探析市政给排水项目工程的管道顶管施工

探析市政给排水项目工程的管道顶管施工

凌建强周政

摘要：如果管道直径大于500mm，同时在施工现场无法采用明沟开挖的形式进行管道敷设、管道敷设沿线无其他建筑基础，即可采用顶管施工技术，其是一项被广泛应用于市政给排水管道工程中的施工技术，因此为了保证其施工质量，本文阐述了市政给排水项目工程合理设计的主要作用以及市政给排水项目工程中的管道顶管施工方式，对市政给排水项目工程中的管道顶管施工及其控制进行了探讨分析。

关键词：市政给排水项目工程；设计作用；顶管施工；方式；控制

管道工程是市政给排水工程建设的重要内容，合理应用顶管施工技术，可以提高给排水工程建设的社会经济效益，并且从根本上改变了城市乱开乱挖现象，基于此，以下就市政给排水项目工程中的管道顶管施工进行了探讨分析。

1市政给排水项目工程合理设计的主要作用分析

市政给排水项目工程合理设计的作用主要表现为：（1）科学开发利用水资源，保护城市水环境，从而达到适用、排水无污染的效果，为城市可持续发展提供有力保证。低水平的市政给排水设计会对城市水资源造成一定浪费，对城市水环境造成一定破坏，从而阻碍经济发展。目前水资源短缺现象越来越严重，因此需要不断改善市政给排水工程的规划和设计，使水资源得到合理的循环利用，并造福于人类。因此必须要合理设计市政给排水工程，为城市的可持续发展做好排水计划。（2）改善城市环境的质量。目前环境污染问题越来越严重，特别是水环境的影响，严重威胁着人们的日常生活和身体健康状况，降低了人们生活质量。而城市给排水工程合理设计在一定程度上会对环境造成影响。并且市政给排水工程的合理设计对城市环境质量有一定改善。因此必须要促进做好给排水设计工作，从而促进城市建设的可持续发展。

2市政给排水项目工程中的管道顶管施工方式分析

市政给排水项目工程中常用的管道顶管施工方式主要：开放型和密封型。其中顶管施工密封型的应用最为广泛，一般可分为泥水式推进法、土压式推进法和泥浓式推进法，具体方式表现为：（1）泥水式推进法。其主要是通过使用刀盘掘进机并用科学设计的顶速来平衡正面土压力，调节循环水压力用以平衡地下水压力。该工艺的施工特点：在顶管施工过程中施工不间断，施工速度较快，且不需要特别的改良地基或降水处理，地表沉降小。（2）土压式推进法。该方法主要是采用向工作间的切削仓内注入一定比例的混合材料，使其充满整个泥仓的方法来平衡正面土压力和地下水压力；施工推进中并不需要泥浆泵等输送混合材料的设备，整套施工推进机器造价相对比较便宜；不需要对泥浆进行处理，整体推进顶管施工的成本较低。土压式推进工法选用的顶管掘进机一般为单刀或多刀盘土压平衡掘进机。土压式推进工法适用的施工管径一般在φ1000～3000毫米之间。（3）泥浓式推进法。该工艺采用二次注浆处理，其不仅能在很大程度上消减与地层间的摩擦阻力，还能顺利排出粒径为顶管直径1/3的砾石等废弃物，从而保证顶管施工的顺利进行，该方法适用于城市给排水管长距离顶管推进施工。该顶管推进方法在顶管施工应用过程中，主要是将地下的土、砾石等废弃物分成两部分通过不同方式输送至地表后再外运处理。该工艺除岩石外，所有土质条件均可适用。顶管施工工艺流程为：挖掘工作坑，制作顶管的混凝土管、组装混凝土管、油泵顶进、出泥、管道贯通、拆工具管、砌检查井、回填。

3市政给排水项目工程中的管道顶管施工及其控制分析

本文以某工程为例，对给排水管道顶管施工及其控制进行分析，具体表现为：

3.1某工程概况

某市水厂的引水管道需要穿越当地的一条河，在工程设计中决定采用钢管顶管，穿河顶管的顶进长度为642m，管道覆土厚度为4m～21.9m。河宽为77m，最大深度为5m，地下水水位和地表的距离为2m～3m。顶管穿越的土层主要为黏土土质，包括少量砂姜石。

3.2管道顶管施工要点分析

具体体现在：（1）管道掘进采用泥水平衡掘进机进行施工，在含有砂浆石的地段，需要在掘进机的刀盘上安装特制的贝壳刀，同时选择材质强度较高的合金刀具安装在刀盘上。在顶进出土的过程中，将泥水直接输送到管道外的泥浆场。（2）为了保证顶进施工方向的精确性，采用高功率的激光经纬仪为管道顶进进行导向。同时，在顶进前和顶进过程中，使用风管对管道内进行强制抽排通风，保证管道内部空气清洁，提升测量的通视效果，提高测量精度。此外，在整个顶进过程中，技术人员要不断对顶管轴线和高程进行核对，保证顶进施工的精确度。（3）由于顶管需要穿过河流，因此如果在施工中控制不当很可能会对河道和河堤产生破坏，引发塌方现象。为了避免此类问题的发生，必须采取一定的防范措施：其一，在顶进施工前结合覆土深度和地下水压力对每段距离的进水压力和泥仓土压力值进行计算，据此对掘进机的参数进行合理设置。其二，将掘进机的和钢管的外径控制在2cm以内，同步开展注浆。其三，在顶进施工完成后要及时利用水泥浆液对触变浆液进行置换，提高周边土体的稳定性。（4）中继间的使用。结合摩擦力计算结果来看，达到了12000kN，已经超过了工作井的最大承受力6500kN，对此，在管道100m和300m的位置分别设置了中继间。

3.3顶管施工控制分析

（1）加强管道周边土体坍塌现象的控制。工程采用顶管掘进机进行施工，由于其比顶进管道稍大，因此在顶进施工过程中，必须采取一定的防控措施避免管道外壁土体出现坍塌。尤其需要注意掘进面土体平衡的控制，因为一旦出现平衡失控，很容易引发地面隆起或是塌陷问题，对施工作业的正常推进造成影响。为了避免以上问题，可以采取以下措施：首先，及时开展同步注浆和管道后续跟进补浆，对管道外壁空隙进行填充。其次对泥土仓内的各项参数进行精确计算和控制，同时保证出土量和管道进尺量的平衡。（2）控制测量精度。长距离顶管施工过程中的测量工作十分重要，其直接影响着管道顶进施工方向的精确性。因此工程人员必须采用接力测量的方式保证测量工作的持续性，实现对管道顶进方向的动态控制，使管道轴线和标高都处于标准的范围内，以此保证顶进管道的精度。（3）合理选择排土方式。排土方式选择的合理性会对长距离顶管施工的效率以及管道顶进推力的大小造成影响，因此在施工开始前，施工人员要结合现场土质情况和顶管管径对掘进方式进行合理选择，在此基础上确定与之相适应的排土方式。例如，顶管的管径较小，则可以选择泥水平衡掘进方式，据此选择泥水输送的排土方式。（4）做好触变泥浆减阻工作。长距离顶管施工过程中，针对其中存在的各类影响因素，必须采取有效的措施对它们进行控制，最大程度地降低或是消除其对施工作业带来的不利影响。例如，针对顶管管壁四周产生的摩擦力，可以在管道外壁注入触变泥浆形成厚度合理的泥浆套，使管道包裹在泥浆套内，这样可以有效降低管道顶进过程中受到的摩擦阻力。

结束语:

综上所述，目前顶管施工技术应用范围比较广泛，在市政给排水项目工程中采取顶管施工技术，无需影响地面构筑与地面开槽，可以直接通过顶管技术完成地下施工，因此对市政给排水项目工程中的管道顶管施工进行分析具有重要意义。

参考文献;

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[2]于彪.顶管施工技术在市政给排水工程中的运用研究[J].绿色环保建材，2018

[3]刘晓.长距离顶管施工技术在市政给排水施工中的应用分析[J].科技创新导报，2017