市政工程建设中顶管工程技术的应用

敬 杰 珠海汇炬项目管理有限公司

1 前言

作为我国城市建设最基本的建设工程，市政工程的整体建设质量会对人类的生活环境以及生活质量产生一定的影响。城市排水设施中顶管工程的技术应用，能够全面改善当前我国工程建筑过程中出现的问题。由于顶管技术的建筑施工成本较低，且适应能力较强，因此，逐渐成为排水设施施工过程中重要的技术手段，并在市政工程中广泛应用。

传统的管道施工方式是将道路完全封闭后开槽施工，这种施工方式影响了道路的交通运输质量，同时会对周围环境产生较大影响。现在顶管技术的全面应用，弥补了传统建设方法中的不足，减少了对地面的破坏程度，并且保障建筑时期道路能够正常使用，减少对交通的影响。

2 顶管施工技术的概念

顶管施工技术是一种非开挖的施工技术，主要是指在不开挖地面的条件下，完成地下管道、地下管线以及地下电缆的铺设等工作，同时在一系列管道铺设完成后，还要为后期的施工修复以及障碍物穿越提供多样化的帮助。

在顶管技术施工过程中，施工流程的第一步是开挖工作井，工作井开挖完之后，在工作井内固定支座并且安装液压千斤顶，然后再利用固定支座的反作用力，向土体中顶进管段。在顶进过程中配合地层开挖工作，完成管段的延长以及穿越障碍物等内容，从而到达接收井中。

城市市政工程在顶管技术的应用下，能够改善传统的地面开挖建筑模式，保障城市设施建筑的质量，同时还能够加快管道敷设的速度，解决城市污水排放的问题[1]。

在实际施工过程中，首先应加强对非开挖顶管施工的认知度，强化工程与地面土层之间的变化，加强固定回填土地段的优化工作，避免土层下降等现象发生。

其次，应加强监测管内有毒气体含量的定时监测工作，如果监测到管内有毒气体较多，须结合通风装置将管内有毒气体排放。管内之所以会出现有毒气体，是因为土层下面存在淤泥层，淤泥层中腐烂的动植物本体会释放有毒气体，有毒气体会顺着管道进入管内，从而对管道建筑施工人员的生命健康带来危害。

除此之外，在顶管技术应用之前，应确保工程周边通信、电力、上水、排水、煤气等一系列管线能够正常的运营，保证工程周边居民能够正常工作、生活。强化顶管工程施工路线的基础设施建设，在基础顶管顶进之前，需采取加固措施保障顶管工作的质量。

3 市政工程施工中顶管技术施工的要点

3.1 施工现场的实际勘察工作

在顶管施工技术施工之前，应开展对地下管线的勘察工作，虽然顶管技术在施工设备使用过程中能够对管线铺设、管道顶进提供多样化的技术设备，但是在实际工作过程中，提前查明地下管线的铺设方向仍然是较为重要的工作。确定地下管线的走向，能够保障人们通讯、电力、上水、下水、排水、煤气等管道的安全运营，从而保障大众的生活不受影响。

虽然顶管施工技术可以不开挖土体进行管道敷设，但是对土体的构造、水文以及地下管道的情况应加深了解。在顶管施工之前，要做好现场实地踏勘工作，确保顶管排水施工的顺利进行。

在施工区域内，各施工单位应加强地质情况的勘查，了解土层构造、水文情况，确保顶管施工技术在施工过程中不会受到较大的阻碍，同时保障工作面内其他管线的施工作业有序开展。除此之外，还要加强对工作坑的勘察工作，确定工作坑的位置，采取符合施工建设方向的框架对工作坑给予一定的支撑，保障顶管工作顺利地进行[2]。

3.2 顶管的选定工作

在开展市政工程顶管施工作业时，应严格把控顶管的质量，顶管的质量选择要结合顶管的直径及长度进行参考。选择顶管直径时，应满足顶管作业对顶管直径相关的实质性要求，在满足建筑工程要求的情况下，选择符合建筑工程要求的顶管进行建设，从而为工程造价提供保障，避免出现成本浪费的现象[3]。

在顶管选用过程中，应探究顶管所需承受的压力负荷，并以此选择顶管的材质。顶管材质包括顶管的壁厚、外径以及一系列钢筋配置等；在选择顶管长度时，应按照顶管直线顶进过程，根据实际建设长度选择相对应的顶管长度。在选择过程中管节长度越长，进行接管的次数越少，顶管建设的质量就会越好。

选用长管节虽然在建设过程中拥有较强的应用优势，但是也存在着一定的应用弊端。长度越长的管节在后期的修复工作中，难度会更大，同时管节长度的增长，会导致顶管井的尺寸增大，因此，也会对工程投资费用产生实质的影响，进而导致工程费用增加[4]。

3.3 顶管井的设定

市政工程施工过程中，对顶管作业产生实质影响的就是顶管井的设定。合理设定顶管井，能够保障顶管工作排土、钻进、顶进等工作的质量。顶管井可以根据使用用途的差异性划分为工作井以及接收井，在顶管井设计过程中，应确保工作井以及接收井之间的间隔。顶管工程施工现场图如图1所示。

在顶管井建设过程中多采用钢筋混凝土沉井、SWM工法井、钢板桩等支护形式，并且将其分为单排孔井结构以及双排孔井结构等。在工作井建设过程中，工作井有圆形及矩形等多样化的建设形状；圆形结构承受土压力荷载能力相对较好，实际施工中接收井通常是矩形井。因此，在顶管井设置过程中应根据工程整体设计，加强井的支撑布设工作，从而增强结构性能，提高顶管井的使用质量[5]。

3.4 施工作业的要点

顶管技术拥有多样化的施工特点，在进行穿墙作业时应做好全面准备，保证穿墙作业能够准确、迅速完成。在穿墙工作制定时，应根据建设项目的实际特点，制定全面合理的穿墙方案，同时在穿墙管内填充密实性较强的物质，以保障管道有暂时防水能力；此外，对穿墙管道附近的土体进行注浆加固，从而提升土体的整体强度[6]。

在顶管出洞整个过程中，要保障顶管出洞的工程质量，为顶管作业提供多样化的控制点，应将工具管归零避免顶管出现倾斜问题，同时在工具管下方墙壁处应布设支撑，如果出现倾斜情况时应及时使用主顶油缸加以矫正。

在顶进阻力减小过程中，主要结合减阻泥浆的方式完成，在超长距离顶进中运用尤为广泛。通常情况下，顶管掘进机的外径尺寸比管节外径要大，当顶管机在土层中顶进时，能够使管节外围形成一定的空隙，如果抓住此特点迅速在空隙中注入触变泥浆填充，能在整体管节的外围形成一个较为完整的泥浆套，从而减少摩擦达到润滑的效果。完整的泥浆套能够从根本上起到支撑土层的作用，并且使泥浆套始终保持在顶管的终点，因此顶进的阻力将会减小，从而减少中继间的使用指数，加快顶管的顶进速度。

4 市政工程施工中顶管施工技术的应用措施

4.1 强化前期准备工作

在确认前期一系列基础建设内容后，根据实际建设的内容以及特点，开展基础工程的平面建设工作。平面建设工作主要包括控制室建设、起重机械的引进、管材的堆放点建设、膨润土堆放点的建设、拌浆系统的优化、弃土场等设施的建设，同时还应加强工作井内背墙、主顶油缸、顶铁、导轨等辅助设施的建设。

在建设的过程中应针对自身顶管工作的实质特点合理设置爬梯，设置爬梯的目的就是为工作人员的出入提供便利。在实际施工过程中，为了保障施工作业的顺利开展以及施工的整体质量，各单位应加强对工作井的背靠土体以及进出洞口位置土体的加固处理工作，加固的目的是为了避免出现土体塌方现象，并且在洞口适当位置还应设定止水装置，从根本上避免在管道顶进过程中出现泥浆流失的现象，同时在施工过程中，还应注重钢筋混凝土施工质量，从而保障顶管作业稳步进行[7]。

4.2 加强技术投入

随着我国科学技术的不断完善与综合国力的不断提升，在市政工程实施顶管工程技术应用时，应全面遵守当前的建设标准，根据当前建设的实际需求，通过多样化的手段，提升自身的顶管技术应用，与此同时，辅以信息化技术应用，不断完善与优化顶管设备，保障设备的先进性，提升顶管技术，使其能够符合当前建设的实际需求。

在工程建设中持续应用发展顶管技术，并且以顶管技术的应用发展作为向导，引进优秀的顶管技术人才，是保障顶管技术在当前市政工程应用优势的前提。并且，在技术应用过程中，各单位应加强技术的宣传力度，强化顶管技术在市政工程应用中的重要性，从而为我国顶管技术的优化与发展提供多样化的渠道[8]。

除此之外，我国还应助力研发符合顶管技术需求的设备。虽然我国拥有顶管设备生产机构，但是在设备研发以及质量优化投入不及国外，针对此问题，国家应提升重视度，强化设备的生产与完善，能够符合当前建筑应用需求，从而全面提升设备研发进展，为我国科研工作的进一步推进提供基础。

4.3 提升施工人员的专业素质

随着我国科技的不断发展与我国城市化进程的不断加快，在我国市政工程建设中对于人才的需求量逐渐加大，同时对于人才质量的要求不断严格，在市政工程顶管技术应用过程中，各类技术人员应提升自身的专业技术水平，在施工过程中保障施工能够按照相关规定顺利推进，强化顶管技术的应用质量。

首先在施工现场开展技术探讨时，施工人员应根据现场实际情况以及施工要求进行技术交流与沟通，在交流沟通中，对容易出现施工漏洞的地方应重点关注，应提前制定出解决方案，从而为工程的整体建设质量提供保障。

另外，各单位施工人员应注意在施工过程中严格遵守施工操作规范，避免在施工时出现安全风险问题。相关技术人员应根据施工现状及时对施工人员进行监督与指导，从而保障施工人员的生命安全[9]。

4.4 强化现场施工管理

市政工程在建设过程中会产生大量的建筑垃圾以及污染物，因此在建筑完成后，应及时清理现场建筑垃圾以及污染物。此外，在设备安装之前，应对设备进行检修清洁，为设备的后续工作优化提供保障。

设备在使用过程中容易受季节变化的影响，因此气温较低的工况会引起管道内结冰，此时需要采用管内加压的方式改善管道内结冰情况，在管内加压过程中，应结合施工方案保障施工安全[10]。

5 结束语

科技发展为我国市政工程建设提供了多样化的建设渠道以及建设方法，顶管工程技术在市政工程建设中的全面应用，不仅能够展现出自身的应用优势，还能够根据市政工程的质量要求为其提供多样化的技术参考。

当前顶管工程技术已经成为我国市政工程建设中不可或缺的部分，因此科技时代发展背景下，强化顶管技术设备的应用，加快顶管设备的研发，是保障顶管工程技术应用的重要前提。