过需要注意的是在划分这些考察区时要控制不同区域之间的间距。在完成完整的考察流程之后，技术团队还应当结合顶管施工的设计方案和实地考察的资料来设计出一个完整的顶管施工规划。

3.2 使用合适的施工方法和施工器材

在顶管施工方案中，技术团队需要对不同环节的实际数据进行规划，并且在方案中要明确注明这些参数信息，比如管道直径、地质结构等。其次，不同施工方法所产生的效果也不同，技术人员一定要保证工程所使用的施工方法能够真正符合实际施工情况，也不与后续施工工序产生冲突。同时还要在施工方案中明确列明不同施工方案的使用规范和注意事项。其次，施工工序一定要安排得相对合理，确保各个工序之间不会进行相互干扰。另外，因为顶管施工需要应用到一定数量的设备机械，而施工团队一定要注重机械设备的选取，机械设备一定要满足符合施工标准和实际的施工条件。因为在通常情况下，施工团队都要在淤泥、砂或黏土层中进行作业，再加上需要面临大直径的管道，所以在顶管施工过程中，施工团队需要使用到各种大型机械，例如起重机、千斤顶等机械设备，同时还要配备不同的辅助机械，比如水泵、电力设备等机械。除此之外，顶管施工的工作任务还是比较复杂，所以施工团队需要提前对施工场地进行布置，做好安排设备机械的位置、预备注浆技术的配套材料等准备工作[4]。

3.3 对顶进施工的偏差值进行校准

在开展城市给排水施工的时候，施工团队需要面临各种影响因素，其中包括人力资源、技术资源、工程材料等。基于这种情况进行顶管施工，有很大概率会发生偏斜问题，要想尽可能规避偏斜问题的产生，施工团队既需要对顶进施工的偏差值进行校准，从而优化顶管施工的效果，这对于顶管施工来说具有重要意义。一般来说，施工团队应当使用千斤顶机械来校准顶进施工的偏差值。如果是管道的右侧区域出现偏差值，施工团队需要运用千斤顶机械来完成右伸左缩的校准工序。在另一侧区域存在偏差值的时候，施工团队就可以完成与左侧相反的校准工序。

3.4 科学实施顶管施工的流程

首先，施工团队应当先进行注止水处理这一工序。在穿培前对口进行注浆止水处理，防止墙面的坍塌。先将石灰、水泥、粘土放在一起进行搅拌，直到混合物被搅拌成浆液状态的时候方可停止，再添加一定数量的自然土，然后将混合后的材料放在洞口固定，使其起到防止水土流失的作用。随后，施工团队需要实施穿墙这一工序。在注浆止水处理工序完成之后，如果浆液和自然土处于固结状态，就可以实施穿墙施工。先进行准备工作，将工具管放入工作坑内，并按要求固定好。然后逐步清理洞前的硬块和其他杂质，在进行这一步骤时，要有意识地控制工具头的前进速度，避免造成洞口坍塌。同时，在前进过程中，不能压到泥浆，且要严格按照路线图前进，出现偏差时，立即停止前进，进行纠偏。在前进一段距离后就要按照图纸进行检查，出现失误立即检查。接下来，施工团队需要实施顶管出这一工序，顶管出洞和顶管进洞同样重要，所以要想规避顶管出洞发生安全事故，在出洞前也就是接近洞口的时候就要进行工具管调零，一旦存在轻微偏差就要立即纠正，采取措施防止下跌。各种测量和纠正方法：顶管施工主要是在地下进行施工，但不能盲目，光专注于地下，而忽视地面的情况，很容易发生安全事故。所以，要建立一个控制点，进行对地面和地下的统一管理。在施工过程中要尽可能减少对地面建筑和地面的影响。尽可能地避开地面上的建筑物，如果无法避免，在建筑物的下面施工时，一旦开工不得停止，尽量降低顶进管的前进速度，否则会造成难以挽回的伤害。另外，顶进管在前进过程很容易出现偏差，远离既定的正确路线，前进过程中要定期进行失误检查和纠正。纠正要在前进过程中进行，切记不要矫正太猛，不纠正和纠正过度都是错误的纠正方法。纠正前要先查明出现偏差的原因，再根据实际线路。现有的工具进行预判找到正确的原因，再进行纠正[5]。

4 结语

总而言之，顶管技术具有加快工程施工的进度、缩短施工面积、不需要复杂的设备、技术操作简便、占地空间小等优势作用，对此施工团队可以通过做好前期规划、使用合适的施工方法和施工器材、对顶进施工的偏差值进行校准、科学实施顶管施工的流程等措施来改善顶进施工的质量，并根据实际需要来对土压平衡封闭型法、水平衡封闭型法、人工开放型法等方法进行选择使用，从而将顶管施工技术的优势作用进行充分发挥。