市政工程建设中顶管施工技术的应用孙言萍

市政工程建设中顶管施工技术的应用孙言萍

孙言萍

济南城建监理有限责任公司山东济南250000

摘要：城市建设的快速发展是我国经济建设的重要体现。在我国的市政建设工作中，顶管施工建设非常关键和重要。在顶管施工的过程中，我们不仅仅要关注施工效率，最重要的一点是我们要关注施工质量。

关键词：市政工程建设；顶管施工技术；应用

引言

我国城市建设的快速发展离不开国家经济的大力支持。城市基础市政工程建设得到迅速发展，地下空间的开发项目逐渐增多，地下工程建设实施难度也越来越大。同时，政府以及社会对于城市文明建设、环境治理也越来越重视。对于地下工程建设的要求越来越高。顶管施工技术无需开挖地面，便可以穿越道路、河流的技术，因此这一技术比较适合在市政工程中应用，在实施过程中，对城市交通和建筑物的影响较小，同时不会带来过多的粉尘和噪声等，能够节约大量的建设资源，缩短市政工程施工工期。

1顶管施工的技术概念

顶管施工又称为非开挖施工方法，其属于一种不开挖或者少开挖的管道施工技术。其在实际的运用过程中，需要使用顶进设备，一般是液压顶缸来提供顶力，用于克服管道在土壤前进中的摩擦力，将管道按照设计的坡度顶入到土中，然后将土方运走。在一根管子完成顶入后，再进行第二根管子的顶入。其原理是借助了液压油缸及管道之间的推力，将工具管道或者掘进机从一个开挖坑中，通过土层，推入到另一个开挖坑中。在城市中心或者地下有文物古迹的特殊地段，由于不能直接进行开挖，只能使用该技术进行施工。在一些施工路线较长的路段，由于油缸的顶力难以克服地层的摩擦力，需要将管道进行分段，每段之间设置由中继油缸组成的移动式顶推站即中继间，且在管壁和土壤的接触处，还应该注入一些减摩剂，可以有效减少管道前进的阻力。该技术和传统的开挖技术相比，去施工成本更低，对周围的环境影响小，不会影响地面交通的正常开展，施工的噪音也较低。但该施工技术也同样存在着一些缺点，如果施工土质过软，管道在前进的过程中，容易出现路线偏差，一旦出现，就难以得到有效的修复。

2顶管施工技术的基本原理

在市政工程施工的过程中，顶管施工之所以非常重要，主要就在于其工作施工原理。顶管施工技术的工作原理为在顶进井施工这一环节开始，有效的利用了掘进机以及相应的施工机械，将顶管放置在施工位置，通过顶管的油缸以及中间顶的相应推力，能够穿过土层将施工井内部的施工用具吊起，在施工尾端，将工作井的管道进行掩埋。这一过程就是顶管施工技术的主要施工原理。顶管施工主要是一种机械化的施工，在施工的过程中，我们采用的施工方式为封闭式的施工顶进方式。保障顶管施工平衡的方式有三种，首先是泥水方式的顶管施工平衡，其次是土压方式的顶管施工平衡，最后是气压方式的顶管施工平衡。

3顶管施工技术优势

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。

4市政工程建设中顶管施工技术的应用

4.1现场踏勘和调查

顶管施工技术在市政工程中具体应用之前，相应管理人员需要对现场的人、车流等情况、人流和车流交通组织和路线等进行详细观察，可以在相应的路口位置设置交通导向牌，在人流和车流高峰期阶段，可以安排相应人员对交通进行指挥。此外，还需对四周排水系统进行详细的勘察，以便设计最佳泥水线路。如有必要，还需要设置临时排水管道，以防止出现污水横流现象。针对现场煤气、电气、通讯、供水等管道实施现场定位，同时还需要标示出，从而确定是否要进行关停或者搬迁。技术人员对雨水箱、原有污水管道等埋设相对较深的市政构筑物。结合桥梁等构筑物，需对桥台基础、桩基深度和桩基的间距等进行详细调查，确定附近建筑物基坑，可以使用何种形式，是否采用喷锚结构等。

4.2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。

4.3顶管选择

顶管选择多数使用的是钢筋混凝土管，如在实际施工中，没有腐蚀的需求，这时技术人员则可以使用钢管。技术人员选择钢筋混凝土管的过程中，要求顶管的规格和配筋的相关参数充分符合实际应用要求。在选择顶管的直径过程中，则可以根据工程内容的类型进行具体的选择，进行顶管具体施工过程中，还需要配备相应的挖土人员。对此，所设置的管道内径时最好要大于0.5m，此后对所受荷载进行计算，然后结合计算结果选择顶管的厚度，再确定顶管的外径。选择顶管的长度过程中，还需要结合实际施工需求，顶管长度直接影响经济效益，选择长管，装管次数相对较少，因此就有较高的经济性。

4.4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。

4.5顶管井施工过程中洞口止水的设施选择

在一般的市政排水工程中，其管道的敷设深度都小于10m，受地下水压力的影响较小，所以在很多市政顶管井工程中，洞口止水设施选择了结构相对简单、造价低廉、安装方便的橡胶法兰式结构，但却忽略了对洞口止水设施的刚度、强度以及密封材料性能的要求，导致了顶管井的水土淤积事故发生。因此选择洞口止水设施时，要首先结合管道的不同埋设深度、洞口的结构形式、对止水设施的刚度和强度要求等特点，确定其结构形式。在安装过程中，要保证预埋件的锚固强度、焊缝的焊接质量，并确保管中心与洞口止水设施的同轴度等。

结语

市政工程属于基础设施建设的组成部分，其和人们生活、工作等之间存在密切联系。当前我国基础设施建设得到不断深入，市政工程建设发展速度越来越快，并且获得较为良好的成果。顶管施工被广泛应用在市政工程中，主要是因为该技术使用过程中，无需对路面进行开挖，对四周环境以及交通影响不大。

参考文献：

[1]权凡.市政工程建设中顶管施工技术的应用[J].建材与装饰，2017（45）：44.

[2]余勇.泥水平衡顶管施工技术在市政工程中的应用研究[J].建材与装饰，2016（19）：13-15.

[3]胡霄.浅谈市政工程中电力隧道顶管施工技术的应用[J].门窗，2012（8）：116-117.