浅谈顶管施工工艺及其应用

浅谈顶管施工工艺及其应用

林伟雄

林伟雄

（中国恩菲工程技术有限公司广东广州510000）

摘要：随着城市建设规模的不断扩大，城市管网建设也在紧锣密鼓地完善中。在地下管线施工中，管道纵横交错，技术复杂，施工条件苛刻。当管线需穿越河渠、公路、铁道、地面建筑物等构筑物的时候，如采用普通的大开挖的施工方法，协调力度大，实际操作困难，同时也会给交通、航道、环境等带来巨大的影响，很难完成预期的目标；顶管施工无需进行大开挖，对环境和交通的影响小，并且技术成熟，无疑成为了管线穿越障碍时的的首选施工方案。

关键字：顶管；施工技术；管道施工

一、顶管施工技术的发展与应用

长期以来，城市建设过程中，城市道路被频繁开挖严重影响了人民的生活。一项非开挖施工技术——顶管施工技术，不需开挖地面，并且能够穿越公路、铁路、河道、湖泊、建筑物、以及各种地下管线等，解决了许多市政施工难题。

顶管施工最早始于1896~1900年间美国的北太平洋铁路铺设工程施工中；我国顶管施工始于1953年的北京，后来上海在1956年也开始顶管实验，目前，国内顶管施工技术已在各个城市工程建设中取得了广泛利用。在工程领域方面，顶管施工随着城市建设的发展已越来越普及，已运用到给排水、煤气、电力、通信等管道的施工。

二、顶管施工技术的简要介绍

顶管施工的基本原理为：从地面开挖两个基坑井，然后管节从工作井安放，通过主顶千斤顶或中继间的顶推机械的顶进，推动管节从工作井预留口穿出，穿越土层到达接收井的预留口边，然后通过接收井的预留口穿出，形成管道的施工。顶管施工可以φ250~φ4200mm管径，现一般市场上普遍施工的管径为大于φ600mm的管径，在实际操作中，考虑到地质情况的多变与复杂性，结合人工操作的需要，顶管实际采用管径一般大于φ800mm。

三、顶管施工技术分类

顶管施工按工法可分为以下两类：开放型和密封型。

开放型顶管施工方法为刃口推进工法，主要为人工在工具管内前端挖土，土方被运出管外，主油缸回油，加顶铁顶进，回油，即顶铁安装管道，继续顶进，循环上述工序施工。

密封性顶管施工则主要应用于开挖面地层本身难以挖掘、难以稳定，土体含承压水并且透水性强，密封型顶管掘进机中比较成熟的机型有：机械式土压平衡泥水加压顶管掘进机、机械式土压平衡顶管掘进机。

四、顶管施工与其他管道施工工艺的对比

目前，管道施工方法主要有以下几种工艺，各工艺的施工方法与对比详见下表

管道施工工艺对比表

由上表的对比不难看出，管道埋深较浅和地质条件决定了管道施工工艺的选择，如管道埋深稍深，地质条件复杂的，宜采用顶管施工。

结合工程经验，综合考虑施工难易程度、施工工期、施工费用、对交通的影响等方面的因素，对于埋深小于5.5m的管段，建议采用放坡开挖支护开挖；埋深大于5.5m的管段，建议采用顶管工艺施工。

五、顶管管道的修复技术

顶管过程中，由于顶管施工本身的工艺特点与地质条件的影响，容易对管道造成一定的破坏，需要进行修复。目前对于管道非开挖形式的修复技术按内衬管材、施工条件等不同而有一些不同的施工技术，按其施工工艺区分主要有内衬管滑（拉）入衬装法（Sliplining）、无缝衬装法（Close-FitLining，又叫穿插修复）、管道翻衬法（Curde-in-PlaceLining）、管道喷涂衬装法（SprayLining）、爆（碎）管衬装法（PipeBursting）等。

六、顶管施工中水平与垂直偏差的调整

顶管施工中，由于各种地质情况不尽相同，管道在顶进过程中容易出现水平或者垂直方向的偏差，在此过程中，为了防止过大的方向高程误差，除加强观测认真预防外，还应重视及时纠正。如不及时纠正，产生较大误差后，由于管道已经就位，周边的水土压力使管道位置趋于稳定，此事再调整只能是事倍功半。

常见的校正方法有以下几种：

1．加大刃脚阻力，避免管道低头。

2．在刃脚处适当超挖，调整管道抬头现象。

3．调整两侧顶力或增减侧刃脚阻力来校正水平偏差

4．预防为主，校正为辅。管道顶管施工一般顶程较长，如发生过大的高程与方向偏差，校正工作比较困难，因此，在顶管工作中，必须树立“预防为主，校正为辅”的思想，以便确保顶管施工的质量。

七、结语

目前机械化程度越来越高，顶管在市政工程中具有广泛的应用前景，但施工技术较复杂，需要在长期的探索中前进。顶管施工应根据地质条件、施工技术条件选择合适的施工方法，尤其是要进行长距离顶管时，更应该做好对比分析、论证。针对容易出现的各种问题，在施工中应加强管理，及时处理，处理时应做到少量多次，尽量避免静态或大幅度调整。

参考文献

[1]方从启，王承德，顶管施工中的地面沉降及其估算，江苏理工大学学报，1998年4月。

[2]陈永光，韩利光，顶管法简介和施工实例。

[3]《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-2008

[4]张传安，软土地区双排大口径顶管施工技术[J].铁道标准设计，2009（3）