市政给排水施工中的中长距离顶管施工技术

刘晓凤

安徽新基建有限公司 安徽 合肥 230088

引言

近年来，我国城市化进程不断加快，对市政给排水系统提出了更高的要求，既要求管道布局的科学合理，还要确保系统运行的安全性和稳定性。然而由于受到多方面因素的影响，市政给排水系统依然存在诸多的问题，这些问题都在极大程度上制约了市政工程的发展。为此，在市政给排水施工过程中，需要对这些问题进行深入分析，提出行之有效的解决措施。中长距离顶管施工技术作为一种新型市政工程施工技术，具有实用性高、功能适应强及应用广泛等优势，在市政给排水工程施工中发挥着非常重要的作用，能够尽量避免市政工程受到环境的干扰，提高施工质量和效率，并确保施工作业的安全有序开展。

1 中长距离顶管施工技术的相关概述

1.1 施工技术原理

中长距离顶管施工技术具体指利用土压平衡顶管机等机械设备来开展一系列的建筑施工作业，其中工作泵所具备的强大油压能够推动机器运行，借助转动的刃口完成土石的粉碎和压实等处理，再由螺旋形的传输轨迹将已压缩的土石带到尾部，这里就完成了管线工程建设的第一部分，即管线的顶进；同时，工作泵的油缸可实现动能传递，形成极大的推动力，让其能够顺利地推动顶管机向前开路，以达到地下管线工程推进的目的。

由于在中长距离顶管施工过程中需要挤压和开挖地下的土石，为确保施工的安全性，施工企业必须重视对施工区域土壤情况的全面分析，即安排专业技术人员前往施工现场，对施工环境的土壤进行取样和检测，结合测试结果来明确土壤是否能够承受土压平衡顶管机的正常运行，这样能够防止由于各种环境因素的影响而损坏到土压平衡顶管机，也避免由于土质硬度的不足而造成新投入的施工通道坍塌，进而有效减少安全事故的发生，降低施工作业中的不确定性[1]。同时，通过提前做好施工现场环境的土壤调查，有利于保证后续管线铺设的安全有序开展。具体而言，对于土壤性质较为软弱的位置，应做好加固处理，或是在路面疏通时使用混凝土等材料来提高土壤的强度，进而让施工现场中的土壤能够承受住一定的地下水压力、路面上车辆和行人踩踏的压强，最终避免路面的沉降。

2 影响中长距离顶管施工技术应用的相关因素

2.1 管材的选择

为确保中长距离顶管施工技术在工程建设中的优势得到发挥，尤其要确保管道性能符合实际的使用要求，这也是保障工程质量的关键参数之一。通常而言，给排水管道应当依据至少30年的使用需求来进行合理设计，加上给排水管道长期埋藏在地下，那么所选用的管道必须具备较强的抗压能力、耐酸碱能力、耐腐蚀能力和良好的密封性，以确保管道的质量可以经受住时间的检验，因此施工企业应当严格把控给排水管道的采购环节，确保购买的给排水管道符合上述要求，以避免给后期工程施工埋下安全隐患。同时，在选择市政给排水管道时，施工企业应充分考虑工程的具体情况，明确所需管道的质量要求，选出对应的管道型号[2]。现在市场上给排水管道类型丰富多样、管道质量参差不齐，这就需要采购人员做好市场调研工作，选择声誉好、性价比高、质量合格的供应商，进而确保给排水管道质量。

2.2 管道承受的压力

在市政给排水管道运转期间，往往需要承受很大的水压。如城市自来水管道在正常运行过程中，就会承受非常大的水压，所以施工企业需要结合工程的具体情况，对管道的管径与长度进行科学评估，以此为依据提出合理的给排水管道建设方案。在城市建设规划过程中，往往需要使用各种类型的管道，如：污水排泄管道、暖气供应管道、自来水供应管道等，不同管道的质量参数和管径存在很大的差距，所以规划人员需要结合工程建设的具体需求，将不同的管道分化成不同的路线，避免管道泄漏问题的发生。另外，不同施工环境中使用的管道类型和材料也有着很大的差异，其中长距离输送路线的管道所承受的压力最大，需要结合最小的荷载压力来计算出管道可承受的压力，从而选择最为合理的管道类型与材质，避免管道破裂问题的发生。

2.3 管道的偏移

在中长距离顶管施工过程中，往往需要铺设很长的管道，但由于受到外部环境、施工操作不严谨等因素的影响，致使管道整体结构发生偏移问题，从而严重影响到管道的对接质量，甚至会导致管道后续使用时发生破裂问题，最终给整个市政给排水工程带来严重的负面影响。市政给排水施工时常会伴有施工人员操作不合理、施工环境复杂等情况，这就埋下了诸多的安全隐患，大大降低了整个市政给排水工程的质量，甚至会引发各种类型的安全事故，从而给企业和社会带来极大的经济损失。基于此，在具体施工过程中，施工单位应当加强对施工人员的岗前培训和考核，确保其充分掌握中长距离顶管施工技术，从而保证施工人员能够严格按照工艺要求开展施工作业，确保施工质量[3]。另外，若土压平衡顶管机的动力不均衡，也会导致管道铺设过程中出现路线偏移的问题，所以施工企业需严格按照设备相关要求进行土压平衡顶管机的安装，做好相应的调试工作，保证该设备顶端的油泵实现稳定输出，不会出现忽大忽小的推力，从而确保设备的动力均衡。

3 中长距离顶管施工技术在市政给排水施工中的具体应用

3.1 施工准备阶段

在市政给排水施工前，施工企业需结合工程的具体情况和施工区域的特点，对施工现场进行科学布局，合理规划管材堆放、各类施工机械设备的停放位置，做好施工现场的清理工作，以确保后续施工作业的有效开展。同时，需要对主推千斤顶、发射架、反力架、顶管机等进行合理设置，在作业井边设置下井扶梯，还需认真核对施工材料、施工设备的数量与规格型号，严格检测管材的外观、施工材料和设备的各项质量性能指标参数，确保均符合工程施工的要求[4]。

3.2 施工测量放样技术

测量放样技术作为中长距离顶管施工技术中的一项关键性技术，通过有效应用该技术手段，能够对顶管位置精度进行准确、合理的控制。基于此，在市政给排水施工中，施工企业应做到以下几点：①安排专业技术人员进入到施工区域，做好测量放样工作，明确市政给排水管道顶进高程控制点与中心线位置，其中针对中心线的测量放样，需在顶管施工坑两侧均设置中心线，保证其高度和管件顶进线路相同；②对于顶管施工坑而言，需要设置2至3个水准点，为确保水准点设置的合理性，可选择从坑上引测的方式，以确保水准点的测量放样误差保持在允许范围之内，尤其是针对第一节管件的顶进，必须加强控制策略，尽快明确顶进位置是否正确，若存在的误差超出允许范围，专业技术人员应结合具体情况，选择顶木法或是千斤顶法做出有效调整，其中对于较小的位置误差，可采用顶木法来纠正偏差，在操作过程中，可在给排水管道偏向方向设置一段顶木，借助顶进进行纠偏作业；若误差比较大，就需采用千斤顶法进行调整[5]。

3.3 进出洞阶段技术

在中长距离顶管施工的进洞环节，为确保后续施工作业的顺利开展，施工企业应采用止水技术来做好井洞口的处理，具体操作：先是用橡胶止水法兰对注浆孔进行合理预埋，采用灌注膨润土泥浆的方式实施作业；在施工过程中，需将橡胶双道止水法兰合理安装到内衬预留洞上，利用新型水泥土搅拌桩墙（SMW工法桩）来加固处理井洞土体。顶管出洞是中长距离顶管施工中的重要技术之一，在顶管机的作用下，让第一节管道突破工作井洞口封门，顺利到达土层，随后施工人员可借助调零工具等对管道加以调零控制，然后在工具管井壁上合理设置相应的支撑结构。在从洞口抽出管具时，施工人员需要科学设置初始角度，以避免发生下跌问题。当作业点与接收井之间的间隔距离超过15m时，必须及时对顶进轴线进行检测，从而确保顶管顶进方向的正确性。若顶进轴线位置存在较大的误差，可选择主顶油缸法等技术进行合理调整。

3.4 顶进技术

在顶进过程中，施工企业应合理设置基坑井，为顶进设备创造良好的作业环境，还需严格按照工程建设要求对工作坑坡度加以准确控制；为保证顶进作业的连续性开展，施工人员需要反复核查顶进设备的运行状态。在导轨施工过程中，施工人员应结合顶进方向的要求、管道坡度、管材尺寸规格，来明确导轨的安装位置，并且在顶管前段处开挖坑道，注意其深度不可超过50cm，也不可小于30cm。在顶进施工时，需遵循先挖后顶的原则，做到随挖随顶，以此来确保顶进施工的连续性，尽最大可能减少顶进阻力，还需对预留口进行合理设置，确保顶进施工的有序开展。另外，施工人员需要合理明确钢管位置，再准确安装混凝土管，若顶进施工时遇到前方塌方或是油泵压力急剧增加等紧急情况，必须马上停止施工，安排专业技术人员对这些情况发生的原因进行分析，进而提出科学可行的处置方案。

3.5 接口处理技术

在中长距离顶管施工时，为保证整个市政给排水工程的施工质量，施工企业需要有效应用接口处理技术，结合管材的性质特点，采用接口处理方式，以保证接口的密封性，防止出现渗漏等问题。同时，施工企业需安排专业人员对接口处理工作进行质量验收，只有确认质量符合相关规范后，才可以继续后续的施工工作。

3.6 管节止转技术

在顶进施工过程中，由于受到螺旋机和刀盘的影响，顶进机头极易发生旋转情况，若机头旋转角度超过可控范围，将会降低顶进施工质量。针对这一问题的处理，施工企业需要合理利用管节止转技术，通过采用翼板分别焊接在机头筒两侧的方式，并保证两块翼板保持相平行的状态，再在翼板上设置压重块来有效避免机头旋转情况的发生。另外，可结合顶进施工的具体情况，在机头两侧分别焊接铁支架，从而借助压铁的移动来防止机头偏转。

3.7 水平螺旋钻孔技术

在市政给排水施工中，为能够有效降低对地表状况的不良影响，防止由于土层侵蚀而损害到周围环境，施工企业需要有效应用水平螺旋钻孔技术，将管道从工作井推进到预留水井。需要强调的是，该施工技术在具体应用中很难把握方位，管道施工过程中容易出现偏差，这就会影响到整个工程的建设品质。目前其仅适用于小口径钢筋捆扎的混凝土排水管道工程，能够在极大程度上提高小口管道顶进精度。

3.8 注浆技术

在顶管施工过程中，泥浆发挥着重要的润滑减阻作用，所以施工企业需要结合施工区域土壤的特点和性质、管道直径等情况，科学控制泥浆配置，保证泥浆具备良好的工作性能，不会发生泥浆流失等问题。对于泥浆的制备，施工人员应依据设计配比对所有成分用量进行严格控制，加强对所有原材料质量性能的检测，充分且均匀的搅拌泥浆，从而确保泥浆质量合格。在注浆施工过程中，施工人员应遵循先注后顶、随顶随注的原则，切记在顶进过程中不可随意中断注浆，并依据施工段岩土体结构、特点及所顶罐体上方实际静止土压力值等，来及时合理的调控注浆压力。

4 结束语

总而言之，市政给排水系统是现代城市建设中必不可少的一环，但该工程的建设往往会影响到居民的生活和城市的交通等，为解决这一问题，施工企业需要加强对中长距离顶管施工技术的研究，结合市政给排水工程的建设要求，准确把控这一新型技术在具体施工中的重难点与技术环境，确保该技术的优势和作用得到全面发挥，从而提高给排水工程的施工质量与效率。