市政工程非开挖顶管技术的应用

市政工程非开挖顶管技术的应用

张保生

中国建筑土木建设有限公司北京100070

摘要：随着我国城市建设要求越来越高，市政排水工程的施工越来越受到重视，而在市政排水工程施工中，通常用到的方法便是非开挖顶管施工技术，它的工作原理就是使工作井垂直于地面，然后将水泥、钢制管道通过高压千斤顶向地下放置。这项技术能够满足地下正常施工且不影响周围环境的要求。因此在市政排水工程中得到了十分广泛的应用。本文对市政工程非开挖顶管技术的应用进行探讨。

关键词：市政工程；非开挖顶管技术；应用

1非开挖顶管施工技术概述

市政排水工程中因地下环境复杂，管线众多，因此如果采用大开挖的方式进行市政排水施工，将会造成很大程度的影响，甚至对已有的设施造成破坏，给城市居民生活带来不便甚至安全隐患。在这样的背景下，应用非开挖顶管技术，可以很好的避免这样的影响，非开挖顶管施工技术是顶管施工技术与非开挖施工理念相结合的产物，这一施工技术能够通过地面极小部分的开挖，满足地下管线敷设、更换以及维修的需要，这种施工由于对地面的干扰性较小，所以在我国当下城市的给排水工程施工中有着极为广泛的应用。表1对非开挖顶管施工技术与其他地下管线施工技术进行了对比，结合表1能够清楚的发现非开挖顶管施工技术在多种方面具备的优势。之所以非开挖顶管施工技术具备这样优势，非开挖顶管施工技术的技术能够通过垂直地面的工作井，将水泥、钢制管道利用高压液压千斤顶入地下，这就能够在不开挖的前提下，进行公路、地下管线的穿越，这一施工在埋设管道过程中能够将量对沿线建筑物与交通的影响降到最低，这也使得非开挖顶管施工技术最为适用于市政工程交通量大、人口众多及建筑物、地下管线繁杂的情况下。

2市政工程非开挖顶管技术的应用

某市政管网工程污水管道建设模块，其埋设深度为7.5m，长度为280m。由于该污水管道建设区域具有大量的建筑物，导致其并不能进行大面积基层开挖。为了最大限度降低排水管沟槽开挖对道路周边地基的不利影响，本次工程采用了泥水平衡式机械顶管施工工艺。主要施工结构为C30钢筋砼沉井结构，其顶管为F型钢承口式II级球墨铸铁管，本文对该市政工程非开挖顶管施工技术进行了简单的分析：

2.1现场勘查及施工前的准备工作

为保证施工组织设计的合理性和科学性，施工单位需要对施工现场进行调查，调查实际情况，做好施工准备工作。（1）详细调查施工现场或相邻施工现场的地下管网，现场的水、气、电、暖、通信管道的定位，以及对管道的仔细分析。并且对需要搬迁或停止工作的管道进行认真分析，贴上清晰的标签；（2）检查施工现场的交通流量、人流等路面交通状况。必要时，可在交叉口设置交通引导标志，或设置专门的警戒命令。同时，根据交通道路的实际情况，合理安排施工路线。（3）要对施工现场及附近排水管道有清楚的认识，优化污水管道的规划设计。必要时，可修建临时污水管道，以防止污水进入。如果在施工现场出现桥梁、隧道等建筑物，施工人员必须对桥墩、桥台基础、建筑物基础桩等情况有详细的了解，以防止顶管施工带来的破坏性影响。

2.2顶管工艺实施

在非开挖顶管施工技术应用前期，需采用地下管线探测装置对地下管线位置进行全面分析，并进行导向孔的合理设置。然后利用探测棒进入导向管内部，并采用顶管掘进设备，推动顶管进入地下。最后根据孔道中位线位置，进行钻机旋转回拉扩孔。

（1）工作井设置

非开挖顶管施工工艺主要具有顶管机头安装、出坑顶进井及机头进坑、拆卸接收井两种形式。在实际市政管网工作井平面位置处理过程中，主要依据设计管位置要求及以往地下管线位置，最大限度控制施工扰动力度，并结合周边建筑群、地下管线最小平面作业半径，选择相应的工作井形式。需要注意的是，若在工作井设置过程中，采用钢板桩或者沉井模式，则需要依照实际工作井深度的1.50倍核算。

（2）顶管进出洞处理

首先应将工具管推向出洞位置，最终停止在距离出洞位置1.1m处。并在工作井洞口位置进行橡胶止水装置的设置。在这个过程中，为了降低掘进机出洞阶段扣头问题出现概率，可在出洞止水槽下部进行辅助导轨的设置，并采取适当油缸纠偏收紧及底部延伸导轨安装措施。随后通过上一阶段钢混凝土与机头的刚性连接体系设置，可在后续顶管出洞阶段，采取逐节施工的形式。其次，在顶进工具管运行过程中，需要以洞口止水圈起作用作为终止标志，在其到达洞口止水圈4个小时后，可进行静止土压力检测，确定最终压力控制系数。需要注意的是，在顶管不断推进过程中，在首节顶管安装前期，需要设置一定数量的止退装置，降低主顶回顶概率。同时为了控制接头顶管出洞后阻力，可在沉井洞1/3位置进行注浆管的设置，通过触变泥浆的流动，可最大限度降低顶进管与土层之间的摩擦阻力。最后，在顶进管距离接收井32m左右距离时，应进行轴线复测措施，并维持顶进管在接收井控制范围内，保证顶进管平稳运行。由于大多数工程接收井外围具有隔水帷幕、水泥搅拌桩等装置，因此在持续推进工作中，不需要再进行土体特殊加固作业。而在顶管推进预定尺寸之后，可将顶管与后混凝土管拆除，并在杂物清除后，采用水泥砂浆填充顶管外壁与预留孔洞的空余空间。

2.3安全措施

在市政排水工程非开挖顶管施工中，为充分保证施工顺利进行和施工安全，必须保证施工现场与周边工程、道路、建筑物的距离。电气设备应设置相应的防泄漏措施。施工场地的平整度应符合要求。通道内的照明设备应保证正常运行和充足的照明。开挖过程中应设置通风设施，保证管道内空气流通，解决施工过程中缺氧和遇到地下有毒气体的问题，保证施工人员有足够的逃生时间。地下水也会影响施工人员的控制。在顶进过程中，应采取在工作井内设置集水井等适当措施。如果积水，应及时清除，防止地基软化。此外为确保周边地面的构造物的安全，应当设置沉降监测点及时进行监测。当在挖土的过程中遇到障碍物时，必须在确保安全的情况下，将障碍物予以清理。如果在施工时，由于一些因素造成施工停顿，必须对开挖面的稳定性予以处理，通过正面的支护或采用全封闭措施，保证开挖面不发生坍塌。

3结语

综上所述，随着城市建设的不断发展，越来越多的市政排水工程投入建设。为避免对城市环境和交通造成较大影响，排水工程的管道施工需要采用非开挖施工技术。这不仅保证了施工的正常进行，而且避免了对周围环境的巨大影响。因此，非开挖顶管技术以其独特的优点将越来越广泛地应用于市政排水工程施工中。

参考文献：

[1]非开挖顶管技术在市政排水管道施工中的应用[J].王萌萌，姚守勤.技术与市场.2015（01）

[2]关于市政给排水施工中非开挖顶管施工技术的探讨[J].刘小华.建材与装饰.2017（18）