顶管施工技术在市政工程中的应用

王凤芹

1.市政工程中顶管施工技术概述

1.1 优点分析

在市政工程中应用顶管施工技术，可以有效避开地面开挖，最大限度保证城市的本来面貌。顶管施工技术的应用具有控声降噪的特点，地下顶进的方式对施工区域周边环境造成的影响是非常小的。与其他施工技术相比，顶管施工技术不会大规模破坏地面、土层结构，在具体施工过程中对生态环境造成的影响相对较小，技术实施过程中体现出较强的生态性。顶管施工技术的应用，以其节能降噪、破坏力小等特点实现了降低工程造价的目标，缓解了地方政府资金压力，是一种能实现地方政府、施工单位共赢的施工技术[1]。

1.2 缺点分析

在市政工程中应用顶管施工技术，顶进过程中如果遇到多曲线组合的施工情况，会增加施工难度。同时，当土壤空隙中水分、空气含量超标，在土质偏软的情况下，顶进的精确度会受到影响，可能会导致后期施工过程中地面发生沉降问题，影响整体施工质量和进度。顶管施工技术的应用，对环境的要求也比较高，在空气中水分含量、地方降水量较高的情况下，土壤的稳定性会受到影响，不仅影响顶进精确度，甚至会带来一定安全隐患。所以在具体施工之前，施工单位需要应用其他技术处理好土壤问题，如排水固结法等。

1.3 应用范围

在市政工程中，顶管施工技术并非适用于所有施工当中，确定好顶管施工技术的应用范围是非常重要的。例如在施工区域周边建筑较为密集的情况下，为了降低地面开挖对周边环境造成的影响，可以使用顶管施工技术进行管道施工。在施工区域内土壤粘性较大或土壤为粉质土壤的时候，应用顶管施工技术较为适宜。值得一提的是，如果施工区域内土壤中含有较大固定物如石块、混凝土等，是不适合使用顶管施工技术的。

1.4 施工原理

顶管施工技术是一种专用于埋设管道的施工技术，通常被应用到给排水管道工程中。在具体施工过程中，施工单位需要通过顶进设备将管道顶进到坑中。在顶进的过程中，施工单位应考虑工作坑的坡度，以及坑壁与管道的摩擦力，必要的时候可以采用分节顶进的方式。在管道推进的过程中，推进力主要来源于管道层、中继层以及主顶油缸层，结合掘进机开展管道的预埋工作。

2.市政工程应用顶管施工技术需要注意的问题

2.1 规划好管道路线

与传统管道施工技术相比，顶管施工技术的施工工序虽然比较简单，工作面积也更小，但是在施工之前施工单位还是要考虑到各种影响施工的因素，结合施工区域周边建筑分布的情况，规划好管道线路，提高顶管施工技术的应用成效，避免施工过程中顶管施工技术对周边建筑造成破坏和影响，提升市政工程管道施工合理性以及科学性。

2.2 制定科学的应用方案

在应用顶管施工技术之前，施工单位要对每一项施工步骤有良好的把控。首先是确定管线的质量，综合考虑管线的长度、类型以及材质等因素后，再开展铺设工作。管道的辐射范围还要受土壤结构、地质结构的影响，所以这也是施工单位需要重点考虑的问题，在具体施工之前施工单位需要安排技术人员对辐射范围内地质结构、土壤结构进行调查和分析，为顶管施工技术的应用创造良好条件。

2.3 合理使用管道顶进技术

使用管道顶级技术的过程中，施工单位需保证顶进工作符合相关要求，控制好管道顶进的速度。钻机入坑前，技术人员要排除钻头与地下硬物发生碰撞的风险，避免钻头在钻进过程中下坠、掉落，影响工程进度。管道入坑后，每顶进一段距离，施工单位就需要安排技术人员进行测量，保证顶进精度。在测量过程中如果出现了偏差，则需要保持好钻机的方向，通过测量的方式分析和研究导致偏差问题出现的原因，最后制定解决问题的方案。当钻机出现在接收井封门位置后，即可以结束顶进施工，并进行下一步的导轨安设工作。钻机经过导轨钻进后，施工单位可以对坑内动力电缆、排泥管道进行拆卸，保证管节与钻机处于分离状态，最终将管节运送到预埋位置。

3.顶管施工技术要点

3.1 选择管道

市政施工中，施工单位需要科学选择管道，以提高管道使用寿命为目的，在降低施工成本的同时强化市政工程的惠民效益。当前，我国市政工程中应用的管道有三种不同的材质，分别是混凝土、塑料、钢，因为管道需要依靠推力推进到预定位置，所以这三种材质的管道在施工过程中可以承受强大的推进力，不过不同材料管道的承压能力是不同的。市政工程中管道主要用于生活、工业污水排放，污水中可能存在大量化学物质，对管道会产生腐蚀作用，所以在选择管道的过程中，施工单位要考虑污水对管道的腐蚀情况。在选择管道长度时，施工单位要考虑施工区域内线路长短、弯曲以及地质条件。例如线路较长但完全较小的线路，施工单位应选择较长的管道[2]。

3.2 顶力

将顶管顶进到拟定位置，需要依靠强大的推力，在市政工程中应用顶管施工技术主要通过油缸、顶铁、千斤顶等设备实现顶管顶进。在具体施工过程中，施工人员要考虑管道材质问题，如管道长度、管壁厚度等，结合施工区地质情况合理计算出定理，有效控制施工。在管道直径较大的情况下，管道与土壤的摩擦力越大，所以所需的顶进顶力就越大，需要通过施加顶力的方式克服摩擦力对管道顶进的影响，确保管道被顺利顶进。在顶进过程中，施工单位要有意识地控制顶力大小，例如在顶力超过管道材料承受力的时候，可能会出现破裂、变形等情况，不但加大了施工成本，还会影响工期。因为管道埋设于土层位置，所以当管道发生破裂、变形的时候，施工单位是无法第一时间发现的，所以控制好顶力是非常重要的。如果在管道破裂的情况下完成项目，后期管道投入使用后很容易对土壤、空气环境造成污染。所以在顶进管道的过程中，施工单位要控制好管线偏差，施工过程中要严格监督管道的顶进情况，如果发现问题立即停止施工，并进行管道纠正处理。

3.3 工作坑

市政工程中应用顶管施工技术，需要使用掘进设备挖掘工作井和接收井，这两种不同功能的井即我们常说的工作坑。在挖掘工作坑的过程中，通常以钢筋混凝土结构为主，一般是通过装配式或现场浇筑的方式进行施工。以装配式施工为例，施工单位需要提前组装混凝土板，在工作井重要位置进行施工，施工单位还需要投入大型的承载设备，保证工作坑可以支撑搅拌桩或其他重型设备。在修建工作坑的过程中，施工方需要严格把控工作坑的质量，保证工作坑质量牢固[3]。

3.4 井顶管

顶管在顶力的作用下出洞，这是顶管施工技术中最关键的环节之一，同样也是经常出问题的一个环节。在首节管道破开工作井之前，施工单位需反复对管线进行调整，避免管道出现倾斜的情况。

3.5 注浆

表示向管道周围空隙位置喷注浆液，浆液以泥浆为主。之所以开展注浆施工，是为了通过泥浆降低岩土层对管道造成的摩擦力，是一种有效保护管道的技术手段。施工结束后施工单位还要对管道周边泥浆做排水固结处理，让泥浆固定在岩土层中，时刻发挥对管道的加固保护作用。

4.市政工程中保证顶管施工质量的策略分析

4.1 严格检查顶管施工

虽然在市政工程管道施工中很多地方会用到顶管施工技术，但顶管施工技术并非适用于所有施工环节。所以在管道施工之前，施工单位要了解施工区域周边交通情况，结合相关影响以及政府部门对环境保护的要求合理规划交通路线。施工单位需要在施工区域周边路口设立标识牌，也可以委派专业人员协助交警指挥交通，并且还要对施工区域的排水系统进行深入分析和研究，制定优化管道施工的方案。在应用顶管施工技术的过程中，如果出现了意外问题，施工单位则需要设立临时管道，避免影响污水的正常排放，对城市环境造成破坏。施工单位还应严格检查施工范围内储备结构以及污水排放情况，根据对施工区域内埋设物情况进行检查和分析，为顶管施工技术的应用提供有力支持。

4.2 优化顶管施工技术

与其他管道施工技术相比，顶管施工技术的应用难度较小，但不能否认顶管施工技术的复杂性，所以在具体施工过程中要加强对顶管施工技术的管控力度。施工之前施工单位应做好检查工作，要认真阅读并审核相关技术方案，并采取合理的措施，为后期顶点施工技术的应用打下良好基础。无论是应用顶管施工技术还是其他管道施工技术，施工单位都应加强对施工人员的技术培训，以此提高施工人员的应用能力，确保施工人员在具体施工过程中有能力将顶管施工技术的优势发挥出来。

5.结语

总的来说，在市政工程管道施工中，施工单位要不断通过应用新技术的方式，减小施工对环境、交通等造成的影响，顶管施工技术是其中之一。将顶管施工技术应用到市政工程中，能有效避免因地面开挖，对城市、生态环境等方面造成的影响，即便有些影响，相对来说也是非常小的。在应用顶管施工技术的过程中，施工单位要提前了解施工区域地上、地下环境并对其进行勘察，做好施工前的准备工作，以保证市政工程管道施工的顺利进行。