顶管技术在市政污水管道施工中的应用王少承

顶管技术在市政污水管道施工中的应用王少承

王少承

西安市政道桥建设有限公司710016

摘要：随着我国市场经济的不断发展，我国的城市化进程也逐渐加快，在各城市之中，污水管道工程必不可少，随着时间的推移，各城市的地下管线也变得愈加复杂，这样就导致后期的管道工程施工面临着巨大的挑战。而顶管施工技术能够有效的解决这一问题，符合城市可持续发展的要求。基于此，本文对顶管技术在市政污水管道施工中的应用进行分析。

关键词：市政工程；污水管道；顶管施工；施工技术

1简述顶管施工技术

顶管施工技术被称作非开挖施工技术，主要是指在不开挖或未开挖地面的条件下，完成地下管线、管道和电缆等的施工、修复，完成地下管道对障碍物的穿越。在顶管技术施工中，其施工流程是：先开挖工作坑，然后在工作坑内固定支座并安装液压千斤顶，再次利用固定支座的反作用力来向土体中顶进管段，在顶进过程中，配合以地层开挖，完成管段的接长，直到管线穿过障碍物，到达接收坑中。有了非开挖顶管施工，在城市里面进行管道的掩埋的时候就可以不会破坏到城市的工程，同时还能迅速的进行管道的掩埋来解决城市的污水问题。在进行施工时，首先我们要注意的就是在进行非开挖顶管施工工程的时候要先了解施工地面的土层变化，在提前加固处理回填土的地段，避免土层的下沉。其次要在进行施工的时候，需要定时监测管内有毒气体含量，采用通风装置予以解决，因为有的土层下面会因为淤泥层，腐烂动植物体从而释放毒气体，危害施工人员的健康和生命。其次要做的就是在进行施工前需要保证通讯、电力、上水、排水、煤气等管线安全正常的运营，要保证人们正常的工作生活，还要明确顶管工程施工路线上的基础类型，基础顶管在顶进之前可以采取托换与加固措施，非开挖顶管工程技术是极为重要的一种都市铺设管道的施工手段。

2顶管技术在市政污水管道建设中的重要性

顶管技术是为了建设污水管道工程、提高施工质量而研究的一项非开挖掘进式的施工技术。顶管技术根据不同的地质条件，按照不同的施工标准，采取不同的施工方式，深入地下进行工作，可加强对环境、地上建筑物及地下各种设施的保护，提高施工安全系数，保证施工质量。顶管技术对市政污水管道建设起到强有力的推动作用，是当今最为先进的一项管道施工技术。

3顶管技术在施工过程中应注意的问题及对策

3.1管道的选择

在不同的工程建设中，对管道材质的选择大不相同，一般采用塑料管道、钢筋混凝土管道或者钢制管道。市政污水管道建设施工过程中，大多使用钢筋混凝土管道，这种管道的优点是对载重物的承受能力优于其他两种，强度大，但造价相对于较高，对管道的接口处理的技术水平要求也比较高。为了减少接口工程量的投入，一般距离较长的路线采用长管。还要考虑到地质条件和管道顶入土地的深度所带来的影响，将管道材质进行合理改进。

3.2辅助设备

在市政污水管道工程的建设中，不仅需要顶管机，还需要一系列的辅助设备，将顶管顶进。顶进设备包括油缸、顶铁、油泵、千斤顶等。辅助设备的选择要根据管道材质、施工处的地质条件及工作坑等因素。管道的顶进是管道施工过程中最为复杂也是最为关键的一步，需要考虑的因素比较多，工作量比较大，要保证顶力具有足够的富裕量。

3.3工作坑的挖掘

工作坑是为了便于施工操作分为工作井和接收井两种，形状也大有不同，常见有圆形或者矩形。工作坑有装配式和现浇式之分，具体采用哪种形式也要按照不同的施工技术标准来确定。在市政污水管道建设当中，多情况下采用现浇式的顶管施工技术。在挖掘工作坑的时候，需要对多种影响因素进行综合考虑，还要对周围建筑物进行一定的保护。

4市政道路污水管道施工中顶管技术的应用

4.1顶管施工流程

4.1.1土方开挖

选用机械和人工结合的方式进行土方开挖施工，并同时进行顶管坑支撑体系施工。完成顶坑和连接井坑开槽，监理工程师及设计人员必须对开槽施工质量进行检验，遵循设计要求处理回填土、软土等路段，确保其质量符合相关规定后，进行下个环节施工。钎探是验槽的必备工作，一般钎探深度要控制在1.5米，每组为一井段，在检查井位置设置钎探，对竣工材料进行准确记录。地基承载力则必须控制在每平方米80KN以上，如不符合设计规定，必须进行相互配合，完成施工任务。在土方开挖施工中，必须分类存放各种不同土质。

4.1.2土方回填

合理安排回填，对各段落井坑进行集中回填，为回填质量控制提供有利条件。回填沟槽内混凝土构建物，应确保其强度超过设计强度70%。遵循相关频率试验人员需对回填土进行轻、重型击实试验，得到填料最佳含水量和最大干密度，确保土质符合施工要求。清理顶管坑与连接顶坑作业必须在回填前进行，如彻底清理石块、树根等，保证底部宽度在50厘米以下。

土方回填施工中，运输土一般选用装载机、运输车，并结合人工铁楸或小推车将土运送到坑内，不能选用机械推填的方式。回填土时，不能损坏管身、管口等构造物。摊平作业一般选用人工的方式，每层虚铺厚度都会小于25厘米，选用振动夯实的方式进行顶管坑施工。必须对称回填顶管坑与连接顶坑附近的土，两边高度差度应控制在30厘米以下。在道路范围内对井附近100厘米内进行检查，一般选用9%石灰土，并同步进行回填层施工，夯实作业可选用小型振动夯实机械。不能有沉陷问题出现在路内顶管坑内，确保管线注浆密实度与设计规定相符合，有效处理顶管坑回填施工。因具有较小顶管坑工作面，选用级配石对顶管坑进行回填，夯实可选用平板夯，确保其密实度符合施工规定后，可进行下一步施工。

4.1.3管材运输与吊装

由供货厂家对管材进行运输，在现场后管材可通过运输车自带吊机卸车，在堆管场均匀排列管材。在工作井边设置堆管场，并进行槽钢、滚杆铺设，选用人工方式向工作井边放置管材，选用小型吊车进行施工。吊装施工前，应检测吊装设备的质量，确保其质量符合相关规定后，才能进行施工。

4.1.4安装顶管设备

安装施工前期必须全面检查相关起重设备，如卷场机、电动葫芦等，确保其质量符合施工要求后，才能开始操作。完成安装起重设备工作后，应进行试吊工作，与地面距离10厘米位置时，应对重物、设备的安全性进行检测。同时还要检查安装前期的液压油泵、液压管路等相关系统，并遵循顶管坑设计规定，对高压油泵、管路等进行安装。

在工作坑内顶进方向的2边放置顶铁，并确保其放置的准确性及顶铁刚度符合施工要求，一般顶铁都具有锁定装置，旋转顶铁单块时，应确保其稳定性，选用型钢焊接成型。顶铁轴线安装后应平行、对称与管道轴线。在管节前端位置安装刃角，刃角的组成部分包括3方面：外壳、内环及肋板。以内环为界，外壳可分为2个部分，遮板为前面，尾板为后面，如下图1所示。

4.1.5管道顶进

在污水管道顶管施工中，管道顶进技术极其关键。在施工之前，施工人员一定要对设备进行检查，并且对施工中所需要使用的设备进行试运转，以防止在污水管道顶管施工中因为设备故障而阻碍施工。对于前面几个管节，要使用拉杆将其连接在一起，防止在施工过程中，管节发生漂移。接下来就要对工具管进行恰当的调节，要将工具管调成直线。此时，仪表的反映角度为零。当工具管出洞后，因为其支撑面较小，所以较易出现下跌的现象，故此可以加一个支撑装置来防止该现象的发生，与此同时，将工具管与第一节管进行连接，使整体性变得更高。在顶进时，要及时进行测量，同时要及时进行纠偏。在顶进五至十米时，若偏差较大，那么就需要及时对其进行纠正。

4.1.6管道接口

外套环橡胶止水带与软木衬垫构成管节接口。应确保钢套管不出现变形，不损坏接口，管节内不出现橡胶带移动、翻转，管节的密封性符合施工要求。在进入施工现场后，应做好钢环套的防腐工作。为避免橡胶止水带出现老化，应确保其表面干净。选用强力胶水将橡胶止水带在混凝土管口凹槽位置进行粘贴，并确保其稳固性。为降低摩阻力，可将无腐蚀性润滑油涂抹到管节对接位置，避免止水带出现任何问题。

4.2注浆技术

顶管顶进中的注浆技术：①在顶管顶进施工中，施工人员一定要对所采用的触变泥浆材料进行控制，要确保其质量优越，而至于其实际配合比例，一定要结合相应的技术指标来进行确定，第一，实际土质、第二，现场土层。当顶管结束后，就需要将触变泥浆进行替换，将其替换为水泥浆，并且将注浆孔进行密封；②要对注浆孔进行提前的设置，在一个断面上，每隔三节管就要设置四个注浆孔，而且还要对这些注浆孔具的排气功能进行确保；③在施工过程中，施工人员要严格按照设计要求来进行，例如，浆体的膨胀时间要遵循设计规范；④在施工过程中，压浆要以注浆过程为主，以补浆为辅。在注浆过程中，对于各部位的注浆情况，要严格的进行检查，若发现有问题，则需要立即加以处理。

顶管顶进结束后的压密注浆技术:①对注浆孔进行统一编号，并明确其施工顺序；②在注浆施工过程中，要根据分序加密的原则。顶管段注浆范围为管周1米，在对注浆孔进行布置时，要确保两边各一排，紧贴管道的外侧，其间距为1米；③使用间隔跳跃式注浆法，也就是先注1、4、7……，然后注2、5、8……，最后注3、6、9……。④在注浆前，一定要完成好孔口的注浆工作。若管中进入了土粒，需立即进行冲洗；⑤若发生跑浆的现象，或者出现冒浆的现象，需及时进行处理。

4.3管道严密性测验

当顶管施工完成之后，需要对管道进行严密性的测验，可以采用闭水法来进行测验，若漏水的现象发生，则需要对漏水量进行控制，要使其小于允许渗水量的最大值；②作业面通风。在对作业面进行通风时，可使用大型风扇；③顶管节接头及防水措施。顶管节接头可以使用F型橡胶封圈柔性接口，此外，接头内还需要配置一个材料，那就是止水钢环，这样才可以起到防水的作用；④穿墙顶进。在顶管施工过程中，顶管出洞口至关重要，为了使顶管能够顺利的顶进，在接受井四周仍然要采用深层水泥拌，从而对穿墙管前方两米的范围的土地进行加固，从而达到阻水的效果。故此，在今后的施工中，施工人员一定要切实把握好这一施工过程。

5增强污水管顶管施工质量的主要措施

在对城市污水管道施工时，使用顶管技术能够取得较大的效果。而在使用顶管技术时，要保证施工的质量。在施工之前，施工人员一定要保护好水准点，此外，还要保护好现场的坐标。此外，要确保用于施工之中的管节材料的质量合格，相关人员应该对施工材料进行严格的审查，确保用于施工中的管节材料质量合格，要杜绝那些强度不合格的管节材料以及出现裂缝的管节材料用于施工之中。在整个顶管工作中，第一节管道的施工极其重要，故此施工人员对第一节管道的测量工作要进行保证，如果发现数值出现了偏差，那么需要及时的进行处理，以确保污水管顶管的施工质量能够得到进一步的增强。

结语：

随着城市基础设施建设的不断完善，市政污水管道建设作为市政建设重要的基础建设日益得到重视。污水管道工程较复杂，影响因素较多，需要根据施工要求，选择合理的施工技术。顶管技术不仅在一定程度上解决了施工过程中常见问题，还对周围环境起到了一定的保护作用，提高了的施工质量，延长了工程使用寿命，为了市政道路的整个工程建设提供了保障。

参考文献：

[1]王瑞.市政工程顶管施工技术分析[J].科技创新与应用，2015(15):219.

[2]刘丽波.顶管技术在城市雨污水管道的应用[J].黑龙江交通科技，2015，38(04):24.