市政给水管道顶管施工技术的应用

张洪滨

兰州城市供水（集团）有限公司 甘肃兰州 730000

随着近年来城市化进程加快，市政给水管道施工项目也不断增多，常规给水管道施工技术会对道路、建筑物及地下设施带来较大损坏，严重时还会影响城市交通。顶管施工技术是一种广泛应用于市政给水管道施工技术，具有较强适用性，但同时顶管施工技术存在较高施工难度，对施工人员专业性要求较高，如何强化市政给水管道顶管施工技术应用效率与质量尤为关键。为更好推广顶管施工技术在市政给水管道施工中应用，对顶管施工技术要点和流程做深入分析探讨十分必要。

1 顶管施工技术简述

顶管施工技术也被称之为不开挖管道敷设技术，可以在管线沿线设置工作井和接收井，工作井内设置后座，起到吊进顶进钢管、千斤顶和混凝土管作用。另外，还可以将照明、泥浆管和油管等连接，通过压浆系统形成泥浆套，以确保管道可以顺利通行。顶管施工技术工作原理是借助井中油缸所产生顶力将预制管材顺利顶入到土体，在顶进过程中通过机械或人工可以将管道内土体清出，最终实现埋设管材目的。就顶管施工技术应用优势来说，其主要有三方面显著优势，一方面是在施工过程中地面活动不受到影响和限制，且施工过程中已有管线和构筑物也不会受到影响，可以正常使用，产生噪音和振动较小；另一方面顶管施工技术是一种以点为主施工工艺，仅需要占用较小面积即可开展施工，不会对其他道路、建筑物及地下设施产生影响。

2 顶管施工技术在市政给水管道施工中的要点

2.1 顶管施工前的准备工作

待确定使用顶管施工技术后，施工单位要组织相关人员进入施工现场，开展全面地质地形勘察工作，尤其是要对施工现场地质情况、土壤种类与物理性质、地下水位、地表水进行重点勘察，明确施工过程中重点与难点，确保施工方案具有可行性和可操作性。通常顶进作业需要在工作坑水位降低至基底以下0．5-1．0m进行，实际开挖工作坑时要重点做好排水和降水系统[1]。待正式施工时要对一些极易出现失稳、方向偏移施工面进行防护处理，避免在施工过程中出现路面下陷、开裂及隆起等不利情况。

2.2 顶进设备的选择与调试

往往较多工程地质含有一定故腐蚀性，因而实际选择顶进设备应优先选择钢筋混凝土，在顶进管制作时要对配筋和应力进行科学计算，确保顶进管无论是强度还是韧性均可以满足施工需求。为方便施工人员可以在顶管上方完成施工作业，通常顶进管道直径需要控制在500mm以上，长度则要遵循越长越好原则。整个顶管施工过程中所使用机械设备主要有顶铁、运土设备、千斤顶和高压油泵，为确保施工顺利进行，要对所选用设备型号、规格及工作质量进行全面检查确认。待顶进设备安装完成后，即可开展调试工作，调试过程中逐步加大油缸压力检查千斤顶是否存在异常，并推动顶管管身测定起动推力，试顶工作要安排专人负责，尤其是要对油泵开启后运行状态进行即时检查。

2.3 通风系统的设置

通风问题是顶管施工过程中必须予以充分重视问题，往往施工人员会因为长时间在管道内工作而出现氧气不足情况，同时管道土层所散发有害气味也会对施工人员身体健康产生影响。因此，在顶管施工时即需要合理设置通风系统，常用通风系统有抽风形式、鼓风形式及抽风联合鼓风通风形式，可以根据具体施工需求选择。

3 市政给水管道顶管施工技术应用流程与要点

3.1 穿墙施工

在穿墙施工中为有效避免施工过程中水对管道产生影响，可以先在穿墙管道内封填低强度水泥粘土拌合土填充料，确保管道密实。待穿墙穿孔施工时要先在穿墙管外部开展注浆固结施工，通过增强管道强度来避免管道损坏。待所有前期施工完成后即可以将工具管迅速推入，此过程要合理控制施工时间，并有针对性地做好防护措施。

3.2 顶管出洞

顶管出洞是顶管施工过程中尤为关键环节，需要注意施工要点较多，必须予以充分重视。总来说，在顶管出洞施工时要做好以下几点工作：①顶管出洞时要特别注意洞口土体质量，确保开挖面具有足够稳定性，必要时可以根据施工特点加固洞口土体，比如可以采用注浆法来加固洞口土体；②顶管出洞顶进过程中要逐步加压，施工人员要对管道所受到应力值进行时刻观察，一旦发现应力过大则要立即采取相应措施；③顶进过程可以直接影响顶管施工质量，实际施工时可以将液压千斤顶作为主顶，顶进时控制速度，初期要缓缓进行，待管道与后方严密结合后可以加快速度[2]。另外，顶进过程中要时刻关注油路压力，一旦发现油路压力异常立即停止顶进；④如果选用机械设备进行除土，则务必要防止掘进机穿墙时下跌，必要时可以采用保留洞口下部顶留缝隙砖墙方法开展施工。

3.3 中继间设置

中继间设置属于长距离和超长距离顶管施工关键装置，通过将顶进管道分为数段并增加油缸，分段向前推顶，可以分散千斤顶顶力，实现一次顶进长度目的。在设置中继间时技术人员要严格按照施工现场地质情况合理计算推进力，同时要预先制定中继间与管道焊接方案，确保中继间与管道无渗水和漏水情况存在[3]。除此之外，在确定中继间型号、数目及位置时要给予充分重视，确保顶管质量和顶进速度。

3.4 注浆施工

为保证管道护壁能力，确保管道周围土质平滑和齐整，施工人员需要对施工周围土壤进行注浆处理。注浆材料可以优先选用高分子聚合物和膨润土泥浆，以便可以取得良好润滑作用，同时当浆液深入到周围土体后可以起到加固土体、减少土体变形作用。实践应用发现，通过注浆处理可以很大程度上减少顶进过程中管体所受到摩擦力，管道周围土体得到支撑后可以降低施工地面沉降危险。

4 结语

顶管施工技术在市政给水管道施工中有良好应用效果，用时鉴于顶管施工技术要求较高，实际开展施工时要重点做好前期准备工作和施工流程控制，尤其是要做好顶管出洞、中继间设置及注浆处理等工作，以保证和提升施工质量。