探讨顶管施工技术在市政工程中的应用

探讨顶管施工技术在市政工程中的应用

张相雨

身份证号： 37012319821121****

摘要：随着我国城市现代化建设的进行，市政管网施工在社会主义现代化建设中的作用越来越明显，并且通过对城市基础排水、能源、电网以及各项基础设施的建设，能够使我国城市建设更加完善。其中顶管施工技术在发展城市经济以及环境保护方面有重要作用，从而能够保证城市建设的顺利进行。文章针对城市建设过程中的顶管施工技术进行了相应的探讨，希望能够为我国的市政管网施工起到一定的作用。

关键词：市政管网施工；顶管施工技术；应用

引言

随着城市建设的不断发展，各种市政管网施工越来越多，在传统的市政管道工程施工的过程中，经常需要对道路进行封闭，严重影响到城市交通的正常进行。所谓的顶管施工，其利用顶管技术，在路面少量开挖的情况下，就可以完成管道在地下的铺设，不会对路面造成破坏，也不影响上方车辆的正常通行。在市政管道施工越来越多的今天，其优点越来越突出。因此，对于“市政施工中的顶管施工技术”的研究，就具有极大的现实意义。

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顶管技术设计阶段要点

具体设计时，首先要根据地勘报告、地下水的侵蚀性等，分析工程是否可以选择顶管施工；然后根据的相关的国家标准及行业标准进行顶管设计，如《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）等。

土层变化、设备条件、顶进速度、管材形式、工作井形式、机头切削形式、注浆压力等都会影响顶力的大小。目前常用整体三维模型考虑顶管顶进时结构受力情况。管材设计时，应充分考虑管材的钢筋分布、配筋比、两端的细节处理及砼的强度都不同于一般的排水管线。目前，通常根据轴心受压柱设计顶管施工的管材。同时要考虑顶管纠偏处理时的安全系数。工作井及接收井进行设计时，通常选择钢筋混凝土结构，单口井装置方位可选择正方形、圆形或矩形。相比较而言，圆形受力效果最后，正方形次之，矩形最差。但目前最常用的是矩形工作井。工作竖井应该有足够的工作面，根据公式（1）、（2）计算顶管坑尺寸。

长=D₁+2S （1）

宽=L₁+L₂+L₃+L₄+L₅ （2）

式中：S为操作宽度（m），通常取0.8～1.2m；D₁为管外径（m）；L₁为管道顶进后，压在导轨上的尾部的最小长度（m），通常取0.3～0.5m；L₂为管节长度；L₃为出土工作间长度，一般为1.0～1.8m；L₄为液压缸长度；L₅为后背所占工作坑长度。

3顶管施工阶段的要点

3.1施工准备阶段

顶管施工前，可尽量要求设计方或业主提供施工线路上详尽的地勘资料。尽量明确施工土层的分布情况、力学参数及物质性质等。砂层考虑含沙量及砂的级配关系及粗细情况，岩层考虑是否有裂隙，风化岩还需明确是弱风化、中风化及强风化中的哪一种，明确其抗剪强度及抗压强度有多大。若设计单位及业主提供的资料不一致或不详细，施工单位须业主补测，确保资料的准确性。另外，分析施工现场周边的建筑物、水文及交通情况，且同时要考虑施工后地表变形的控制，保证施工能安全、经济、稳定的推进。市政管网施工施工顶管技术时，首先要对整个管线系统进行全方位分析，须确保施工情况良好、技术风险小且顶板短。另外，认真分析测试现场获取的数据，确保施工时顶管设备的施工环境良好。此外，施工人员应根据现场实际情况，科学配置，积极调整相关工艺参数，高效完成顶管施工。另外，可根据施工的具体情况设置施工防治，确保施工顺利推进。

3.2顶管施工工序

（1）穿墙前注浆止水。顶管工作井穿墙前需先进行注浆止水。其中，常见的注浆材料包括黏土、水泥及石灰。一般三者的配比为3:1:2，将注浆材料按比例进行混合搅拌，制成浆液，并将注浆液与土壤相结合，通常洞口搅拌范畴为4m×4m，以保证工具头能进行出洞的整个操作。经固结处理后的天然土壤注浆后可起到止水的效果。

（2）顶管穿墙。顶管穿墙前应保证墙体闷板处于并保持开启状态，以确保顶管工具管或掘进壮士能从顶管井外推。另外，为实现水安装时的强大堵水、阻水目的，应将水泥黏土充分填充，这里使用的水泥黏土强度低且经过搅拌夯实。尤其需注意的是，为确保增加密封板的强度及耐磨性，现场人员应选择止水法兰加压板的施工方式，以免出现供水管道穿墙而暴露外部墙体，最终出现腐蚀损坏的情况，造成不必要的经济损失及质量伤害。

（3）顶管出洞。顶管出洞的偏斜是市政管道施工的重点。管线出洞时应使用管道辅助工具进行相应的调整，并在工具管壁下部的井壁位置放置支撑设备，以确保顶管施工质量。

（4）注浆减阻。作为顶管施工的重要组成部分，注浆系统的重要性不言而喻。为确保注浆作业能和顶管施工同步进行，施工人员应优先对顶管机的头尾进行压降处理，且为了减少顶进中的泥浆损失，应在管道和中续间进行适当的补浆处理。

（5）顶管纠偏。顶管纠偏时需在千斤顶装置辅助下完成。尤其需要主要的时，当同时出现高程偏差及方向偏差时，应先修理偏差值较大的偏差，确保整个顶管施工工程质量稳定，有序实施。

（6）事故应急措施。顶管施工时，若发生任何异常情况，应立即停止施工，向相关技术人员分析具体情况，技术人员认真分析原因，寻找科学合理的解决措施。待异常情况解除后，方可进行下一步顶进工作。不可为赶工期，故意隐瞒实情，造成不必要的经济损失。

（7）施工现场管理。施工现场管道中常会有施工残留物及污染物，应及时清理，避免对管道中的仪表、设备及阀门等造成不必要的损伤。由于封闭后管道清扫难度加大，故通常进行管道安装前后都应该进行清扫，分段施工时，应分段清扫，减少封闭后的工作量。

清扫完成后可对管道进行分段或整体打压测试，检查系统的气密性及强度。打压时要考虑季节的影响。由于温度低时，打水压会在管道内结冰，故通常寒冷的冬季指进行打气压测试，如若一定要在冬季进行打水压测试，应采取相应的防冻措施。另外，由于打气压存在一定的安全风险，故测试前应制定相应的安全防范措施。打气压、打水压都应遵循国家相关的验收标准，若出现渗水等现象，应及时查找原因并进行相关修复。

4结语

总而言之，在市政管网施工的施工建设中，常会遇到建筑物与公路等影响到施工进度，直接影响到施工进度，顶管技术具备的优势，使其在市政管网施工总的应用有效避免这些影响因素，进而保证市政管网施工的施工建设顺利进行，有效促进了我国市政管网施工的健康发展。

参考文献：

[1]张海波. 市政管网施工中顶管工程技术的应用[J]. 中国室内装饰装修天地, 2020(8):171.

[2]刘彩霞. 市政管网施工中顶管工程技术的应用[J]. 中国住宅设施, 2020(3):109-110.