市政管道施工中顶管技术的应用与分析

朱文慧

天佑德建设咨询有限公司 山东潍坊 261041

1 顶管技术相关分析

1.1 顶管技术概述

顶管施工是一种少开挖或无开挖的施工。在城市内部的管道施工项目中，通过顶管施工，无需从地面上挖坑，而是通过液压钻孔设备向坑中顶进，钻出承窝，顶入管道并运走剩余土方，顶进过程随时监测管道坡度是否满足设计要求，当顶按次序陆续顶进剩余管道，并按设计要求做法连接管道。按计划设计开挖必要的作业井，沿管道另辟接收井，在井后打造坚固的底座。由于这种顶管施工，一般使用的是从线至点的施工面，因此占地不大。通过顶管施工，基本不影响地面运动及正常交通。另外，顶管施工已应用在地下、水下领域的深层管道施工领域，且能够安全穿越复杂的陆地建筑物、河流或铁路等。

1.2 顶管技术的优势分析

对于顶管技术在市政给排水管道施工中融合运用而言，在具体的工程进行中，所包含的优势主要有以下几方面的内容：一是可以保障工程施工不受各类天气的影响，在各类恶劣天气的影响下，工程依旧能够正常地进行施工。这一特点的存在可以保障整个施工的工期不会在各类恶劣天气的影响下出现无限期延长等问题，保障了施工周期得以缩小的明显特点。二是对施工区域附近的植物以及建筑设施都要实现较好的保护的作用。由于顶管技术在市政给排水管道施工中的使用具有明显的施工区域，较小的范围内也能正常施工以及可以进行点伏施工的特点，因此在进行施工的过程中，就可以保障施工区域内以及附近的环境、植物以及建筑设施等都能得到较好的保护工作。三是在缩短施工周期的前提下，明显提高施工质量以及整个市政给排水管道施工工程中的施工效率，最终保障整个施工环节具有较高的经济性能和安全可靠性[1]。

2 市政管道施工中顶管技术的实施操作分析

2.1 顶管的选择

顶管技术的关键在于对顶管的应用，而不同的地质环境、施工规模，对顶管材料的要求也是不同的。在市政给排水管道的施工中，以往较多选用的钢筋混凝土管道，这种管道具有强度高、刚性好、耐用性强等特点，不仅适合作为地下管道应用，也能很好的适配顶管施工技术的应用要求。现常用的是离心球墨铸铁管，污水有污水专用离心球墨铸铁管（内衬高铝水泥离心球墨铸铁管），随着工程材料的推陈出新、材料选择的多样化，在部分工程中，钢质复合管道的应用率也在逐步提升。在确定管道材料之后，还需要根据市政给排水工程的具体设计图纸、施工方案，对管道的直径、长度进行明确。在管道直径的选择方面，首先需要考虑给排水工程的施工建设规模，即对管道未来所支撑的给水、排水流量进行预测和设计，再结合对管道材料刚度、承载力的考虑，选择合适的管道直径。其次，要设计好顶管长度。因为不同的地质、路况，管道系统在土层中顶进，需要管道承载一定的荷载。如果顶管过短，会导致管道安装、连接施工次数过多，无法发挥顶管施工技术的优势；如果顶管过长，会增加荷载，不能很好的控制顶管路线和行进方向的准确性，导致管线偏移或不合格，严重的会导致返工、路面塌陷等严重后果，质量无法保证。需要考虑现场实际环境以及具体施工要求，对顶管的长度进行合理控制。

2.2 前期的准备

在市政管道施工前，应做好材料、设备、工具、辅助材料的准备。在平面布置方面，要对自动控制系统、起重设备、顶进设备、材料堆放等方面进行准备，要在面积有限的施工现场合理划分各个设备安装运行区域、工作井区域、材料堆放区域以及人员设备的活动路线，确保施工开始之后现场按照既定审核后的施工方案进行顶管施工。从顶管施工本身的角度来讲，顶管施工中会对周围土体产生较大的荷载，在顶管机械后靠位置以及进出洞口位置，为了避免受力严重失衡而出现较大的位移、坍塌问题，为了满足顶管机械的正常作业要求，需要对这些位置的土体进行喷锚加固，可以有效提升后靠土体、进出洞口附近土体的稳定性，为施工质量的把控奠定可靠基础[2]。

2.3 顶管的应用

顶管技术在市政给排水工程应用时，首先需要根据图纸核实平面位置之际标高，根据施工方案确定顶管井和接收井。顶管井一般采用的是钢混结构，按照结构形式可以分为沉井和护壁井，其中沉井截面形状为长方形，护壁井多做为圆形。其中，地质条件较不好及深度较深的情况下，一般是做沉井，但造价较高，施工工期也较长。顶管井和接收井的选择，一般是根据现场地质条件、施工规模而定。在确定顶管井之后，随既实施穿墙施工环节。将专用设备顶出井外，安装穿墙止水系统。也就是在管内填满压实的纸筋黏土，或低强度水泥拌合土，可以起到临时挡土、阻水的作用。为了保证穿墙孔外部土体足够稳定，需要对这部分土体进行灌浆加固。在顶管施工中，顶管出洞是十分关键的环节，施工前需要全面检查设备状态和管道状态，检查密封体是否安装到位，注浆设施是否能正常运转。在顶进施工中，注浆护壁技术的应用尤为重要，也就是在顶进过程通过在顶管与周围土层间隙中注入混凝土浆料的方式，起到保护管道、加固管道周边土壤稳定性的作用，同时还能有效减少地面沉降以及减小管道顶进与周围土壤摩擦系数加快施工进度[3]。

3 结语

综上所述，在现代城市建设中，市政给排作为不可或缺的基础设施之一，在繁荣发展城市方面意义深远。虽然给排水施工极为复杂，但是通过顶管施工可大幅度提升给排水专业水平。同时在给排水施工中，通过应用先进的顶管施工，还能在控制建设质量的条件下，有效降低成本，给市政给排水单位带来更大的效益。