顶管施工技术在市政工程中的应用沙冬义

顶管施工技术在市政工程中的应用沙冬义

沙冬义周晓宇陈丽丽

宏润建设集团股份有限公司浙江宁波200235

摘要：与传统沟槽施工相比，顶管施工技术因其特有优势在市政工程中得到广泛应用，其具有良好的施工效果、较低的成本投入以及非开挖施工等特点，其能够便捷地穿越公路、铁路、河流以及建筑物，能够对施工环境起到有效的保护。强化市政工程中顶管施工技术的运用，能够提高市政工程的施工质量，推动市政工程的快速发展。

关键词：顶管施工技术；市政工程；技术应用

中图分类号：TU99文献标识码：A

1顶管施工介绍

1.1顶管施工技术的特征

此技术最大的特点就是不需要对地面进行开挖，因为越来越多的市政工程需要建设，所以出现很多地下空间的开发项目、因为社会的发展，政府对于城市的环境有很高的要求，对地下工程高标准严要求，所以地下工程建设比以前增加了很大难度。外国先采用的顶管技术，其实一种不用挖开地面就可进行操作的技术，如今国内也开始普遍使用。

1.2顶管施工的适用范围

在市中心，人流密集的街道或者一些无法搬动的文化古迹和古树存在的地方；不能高中架线，不能地下埋管的地方。有很多老城区的管网交叉，地下没有明确的位置，所以进行施工时没办法确定位置进行开挖。

1.3顶管施工的优势

与开挖法相比，顶管施工具有自身显著特点和优势。例如，顶管施工开挖部分只有工作坑和接收坑，整个施工过程安全可靠，对交通的影响很小，有利于市政工程车辆安全顺利通行。管道顶进施工中，工程量比较小，只需要挖去管道断面的土即可。施工任务少，能有效减少对周围建筑带来的破坏，有利于落实安全文明施工的各项要求。同时还能节约人工费和机械费，实现节约施工成本的目的。

1.4顶管施工的劣势

很多的曲线交叉在一起，就很难确定曲率，而且曲线的转动率半径小，所以导致施工困难;而且容易在软土层有差误，有了误差就很难修改，就会导致施工出现问题。

2顶管施工技术在市政工程中的应用

2.1现场踏勘及调查

一是观察现场人流和车流的情况以确定人流及车流的交通组织和路线，在路口设立交通导向牌以及高峰期安排人员指挥交通。二是摸查清楚附近的排水系统，并设计出最佳的排泥水线路，必要时应施工临时排水管道，以免污水横流。三是对于施工现场的煤气、电力、通信、供水、煤气等管道进行定位并标示，查看是否需要临时关停或搬迁。四是调查原有污水管道以及雨水渠箱等埋设较深的市政地下建筑物。五是对于附近的一些桥梁等构筑物应调查其桥台基础、间距及桩基深度，附近建筑物的基坑采取何种结构形式，以及是否采用喷锚结构施工，长度是否在顶管顶进轴线内。

2.2施工前技术准备

可以要求业主及设计单位提供顶管顶进路线的详细地质资料，并尽量了解土层的物理性质(颗粒组成、含水量大小、塑性指数及透水系数)、分布状况(分布范围和埋深厚度)、力学参数(内摩擦角、内粘聚力及标准贯入值)等。了解地下水状况及其变化规律如地下水水面标高、来源、是否受潮汐的影响而变化等。若存在砂层则应搞清含砂量的多少及其砂的级配关系和细度情况;岩层则要搞清是否有裂隙发育;若是风化岩层则需搞清是否强风化、中风化或者弱风化，抗压强度和抗剪强度是多少，属于砂岩还是粉沙质泥岩，是否为整体结构还是条片状结构等等。一般说来，现行业主及设计方提供的地质资料不够详细，甚或截然不同，作为施工单位，必须要求业主补钻。在业主应承条件下我们也可以自己在顶进线路上补鉴别孔，或局部问题点补技术孔。

2.3顶管线路确定及井位设计

顶进距离由设备条件及周边环境来综合确定。考虑到工作井造价比较昂贵，应尽量少一些工作井，最好安排往两个方向的顶进。由于现行的设计院设计管道大多都按明挖方式进行设计，经过现场调查后应尽量优化线路设计，避开不利于顶管的土层、并尽量让顶管线路避开建筑物及树木。最好在每个工作井或接收井设计检查井位。线路与周边结构物的距离设计应考虑到以后作检查井的方便及空间，尽量避免冲突。检查井的间距可按现行规范和设计单位研究进行适当的加长。若顶进深度范围内的土层较为复杂，应与设计部门进行协商考虑抬高或降低标高。

2.4顶力及管材设计

顶力计算现行有很多方法和模型，但这些方法只能为定性分析和综合取值考虑。传统上顶力大小主要与土质和是否注浆有关，但实际上顶力的大小和很多因素有关，如采用设备的形式、采用管材形式、土层的变化情况、后靠背的刚度、是否有纠偏、工作井的形式、顶进速度、注浆的压力等。实践证明，现行主要采用整体三维模型和多参数系统来模拟顶管在顶进过程中各部分结构的受力情况。关于管材设计，现行对管材的配筋量、砼的强度、端部的细部处理及钢筋布置等。

2.5纠偏工序

这一步一般比较靠后，是通过千斤顶而改变机器顶端的方向，然后修正误差，使得管道按照计划的规定行进。这样可以对项目进行修正作用，能保证项目的灵活性和可补救性，使得工程完备，保障项目的正常运行。

2.6疏松土层

提前进行地质的调查就是因为，顶管技术在一些图层无法很好地进行实施，太过松软，疏松的土质或者没有什么黏性的土壤，都不适合进行顶管技术。遇到这些土质，可以加入膨润土悬浮液，利用他的支撑作用，使得土质适合施工。

2.7现场施工管理

在现场施工中，管线中经常带有污物或施工残留物，应及时进行清扫，否则会给阀门、仪表和设备带来严重的损害。管道在铺设前后都要进行清扫，焊一段清扫一段，这样可以大大减少系统完成后的清扫工作量。清扫过后可对系统进行分段或者整体的打压，并检验系统的强度以及气密性。这里应尤其注意季节对于打压工作的影响，如在严寒地区，冬季一般只要打气压，而打水压容易造成管道内结冰，若打水压则一定要采取防冻措施。打气压必须对系统进行认真分析，并制定出打压方案，还要采取相应的安全保障措施。

3市政工程中顶管施工技术需要注意的问题

1)水文地质勘查。市政顶管施工前，应该严格按要求开展水文地质情况勘查，掌握工程施工基本情况，然后有针对性地制定施工方案，有效指导工程施工。了解土层地质变化情况回填土地带应该采取加固措施，重视沉降观测，防止地表沉降幅度过大情况发生，确保地基稳固可靠。2)顶进计算。整个施工过程中应该重视顶进计算工作，熟练应用计算公式，准确计算出顶进推力的结果。要选取合适的油缸类型，计算得到最大顶力，随后运用完善与控制对策，提出合理的加固方案。

结束语：

在市政工程建设中，顶管施工技术具有显著的优势，其不但能够彻底解决管道网开挖混乱的问题，而且能够有效应对地下最恶劣的土壤条件，同时最大限度降低对其他专业工程的影响，其针对复杂地形和交通布局城市制定出来的施工方案具有经济、快速、准确、安全等特点。所以，施工单位在市政工程中要对顶管施工技术合理利用，掌握其施工特点，采取有效的措施对整个施工行为进行控制，最终推动市政工程的快速发展。

参考文献：

[1]杨久灵.市政排水管道长距离顶管施工主要影响要素及控制要点分析[J].江西建材,2016(07):97+100.

[2]黄磊.市政给排水长距离顶管施工影响要素及控制要点分析[J].江西建材,2015(18):74-75.