市政道路雨、污排水工程顶管施工技术

市政道路雨、污排水工程顶管施工技术

欧阳杰能

广州市富华工程建设监理有限公司广东省广州市510900

摘要：随着我国城市化的发展，市政道路排水工程为我国做出了很大贡献。顶管施工技术作为市政道路排水工程中重要组成部分之一，在市政排水工程中得到广泛应用。本文对顶管施工技术简单概述，接下来以广东省广州市花都区红棉大道工程一期（风神立交～西二环高速和顺立交）二标段为例进行叙述，并加以分析施工技术要点。

关键词：市政道路；雨、污排水工程；顶管；施工技术

引言

近些年来，随着城市的不断发展，市政道路污水管顶管施工工程也因为技术的发展以及新型材料的出现而得到了巨大的发展。从某种角度来看，城市的发展离不开城市排水功能的发展。因此，相关部门要重视市政道路污水管顶管施工本身存在的问题，并采取相关的措施解决。

1工程实例

施工顶管全部为污水干管（DN=1200mm），总长约2100米，大部分位于道路左侧，拟采用泥水平衡法顶管施工。全线共设工作井9座、接收井9座、骑马井17座，全部采用沉井法施工。

2工程地质情况

根据工程的《岩土工程勘察报告》显示，土质情况大致如下：0~5米为素填土，2.5~6.0米为淤泥，5.0~12米为（淤泥质）粉砂。另外下层还有黏土、强风化层等，但各土层的埋深和厚度的变化都很大，详见设计图纸和勘察资料。

3顶管施工技术的原理分析

就顶管施工技术而言，其应用过程中主要是使用主顶油缸产生的推力将掘进机和工具管从工作坑推送到相应的接收坑，这一过程中间需要穿过施工土层。同时，施工时需要将掘进机与工具管的管道埋置于两个坑之间。相比于普通管来说，顶管施工技术的拉杆在管节预制过程中有着很大的不同之处，预制过程中需要在相关管节的前后两端加设一个预埋拉杆。为了降低顶管施工过程中对于施工现场附近土体的扰动作用，施工时要采用注浆润滑的方式进行处理。在进行施工管节的吊运以及装车、下管工作时，施工人员要使用吊车以及吊管机械进行操作。在进行管节的起吊工作时，要严格按照设计标准进行作业，并且这一过程中要尽量做到轻吊轻放。

4市政道路污水管顶管施工的工艺

4.1泥水式推进法

泥水式推进法可在顶管施工过程中连续进行，不需要对工地地基进行过多改良和降水处理工作，并且所需工程时间较短，造成地表下沉概率小。依靠刀盘掘进机，对正面土压力进行平衡。操作过程中也需要结合专业知识和科学方法。

4.2土压式推进法

这种方法主要是通过把室内有混合的填充材料进行切割，以此达到土壤和地下水压力的平衡。这种方法的好处是节约建设成本。这种方法多用于多极片土压隧道掘进机。

4.3泥浓式推进法

该工序方法使用过程中，利用不同输送方式将地下的土和石头等废弃材料，送到地表之后再进行外送处理，由于泥浓式推进法适用于各种土质，与以上两种方法比较，使用较为广泛，它一般适合700到2200毫米之间的排水管径。泥浆集中推进法的特点是经过两次注浆处理，在一定程度上削弱了管与地层之间的摩擦。同时也可方便取出直径1/3的废旧材料，适用于长距离排水顶管施工。

5市政道路顶管施工技术的要点分析

5.1施工前的技术准备

市政道路污水管顶管施工之前，设计人员要和施工方、监理人员做好相应的技术交底工作，并且要将设计意图以及施工难点及时传达给项目的技术人员、施工主管人员。另外，施工前要做好施工图纸的审查，明确施工过程中的各项施工流程与安全措施。此外，施工前测量人员要做好施工。

5.2顶管施工设施

顶管顶进工作一般都是淤泥砂以及粘土层当中进行的，施工现场就不能够采取明沟开挖技术进行埋管施工，并且管道的沿线没有其余建筑基础那么顶管管道就是最好的选择，管道直径要保证800mm以上。在这个基础上，还应当依照管道的材料，管径尺寸以及土体的阻力对顶进设备以及千斤顶个数尺寸进行计算。

5.3确定顶管线路和井位

顶升距离受设备条件和周围环境的影响。工作井成本较贵，为了减少作业费用，尽可能安排好两个不同方向的顶升。在设计院现有管道设计方案中，大多是根据明挖方式进行设计。我们必须避开不利于顶管安装的树木、建筑物和土层。优选的方式是每个井具有井位设计，或在接收井中设计。线路设计时充分考虑周围障碍物，避免与其发生冲突，也方便日后对井作业进行检查。当检查井距时，可以根据现行规程和设计单位参考合适的距离。当土层在顶层深度较复杂时，有必要及时与设计部门协商，协调是否采取降低或提高标高的方法。

5.4顶管出洞

顶管出洞这一操作在顶管施工当中占有重要位置，也是基础又重要的环节，顶管出洞，也就是用顶管机将第一节管子从工作井中破出洞口进入到土里面。正常顶管施工前各阶级步骤可以看作是工艺中的关键工序，也是最危险的工序。顶管出洞时为防止管线出现倾斜，可使用工具管，先将工具管调零，在工具管下方的井壁上设立支撑，如果发生下跌情况立刻用主顶油缸进行纠正，在管道出洞之前也可以设置初始角，对预防下跌问题也起到一定作用。

5.5注浆减阻

注浆减阻属于施工的过程中非常关键的一项技术方法。这种技术是依靠压注来触变泥浆将管道四周空隙得到有效填充，然后建立起一种泥浆式保护套，进而起到地层支撑、降低地面沉降还有顶进阻力降低的作用。而注浆减阻措施最适合应用在长距离顶管施工工作中。

5.6顶管测量、纠偏

顶进第一节管道时及时纠正偏差，在纠正过程中测量顶管间距要小于30厘米，才能保障管道入土时位置不偏移。其他管道在土中顶进时正常顶进即可，但间隔不要超过100厘米，用激光导向定位系统进行重新测量、高程测量、与纠正偏差。在工作过程中做好记录，并在轮班期间与下一个员工交接。全程顶完之后每节接口处测量中心距离与高程数据，如果有错口也要测量错口高差。顶进组运行时，设立千斤顶组。通过调整四组偏差千斤顶组来纠错，如果管道偏左，力度向左延伸，右侧管偏差则向右延伸，如果两侧同时偏移，则修正差距大的一侧。偏差修正在一个小的角度上，逐步增加角度，按步骤逐加角度。履行循序渐进准则，不宜操之过急，否则不能调节到合适角度，还适得其反。

5.7止水圈的应用

当顶管机穿越洞口进入到土体之后，一旦顶管机和周围土体、建筑之间出现止水密封性较差的问题，就可能引发开挖面的土体发生受力不平衡的现象，这样一来将导致泥水流失，严重时可能导致洞口土体出现坍塌。因而，施工时要防止此类问题的出现，施工人员要对洞口的密封性引起重视，并且要根据施工现场具体状况合理进行止水圈的设置。一般而言，止水圈大多是由压环以及压板构成，同时还包含橡胶圈等部分构成。

5.8障碍物处理办法

顶管施工过程当中遇到障碍物是很让人头疼的问题。采用破岩法处理孤立石。顶管施工过程中钻探是要隔一段距离钻一个小孔，所以施工人员很难掌握地下实际情况。虽然在顶管设计和地质钻探资料中，对于风化和风化地层并没有相关资料深入研究，但在实际施工过程中也会遇到风化和风层地形。如果被风化时间过长、程度较大，可以采用大开挖法或支护开挖法。遇到孤石时，按照孤石大小设定破岩井，从地面用破岩井将石头取出，在进行后续顶进工作。

结语

随着城市建设的不断发展，人们对基础设施建设的要求增高。市政道路污水管顶管施工技术的发展有利于建设安全可靠市政排水系统，为城市生活带来便利。在进行市政道路污水管顶管施工过程中，由于施工的复杂程度较高，并且受到诸多不确定因素的影响。因而，施工之前要对施工区域的地质情况、管线状况以及水文特征进行了解，并且制定配套的应急预案，对于关键技术进行严格的把控，进而确保排水工程的顺利开展。

参考文献：

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