市政给排水施工中顶管施工技术应用研究

市政给排水施工中顶管施工技术应用研究

李旭强1王荣东2

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1身份证号：4103271983****1431

2身份证号：4129241976****0325

摘要：作为城市基础设施的重要组成和关键部分，给排水系统与人们的生产生活有着密切联系。人口数量增加和城市工业化发展，给市政给排水工程建设造成很大难度。随着科学技术的进步，许多新材料、新技术以及新工艺逐渐被应用到给排水施工过程中，顶管技术就是其中一个重要表现。基于此，本文就针对市政给排水施工中顶管施工技术应用进行研究分析。

关键词：市政；给排水施工；顶管施工；技术应用

1顶管施工技术的特点

顶管技术又叫做非开挖管道敷设技术，顾名思义，在管道施工过程中，应用顶管技术不必对地面层进行开挖，就可以穿过地下管线、河道以及铁路公路等。与开挖敷设技术相比，顶管技术具有诸多优点：造价低、工期短；占地面积不大；不会对地面活动造成影响，不影响城市交通正常运行；不会对现有构筑物及管线使用造成影响；施工过程中噪声污染较小等。因此，效率高、无污染是顶管施工技术最突出的优点，目前已经在市政工程中，特别是给排水施工中得到较为普遍的应用。

2基于市政排水施工运用顶管技术的注意因素

2.1顶力

在运用顶管技术开展施工时经常会使用顶铁、千斤顶、油罐、油泵等众多设备，上述设备均属于顶进设备。制约顶力的因素取决于顶管管道材质、施工地质、管道直径、工作坑以及施工设备等多方面因素。由于施工过程中需要纠正顶管方向，故此，在施工前应细心设计顶力规划，在设计中预留充足的后备量。

2.2工作坑

工作坑主要分为工作井和接收井，形状既有圆形也有矩形，使用钢筋与混凝土进行构建。在施工时以装配式与现浇式为主，通常在排水施工中选择现浇式。在工作坑附近放置支撑设备，提高后背墙定理。工作坑内部建立钢制蔷薇，提高稳定性，提高施工强度。工作坑的建设直接影响顶管技术的施工质量，必须认真建设工作坑。

2.3管道材质

在开展排水施工建设中，经常使用钢管、塑料管道与钢筋混泥土管道等材质的管道。在运用顶管技术施工时，管道材质的选择也直接影响施工效果。通常情况下，基于顶管技术会选择承压能力较强的钢筋混泥土管道或专用顶管管道。由于管道接口处理工作由人工操作完成，故此管道直径应大于50cm。长度可根据施工预算与施工技术进行选择。

3给排水施工中顶管技术的应用现状

3.1设备和技术比较落后

我国在给排水施工中应用顶管技术的历史虽然已有半个多世纪，但由于起步太晚，在顶管设备生产技术方面相比发达国家还有很大的差距。据了解我国国内也有生产顶管设备的企业，但因技术方面存在的空白太多研发能力不足，生产出来的顶管设备的使用效率很不理想。再一方面是我国自主生产的顶管设备各种功能配置不够齐全，不能适应特殊地质构造下的施工作业。

3.2业人才缺乏

由于大部分地区对顶管施工技术的应用范围有限，因此这项技术在全国范围内的普及率不高，没有形成一个成熟的行业规范和专业领域，尤其是好多大学的土木工程专业对顶管技术的教授仅限于课本中的个别章节，并没有单列学科进行教学，这样就造成长期以来我国的顶管施工技术专业人才极其缺乏。市政施工企业没有现成的顶管技术专业人才只能从原有的施工人员中抽调部分人员经过简单的培训后就被指派从事顶管技术的施工作业，或者很大一部分企业因无法找到合适的人才只能选择传统的手工开挖施工方式。

4市政工程给排水施工中顶管技术的应用分析

4.1施工前期的准备工作

4.1.1布置施工现场施工

平面布置包括以下方面：布置材料堆放场所、弃土坑、起重设备、料具间、注浆系统以及拌浆场所等；进行顶进设备安装；将下井扶梯设置在工作井周边，以方便施工人员开展工作等。

4.1.2加固顶管后靠土体和进出洞区域

在运用顶管技术进行给排水工程施工时，需要加固顶管后靠土体和进出洞区域的土体，以保证顶管施工的安全性。加固技术包括堆土反压技术、高压旋喷桩加固技术以及混凝土后背墙技术等，施工人员应当根据工程实际特点来选择加固技术。

4.1.3施工机械准备

通常来说，顶管管道需要在黏土层以及淤泥质砂中工作，在市政给排水施工过程中，如果无法采取明沟开挖埋管施工方式，应用顶管技术能够取得较好的施工效果。管道直径最好控制在800mm以上，施工人员需要考虑到管径大小、管道材料以及施工现场的土体摩擦力，在此基础上对千斤顶、顶进机具、反力墙和起重设备的类型、数量进行确定。在顶进施工过程中，需要的通用设备有：2套后座泵站、2套泥水处理系统、2套整体式顶进构架、1台经纬仪、1台全站仪、1台水准仪和1台激光准仪。除此之外还需要水泵、电焊机等设备。

4.2顶管施工流程

4.2.1注浆止水施工

在顶管井穿墙施工之前，先要进行注浆止水施工。注浆材料包括水泥、石灰和黏土等，并混合一定的自然土进行搅拌。合理设计浆液配合比，确保浆液固结后，不仅能够发挥挡土、止水功能，还能方便机具穿墙。

4.2.2穿墙施工

将穿墙闷板打开，将工具管向井外顶出，然后安装穿墙止水装置，技术措施包括：利用水泥黏土或者纸筋黏土对穿墙管进行回填，并且严密夯实，发挥临时挡土止水功能。在利用工具进行穿墙施工前，需要对穿墙管外部进行注浆固结处理，以此保证穿墙孔外部周围土体的强度和稳定性；在正式施工之前，需根据现场实际情况分析施工过程中可能存在的不确定因素，以此为基础制定科学合理的应对方案；在开启闷板后，将工具管迅速向前推进，在此过程中要做好止水工作。一般使用止水法兰加压板来进行穿墙止水，并且将厚度为20mm的橡胶止水板环按入其中，在工具管的顶进作用下，橡胶板会形成一个逆向的止水装置，以免穿墙管外部周围土体暴露太长时间，从而对土体流变产生影响[4]。

4.2.3顶管出洞施工

在顶管施工过程中，顶管出洞属于关键环节，稍有不慎就会出现质量问题。因此，在顶管出洞施工过程中，先需要对工具管进行调零处理，以免造成管线偏斜问题，然后根据实际情况，将必要的支撑加设在工具管下部井壁上，并进行初始角的预设，从而对工具管出洞前的下跌起到弥补作用。

4.2.4校正顶进偏差

在顶进施工过程中，一旦管位偏差超过10mm，需要及时校正管位。在对顶进偏差进行校正时，必须缓慢、均匀进行，以免造成管道损坏。当机头与设计轴线之间发生偏离时，需要通过千斤顶组进行纠偏，使机头方向发生改变，以此降低偏差，确保顶进施工质量。

结束语

总而言之，顶管施工技术具有极强的应用价值和潜力。良好的运用该项施工技术可以有效减少城市乱挖乱建的糟糕情况，优化施工建设的整体流程，合理保护施工作业的周边环境。大幅度提升了市政给排水施工的整体质量，促进城市排水系统的不断完善。注意把握影响施工的顶力、管道材质、工作坑等重要因素。做好施工纠偏、顶管出洞、管道减阻以及穿墙施工等应用要点。从而减少施工成本与其他资源的浪费。

参考文献：

[1]王亮.论市政给排水施工中顶管技术的应用[J].建材与装饰，2017（07）：39-40.

[2]孙海胜，徐克强.市政工程建设中顶管施工技术的应用[J].中华建设，2017（01）：156-157.

[3]王雷.浅析市政给排水工程施工中顶管施工技术的应用[J].建材与装饰，2016（51）：55-56.

[4]胡卜元.市政给排水施工中顶管技术的应用研究[J].智能城市，2016，2（11）：91.

[5]熊兆华.顶管技术在市政给排水施工中的应用探讨[J].中国高新技术企业，2016（33）：31-32.