浅析市政道路雨污水管顶管施工技术的研究

宋震

上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司青岛分公司 山东 青岛 266011

在市政道路工程施工过程中，排水工程施工是其中非常重要的施工环节，直接关系到市政道路工程的使用稳定性以及城市内部的水体排放质量。在市政道路雨污水管道施工过程中，顶管施工技术是其中比较常用的施工技术之一，相比于传统的施工技术而言，通过顶管施工技术的应用，对地面以上的正常活动产生的影响相对较小，属于一种非开挖型的工程施工工艺，在工程施工过程中对整个施工流程控制比较严格，可以保证地面以上交通的正常通行，防止对人们的日常出行造成严重的影响。通过雨污水管顶管施工技术的合理应用，在一些城市内部穿越公路设施过程中，可以明显降低开挖施工作业量，进而可以节省施工时间和成本投入量，在整个施工造价方面可以得到全面控制。因此，市政雨污水管顶管施工技术在我国各大市政道路，排水工程施工当中应用非常普遍。

1.工程概况

针对我国某城市一处市政道路雨污水排水工程建设施工展开分析和研究，为了充分满足该城市的建设发展要求，城市内部正在大力建设市政道路雨污水排水管道工程，同时在工程施工过程中需要穿越既有道路等。由于受到地面以上基础设施所产生的影响，需要通过使用顶管施工技术来加以处理。除此之外，在本段市政道路雨污水管道施工过程中，施工区域位于地质条件相对不是非常稳定的软土层结构之上，土质条件主要是以淤泥、粘土条件为主，同时地下水的埋深相对较浅，污水管道埋深较大。在工程施工当中需要尽可能避免对地面上的基础设施建设造成不良影响，同时缩短管道线路施工长度。在设计工作当中通过提出顶管施工技术来保证整个雨污水管道工程施工的顺利开展,其中顶管直径DN400—4500、埋深3m，周围不存在障碍物。

2.顶管施工技术前期准备工作

顶管材料在选用过程中需要选择耐腐蚀性更强、稳定性更高以及强度更大的材料，并且在顶管施工之前需要有效做好前期的调查工作，需要对施工区域范围内的地质条件以及地下其他管线的部分情况加以了解，保证后续管道工程施工的顺利进行。

2.1 平面设置

在平面设计工作当中主要包含了自动控制室设置、起重装置、弃土坑以及注浆系统布置等。在使用顶管施工技术之前需要在前井内部设置反立架千斤顶、顶板设备以及发射架等相关顶进施工基础设施，工作井边缘位置需要安装下井扶梯方便施工人员的后续操作。

2.2 顶管入洞位置和土体加固处理

为了有效保证顶管机械设备在出洞过程中的安全性，需要在入洞的位置对土体结构进行充分加固，在加固处理工作中分为以下几种类型，第一，施工高压旋喷桩对混凝土的后背墙体进行加固；第二，为了有效防止顶管机械设备，在出入预留洞口过程中产生泥水流失现象，同时顶进工作过程中泥浆不存在流失现象，需要在工作井的洞口位置设置出必要的止水设施，以此来保证后续工程施工的顺利开展[1]。

2.3 顶管施工设施

在本段市政道路雨污水管道工程施工过程中，由于受到施工区域地质条件因素的影响，顶管顶进施工需要在淤泥和粘土层当中来加以开展。在工程施工现场不能使用明沟开挖的方法来进行埋管施工，同时管道沿线位置没有其余的障碍物，则顶管管道施工是最理想的施工方法，施工管道直径大小在800mm。在此基础之上需要根据管道材料的规格尺寸大小，以及顶替施工过程中土体压力，对千斤顶尺寸和规格进行准确设计。

3.顶管施工的具体工序以及施工方法

在顶管施工过程中，主要的施工流程为包含测量定位、安装管节、设置顶铁、工作面开挖、管内运土、土方提升、弃土。其中布设顶铁工作中还包含了顶、停顶退程、加顶铁和顶进完成等工序。

3.1 止水圈的使用顶管施工顺序

在本段市政道路雨水管道工程施工过程中，施工人员通过使用泥水平衡型顶管机进行详细观察和分析，顶管机在经过洞口位置达到土体内部条件下，如果顶管机之间的空隙如果没有进行密封处理，很有可能会出现渗水和漏水现象，会直接造成开挖工作面土壤的平衡性下降，很容易造成泥水流失状况，造成顶管机械设备四周的土壤出现流失，最终会出现洞口的土体大面积塌方。因此，为了有效防止这一问题的产生需要在洞口位置安装密封性能更强的止水圈，防止出现泥水大量流失现象。止水圈主要是通过橡胶圈压板以及压环等结构所组成，在安装止水圈过程中，首先需要将膨胀螺丝进行充分固定，然后需要将橡胶圈直接套在膨胀螺丝表面然后进行加固处理，需要将压环直接压入到橡胶圈的最上端；最后需要将压板压环使用螺丝进行充分固定。正常情况下压板需要保证超过36块，可以有效保证沿着直径方向可以进行小于50mm的移动范围，进而可以对橡胶圈的压紧程度进行有效控制[2]。

3.2 润滑材料的使用

在顶管施工过程中润滑材料的使用非常关键，通常情况下会选择粘土和膨润土材料将其制作成泥浆液体。如果是膨润土加工所形成的润滑材料，泥浆的浓度大小需要控制在5%～15%之间，膨润土的泥浆需要随着顶管机械设备缓慢移动，进而可以形成一种环状连续性浆套结构。在出动过程中如果洞口的主体结构稳定性较强，可以保证润滑材料的浓度得到进一步控制和降低，在距离洞口6m左右位置时，通过使用清水保证泥水的压力降到最低，有效防止正面土体压力所产生的影响。

3.3 注浆减阻技术

在顶管施工技术的应用过程中，注浆减阻技术是其中一项非常关键的施工技术方法，该项技术主要是基于泥浆压注施工来触变泥浆，将顶管四周的空隙得到充分提升，然后有效建立起一种泥浆式保护套结构，可以起到良好的底层支撑效果，有效降低地面沉降量同时还可以进一步控制顶径过程中的阻力大小。通过注浆减阻施工技术的应用，在长距离顶管施工过程中作用效果非常明显，可以进一步降低顶管施工难度，提高市政道路雨污水管道的施工效率和质量。

3.4 顶进偏差校正处理

在管道顶进施工过程中，通常情况下会存在大约10mm的管位偏差，在此条件下需要对管道位置进行有效调整。校正偏差需要缓慢进行缓慢使用管道复位，不能强制性进行调节，如果在施工过程中管道存在高程和方向上的偏差，都需要对大的偏差进行进一步修正。在偏差校正工作中需要尽可能保证小角度缓慢进行顶进，如果顶管机的端头出现旋转现象，则可以使用管道内部相反方向添加重块的处理方法来进行处理。

3.5 挖土校正

在管道顶进施工过程中如果顶进偏差值范围在10～25mm之间，则通过挖土校正是最好的处理和选择方法。在管道的设计中心左侧区域，可以通过使用管道中心右侧超挖施工方法来进行校正，偏向管道中心一端的位置就可以不用进行土壤挖掘，通过这一方法可以在后续的管道顶进工作中，逐步校正到管道设计的中心点位置。

3.6 顶部校正

如果在顶进工作过程中出现顶径偏差量过大，无法使用挖土的方法进行解决时，则可以使用方木或者圆木，将一端直接顶到管道偏向到管壁位置，另一端可以直接通过支撑的方法使用木板进行支撑。在此工作当中可以使用千斤顶利用所产生的推动作用，保证管道的顶进位置得到有效调整。

4.开挖顶管井工作中的相关注意事项

4.1 开挖施工注意事项

第一，顶管需要使用一台抓斗挖土设备来进行工作；第二，在开挖工作过程中需要预留出合理的土方，方便后续人工开挖施工，避免基础底部的土壤受到明显的扰动。第三，在开挖工作中，如果出现地址异常问题或者实际施工和图纸设计之间存在较大的差异性，则需要和监理人员人员以及相关设计工作人员之间取得及时沟通，经过协商之后进行有效处理。第四，在开挖工作当中必须要时刻保持警惕状态，需要及时对土体质量以及开挖尺寸大小进行检查，要严格依照工程施工图纸，对边坡位置进行压实和整修，基坑底部位置需要顺着周围地形条件将坡度大小设置为2%角度，需要具有积水坑同时积水坑的深度比周围高比深度深500mm，需要保证积水坑当中的水可以及时排放到排水沟当中。由于该地区夏季和秋季的降雨量相对较大，因此必须要有效做好防雨水冲刷问题，避免雨水过大对边坡形成严重冲刷，同时对基础部分的土壤造成严重的侵蚀。

4.2 顶管井施工注意事项

在完成土方开挖工作之后可以对顶管井进行施工顶管井，施工过程中主要包含钢筋施工模板施工以及混凝土施工等关节。在本次工程施工过程中针对顶管井施工注意事项进行重点研究，对于钢筋工程施工而言，在遇到洞口和相邻墩墙时必须要根据工程施工要求进行加强处理钢筋材料，受拉区域相同的截面位置、钢筋材料、接头数量需要低于钢筋材料总数量的50%，并且需要在接头位置保证相互错开施工间距，需要超过40倍的钢筋直径，同时对于接头和相邻钢筋之间的径间距大小，需要比混凝土骨料的最大颗粒直径。模板施工过程中需要使用钢管构件来作为支撑，在对模板进行制作和安装过程中，必须要根据混凝土振捣和混凝土浇筑施工标准来加以开展模板，接缝位置需要保证充分严密和平整，确保混凝土浇筑施工过程中不会产生明显的漏浆问题。在混凝土强度和设计要求相符合的条件下，可以直接将模板拆除，在模板施工过程中需要先将后支模板进行拆除，然后再将先支模板进行拆除，需要先拆除非承重的，在针对混凝土井壁浇筑施工当中，需要从两侧区域逐渐向中间位置进行浇筑，防止模板出现吸水膨胀问题，引发混凝土板产生变形和弯曲现象。

5.结语

综上所述，在市政道路雨污水管道工程施工过程中，顶管施工技术在其中发挥出的作用非常明显。通过顶管施工技术的合理使用，降低了雨污水排水管道的施工难度，并且对既有道路所产生的影响相对较小，整个工程施工效益非常明显，实现了工程建设更高的经济效益和社会效益，推动我国城市化建设不断朝着更高目标上发展。