市政雨污管道顶管施工工艺分析

市政雨污管道顶管施工工艺分析

林骏毅

中铁上海工程局集团第六工程有限公司 云南省昆明市  650200

摘要：在雨污水管道施工中，常规的施工方法是开槽施工，但这种施工方法往往受到一定地形因素的限制，不利于沟槽开挖。城市雨污水管道大口径顶管施工技术是一项新的施工技术，它能有效地避免沟槽开挖，使工作面更加平整，提高施工效率，有效地保持管道的严密性，对原项目影响不大。顶管法虽然施工成本比其他方法高，工期慢，但由于其成熟的施工工艺仍被广泛采用。

关键词：市政；雨污管道；顶管；施工工艺

合肥某道路工程中雨污顶管施工，设计道路污水以店埠河为界，分为二段，工程污水方案最终确定如下：(1)桥头集至店埠河路段，该道路规划用地为仓储用地，现状主要为农田用地，区域范围内地势北高南低，距离北侧撮镇污水厂在5.5km～6.5km，距离较长且存在逆坡。现依据物流园的排水规划，并结合规划部门意见，沿本道路敷设D500污水管，排至东华路，远期地块开发投入使用后向南排至小型污水处理设施处理。(2)店埠河以东路段属于循环经济园区，该段落污水经过前期与肥东县规划局和循环园区沟通，确定并经过与园区委托的规划设计单位对接后，该段污水通过撮镇路、长乐路和四顶山路排入污水处理厂进行深度的处理。

1顶管施工技术的准备工作

在污水管顶管施工前，要做好充足的准备工作，主要包括以下三个方面：（1）全面掌握施工地点的地下水位情况、地质研究、施工管道的相关数据及施工场地周围基础设施的布局，根据实际情况拟定合理的施工方案；（2）针对施工管道的受力程度、道路排水工程的特性判断管道需要设定的直径长度和管道材质的选择对策，根据顶管施工工艺选择合适长度的顶管；（3）在管道施工进行中，由于某些部分需要用高压油泵、千斤顶等设备，这就必须保证设备的规格符合相关标准。在顶管施工过程中，要重视顶管接收井和工作井的建造。根据不同的情况制订不同的施工方案，在施工方案中运用最合适的施工技术，保障工程施工的顺利进行。

2市政雨污管道顶管施工工艺

2.1过路预留管设计

为避免道路建成后，其他类管线过路再次开挖，排水设计时在K8+860、K10+345、K10+400、K11+280、K11+347、K12+323、K12+400、K12+800、K12+850、K13+281、K13+387、K13+810、K13+870、K14+360、K14+415、K14+895、K14+980相交路口预留过路管涵，以便远期其他管线过路使用。

2.2 管线位置

依据合肥市规划局下发管线综合标准横断面图，这条道路目前只针对机动车道开展了相关的施工，对于其他两条道路，即非机动车道及人行道还没有相关的规划实施，因此，管道设计主要集中在机动车道下，以便一并实施，对于本次不进行实施管线置于非机动车道和人行道。雨水管线在道路中心线两侧14.5m处；污水管线分两段位置设置，店埠河以西段本次与机动车道一并实施，设置在道路中心线两侧11m处；店埠河以东段根据肥东县规划局来函，暂无污水排放需要，设计时将污水管布设在机动车道外侧，位于道路中心线两侧21m处。

2.3 管道材料

D700及污水管采用钢带增强聚乙烯螺旋波纹管，符合国家相关行业标准要求。环刚度≥12.5kn/m2。管道施工应符合中国工程标准化协会标准的有关要求。在D700以上部分排水管一般采用钢筋混凝土材质的扁管，在管道接口处采用水泥砂浆抹面。顶管选用的材料为F型混凝土管，所选用的材料已达到国家有关管道规范的施工要求。交叉口处的D600预留管材质也为混凝土排水平管。雨水口连接管材采用D300平口钢筋混凝土圆管，I=0.01坡向雨水检查井。雨水入口连接管基础见04S516P22。所有雨水进口连接管和排水管，覆土小于0.7m，均采用C15混凝土密封。

2.4井施工

根据本工程竖井施工情况，首先要了解场地地质条件。竖井的主要构件为锁环梁、底板和井壁。锁环梁主要采用C30钢筋混凝土作为材料，需要在施工现场浇筑。井壁结构主要采用网架、锚喷混凝土和锚杆，厚度约30cm。底板材料主要由平均厚度大于30cm的C16混凝土和喷射混凝土组成。在施工过程中，要对顶管进行反复检查，确保土体强度能满足工程要求，以便更准确地确定钢板和混凝土的厚度。最重要的一步是确定底板和混凝土的强度。

2.5管道的选择和安装

管道安装前，必须对管道质量进行系统检查。本工程选用的管材如有质量问题，应防止在现场施工中使用，更应防止在管道施工中使用。吊管前必须保证橡胶止水圈安装好。管道在轨道上吊装后，可相应放置环形顶铁。连接管道时，应注意避免碰撞和损坏管道质量，特别是管口的科学拼接。在施工中，如发现管道损坏，或放置的管道翻倒、开槽，必须更换已安装的管道，并重新调整橡胶圈，方可继续管道安装工程。管道拼接工作完成后，应进行顶管施工，具体操作采用液压千斤顶完成。

2.6管道顶进施工

（1） 通过对顶管钻头进行相应的技术改进，可以有效降低顶管阻力，并且随着顶管距离的增加，顶管推力速度将继续加快。顶管时，应防止因压力而损坏管道。只有大大降低管壁阻力，工程才能顺利完成。在施工过程中，使用过的管道周围在注入接触过程中会变成泥浆。通过相关工艺，将管道与土壤之间的干摩擦转化为湿摩擦。这样做的好处是电阻可以减小到最小。本工程所用触变泥浆的具体制备方法是将膨润土、烧碱、CMC和水按一定比例混合。具体比例为0.3∶0.2∶0.01∶1。触变泥浆搅拌配制后放置24小时，充分搅拌后投入使用。施工时，必须从机头开始。通过注浆系统，将触变泥浆通过注浆孔压入前三段管道中，形成厚度约为10mm的泥浆套，以保证顶管能在泥浆套内滑动，尽可能减少摩擦。利用压力计和流量计对泥浆进行有效控制，使泥浆压力达到地下水压力的1.1～1.2倍。在施工作业过程中，必须先压入泥浆，再进行顶管施工，然后将两项作业逐一完成。最后，可以先停止顶进，然后继续补充泥浆。通过这种操作方式，可以最大限度地保持泥浆套管的性能。

（2） 施工中应科学控制顶进线。具体操作方式应使用相关设备，并按正确的操作方式进行施工，并保持一定的可预见性。为了保证管道的设计思路是按标高和顶升方向设计的，在顶升过程中要使用相关工具连续测量标高方向，通过连续测量调整偏差，然后根据反馈对顶升进行校正，从而相应地调整机头的方向，最终实现对顶升方向的控制，使管道的工程设计能够沿着轴线推进。

3注意事项

工程中地面如果出现沉降或隆起的时候应该引起重视。顶管施工过程中沉降观测点要按照一定的间距进行沿线布设，施工期间要对地面出现的沉降量进行实时的监测。对端面进行开挖的过程中过多或过少的取土行为会使地面出现一定程度的变化。为防止出现这种不良情况，可采取以下措施进行化解：在压浆时要对压力进行科学的控制，要保证“泥浆套”上面的土体所受到的压力达到相对的平衡。在管道接口处进行密封时要严格控制其质量，避免出现不必要的渗漏。在埋藏较浅距地面1.5m处，可在局部管道将钢板压入沿线，加载的形式采用的是将砂包进行上堆，这样能够更好地防止触变泥浆发生上浮，导致泥浆套不能充分地发挥其功能。

结论

在本次雨污混流管道施工中，根据工程的实际情况，结合工程进行综合性的分析，采用内嵌钢管顶进技术相较于支护开槽施工更具有操作性，能够极大满足施工要求，可为将来雨污管道施工提供了一定的借鉴与参考。

参考文献：

[1]张鸿涛.顶管施工技术在市政雨污分流工程中的应用[J].建筑工程技术与设计,2019,(023):3041.

[2]张甫娜.南方沿海某市污水收集系统提质增效对策研究[D].哈尔滨工业大学,2019.

[3]王涛.多元主体参与成都市城北片区排水治理的问题与对策研究[D].中共四川省委党校,2019.