市政给排水工程的长距离顶管施工技术分析

摘要：随着城市基础建设的日益完善，为了满足城市建设以及发展的需求，市政给排水工程项目逐渐增多。长距离顶管技术可以有效降低挖土量，节约施工用地，在施工中逐渐替代了传统的埋管技术手段。长距离顶管技术的应用可以有效提高施工质效，降低对环境的干扰以及影响，是一种现代化的技术手段。分析市政给排水工程的长距离顶管施工技术，了解关键技术以及工艺手段，可以有效提高施工综合质量。基于此，主要分析了市政给排水工程的长距离顶管施工技术要点。

关键词：市政给排水工程长距离顶管施工纠偏技术地表沉降监控测量

AnalysisofLong-DistancePipe-JackingConstructionTechnologyforMunicipalWaterSupplyandDrainageEngineering

LIBinLIYijunHUANGPengfeiLITiejunJIANGHaoyue

（Central&SouthChinaMunicipalEngineeringDesignandResearchInstituteCo.，Ltd.，Wuhan，HubeiProvince，430010China）

Abstract：Withtheincreasingimprovementofurbaninfrastructure，inordertomeettheneedsofurbanconstructionanddevelopment，municipalwatersupplyanddrainageengineeringprojectsaregraduallyincreasing.Long-distancepipe-jackingtechnologycaneffectivelyreduceexcavationvolumeandsaveconstructionland，andithasgraduallyreplacedthetraditionalpipe-layingtechnologicalmeansduringconstruction.Theapplicationoflong-distancepipe-jackingtechnologycaneffectivelyimproveconstructionqualityandefficiencyandreduceinterferenceandimpactsontheenvironment，anditisamoderntechnologicalmeans.Analyzingthelong-distancepipe-jackingconstructiontechnologyofmunicipalwatersupplyanddrainageengineeringandunderstandingitskeytechnologiesandprocessmethodscaneffectivelyimprovethecomprehensivequalityofconstruction.Basedonthis，thearticlemainlyanalyzesthekeypointsoflong-distancepipe-jackingconstructiontechnologyformunicipalwatersupplyanddrainageengineering.

KeyWords：Municipalwatersupplyanddrainageengineering;Long-distancepipe-jackingconstruction;Deviationcorrectingtechnology;Surfacesubsidence;Monitoringandmeasurement

市政给排水工程是城市基础建设的重要内容，直接关系到城市的正常运行，是提高居民生活品质的基础性工程。长距离顶管施工技术的合理应用可以有效地提高施工效率，降低对道路结、环境交通产生的不良影响。在施工中通过机械化的方式将管道可以直接地推进到目标的位置上，无须应用大型的发掘设备进行挖掘处理，有利于环境保护[1]。

1市政给排水工程的长距离顶管施工流程

在施工中要基于工程项目特征进行设计以及方案的确定。在施工中要综合项目特征进行地质调查，分析地质数据，制订施工方案；通过规范性的施工处理可以有效满足不同地质环境的施工需求。在施工中要做好环境控制以及综合管理，有效便于后续施工处理。主要工艺流程如图1所示。

1.1设备选型

综合顶管机在穿越施工中对于不同底层各中刀盘的具体应用需求确定型号以及参数。如果地质结构为黏性土，则要应用刮刀；如果为全强风化岩结构则主要应用滚刀；通过刮刀则可以辅助削切处理，在千斤顶的作用之下可以将刀盘作业在岩体结构上，出现挤压旋转实现破碎处理。在刮刀的作用下，可以将岩石戳晒出为颗粒结构，满足岩层掘进的实际需求。基于顶管段穿越土层的实际状况，分析深度以及基于规范要求进行综合分析，确定项目工程的工期、技术要求以及成本等多种因素，在施工工中主要应用泥水平衡顶管的方式进行施工作业。泥水平衡顶管在护盾的保护之下利用刀盘实现开挖处理。

1.2施工工艺流程

1.2.1工作井施工

在施工中通过分次混凝土现浇工艺进行处理，进行刃脚、上部井壁的施工处理，保障浇筑连续性。在施工中做好质量控制，保障符合技术要求。

1.2.2穿墙

在施工中根据方案进行止水墙的处理，预留孔洞，并且设置止水装置。要就操作流程进行规范处理，优化穿墙出洞作业施工。

1.2.3管道顶进施工

在顶进施工中要综合实际状况确定方案，保障整体符合技术要求，做好安全防控以及综合管理。

2市政给排水工程的长距离顶管施工关键技术

2.1非开挖式顶管施工技术

此技术具有环保以及高效的特征，在地下管道敷设施工中可以根据实际状况进行处理，在施工中无须进行大面积的地面开挖处理，可以有效满足管道铺设以及推进施工的不同需求。在市政给排水工程施工中应用可以有效降低对周边环境产生的影响，有利于施工成本的控制。

在施工中主要应用盾构机以及顶推机等设备进行处理，通过地下钻探的方式引进地下施工。在施工中要做好底层掘进以及管道的基础性铺设处理，这样则可以避免出现大面积的开挖处理，避免因为施工产生的交通、地下管线以及建筑结构的影响。在施工中可以基于导向以及控制系统进行综合控制，实现位置以及操作系统的优以及调节，在现代技术支持之下可以进行姿态以及防控的控制，充分保障了铺设的综合质量[2-3]。

2.2顶进测量以及纠偏技术

在顶进施工中要综合实际状况进行综合测量，基于实际状况进行纠偏处理。在长距离顶管施工中要综合工程项目的特征，确定施工方案，保障顶管位置精确性，做好纠偏处理，保障施工安全性。

在施工中要合理应用现代测量技术以及手段，实现对顶管位置以及姿态的动态检测以及综合分析。利用现代化的测量仪器以及设备进行实时性的检测，确定具体的最倾斜角度以及相对位置。通过数据测量则可以了解施工的状态以及具体的需求，有利于方案的优化以及调整处理，可以充分保障位置精准性。纠偏技术在施工中要综合施工环境、土层变化以及地质条件等多种因素，通过传感器等设备手段进行综合分析，实现实时性的控制。在出现轨道偏离的时候则可以通过系统进行自动处理，保障符合既定的设计位置，可以提高施工稳定性。

2.3通风技术

在长距离顶管施工中做好通风处理，可以切实保障施工安全性。在施工中要综合项目特征，合理设置通风设备、确定具体的位置以及参数，这样则可以充分保障空气流动性，降低有害物质。

2.4水平螺旋转进技术

在给排水工程的长距离顶管施工中合理应用水平螺旋施工技术可以有效提高整体质量。在施工中可以有效解决距离过程等问题，可以降低对地表环境产生的影响。在传统的施工中要进行大面积的土方挖掘，对周边的环境以及交通会产生严重的影响，而应用水平螺旋钻进技术则可以通过直接的方式进行地下处理，可以有效提高施工效率。

3顶管施工问题以及防控手段

3.1顶管管道轴线偏差问题

3.1.1轴线偏差问题

在顶管的顶进施工中，会遇到岩土交界以及硬层结构的障碍物，在施工中会出现现有掘进路线与设计不符、位置偏差等，导致出现管道扭曲变形等问题，在严重的状态之下会导致各个管节段之间出现错位、渗漏等问题。出现此种问题主要就是因为在运行中刀盘的结构遇到的阻力相对较大，导致出现偏离的问题，进而出现中心轴线的偏角等问题。同时后背墙不稳定，整体结构不平整，在顶进的压力过大时，则会导致整体结构的受力不均匀，出现轨道偏离而产生位移等问题。

3.1.2风险防控手段

在顶管施工处理中，要做好地质结构的分析与处理，通过现代方式了解信息数据，了解在不同地质结构中产生的隐患问题，对特殊地层进行水电分析。在施工中，要通过现代设备进行综合监控以及分析处理，通过动态化的方式进行数据调节与优化，保障参数信息的精准性。

为了保障后背墙不对顶进作业产生影响，保障合力方向的正确性，则要做好综合检验，分析平整度等基础参数，做好设备的安装以及性能综合分析。如果发现出现位移以及变形等问题，则要做好加固处理，降低不良影响。在施工中要根据监控系统进行动态分析，获得顶进曲线以及参数信息，在出现较大的偏角等问题则要及时进行速率以及推力等参数的调控，保障整体符合需求，通过减缓顶进形成的方式进行方向的调控。

3.2顶进压力增大

3.2.1问题分析

在顶管施工中如果出现突然压力增大困难等问题，则要综合分析。出现此种问题主要就是在施工中出现扰动土层导致的塌方等问题，或者在顶进施工中刀盘遇到孤石等障碍物，这样则会导致压力的快速增加，同时如果出现管道偏移等问题也会导致直接地增加整体的摩擦阻力。随着摩阻力的减小则会导致出现隐患问题，在处理中可以用膨润土的方式进行润滑，如果膨润土配比不足等也会导致出现压力增加的问题。如果在运行中出现油泵以及设备的故障隐患等问题，也会出现顶进压力增加的问题[4]。

3.2.2预防措施

在施工中，为了有效保障运行的安全性稳定性，则要通过动态化的方式进行综合监督管理，保障顶进曲线的正确性，同时合理控制偏差等问题。基于实际的地质结构以及需求进行泥浆比例的配比分析，保障供应充足可以有效满足实际的需求。在顶进施工中要做好设备的处理以及基础保养，对于存在的异常问题则要及时维护，保障整体的性能。

3.3顶管机扣头

3.3.1问题分析

柔性地层出现不均匀或者压力失衡等问题，则会导致在施工中出现扣头等问题。出现此种问题主要就是因为在软土层的施工中导致重量失衡，在震动以及自身荷载作用等因素的影响之下，降低了地层结构的整体性能，出现顶进下降等问题。同时，在上下土层中如果出现显著的刚度差异性，则会导致出现顶管机头下移等问题。

3.3.2防控措施

在处理中主要就是要做好地质结构的勘察以及分析，做好掘进参数的控制，基于土层性质差异性进行刚度的控制，调节顶进千斤顶的承受能力，合理控制顶进的方向以及偏角。

3.4地表沉降过大

3.4.1问题分析

顶管工程在施工中会对土体结构产生不同程度的扰动性影响，如果地质结构松散，则会导致地面出现严重的沉降性问题，在顶管上面的覆土层出现孔洞等问题的时候，则会导致地面坍塌等事故隐患问题。对此，在施工中必须要做好顶管的掘进控制，做好进尺参数、土层损失率等综合控制，合理调控出土的速率、景观刀盘压力等相关基础性的参数。通过规范化的方式进行数据监控以及动态分析，制定应急处理方案。在地表沉降研究中主要通过公式进行分析：

在顶进施工中会对岩土层产生不同程度的扰动性影响，如果强度较大则会出现位移等变化，在施工中会出现地表的沉降等问题。在施工中出现土体超挖等问题导致空隙塌孔等问题，出现的地表沉降问题。因为顶管施工等因素而出现的震动性沉降问题。在浆液润滑不足而出现的沉降问题。

3.4.2防控措施

在施工中做好膨润土的比例控制，保障符合技术要求，在施工中做好周边环境的场地以及分析，做好区域控制，在顶管施工中做好管段位置的水泥注浆处理，通过加固土层的方式则可以增强结构的稳固性[5-6]。

4结语

长距离顶管施工技术在市政给排水工程中应用具有显著的优势，可以降低对地面干扰，提高施工质效。在施工中要综合项目特征以及技术要求，确定施工方案，了解施工技术操作要点，强化风险控制，做好沉降监控以及综合分析，通过规范化的方式进行施工处理，才可以切实提高市政给排水项目的综合质量。

参考文献

[1]王朗.市政给排水工程中的长距离顶管施工技术的应用研究[J].科技资讯，2023，21（23）：170-173.

[2]程海风.基于模糊物元分析法的市政给排水工程造价风险管理研究[D].石家庄铁道大学，2023.

[3]汪凯举.市政给排水工程长距离顶管施工技术[J].新型工业化，2022，12（5）：176-179.

[4]王都臣.市政给排水工程中的长距离顶管施工技术研究[J].中国设备工程，2022（8）：175-176.

[5]李玉成.基于BIM技术的建筑给排水参数化建模及二次开发应用研究[D].安徽建筑大学，2021.

[6]劳维挺.市政给排水工程中的长距离顶管施工技术的应用分析[J].工程与建设，2022，36（5）：1424-1426，1467.