顶管技术在城市雨污水管道应用中的施工探讨

顶管技术在城市雨污水管道应用中的施工探讨

李响 王周全

中国水利水电第一工程局有限公司 吉林省 130000

摘要：雨污水管道是市政工程中的重要组成部分，随着我国城市规模的扩大和常住人口的不断增长，人们对其工程质量的要求也越来越高。为此，有关的工程技术人员要顺应时代潮流，加强雨水管道施工工艺的优化和运用，顶管施工是其中一种常见的工程方法，它以其优良的工程特性，在城市管网工程中得到了广泛的应用。本文着重论述了采用顶管施工技术的几个关键要点，以期对我国雨污水管道的发展起到一定的推动作用。

关键词：顶管技术；城市雨污水管道；应用与施工

引言

雨污水管道的传统施工方法是采用开槽法，但由于受地形条件的制约，会对排水沟的开挖产生不利影响。城市雨污水管大直径顶管施工技术是一种新型的施工工艺，它可以不开挖排水沟槽，使作业面变得平滑，既提高了施工效率，又能保证管道的密封性能，而且对原工程的影响很小。尽管管道顶管的施工成本比其它方法要高，而且工期也比较长，但其施工技术还是在工程中使用比较广泛。本文介绍了顶管施工方法，并对其技术要点进行了分析和讨论，以保证顶管施工的顺利进行。

一、顶管技术的概述

顶管技术是从传统的盾构法中继承和发展而来的一种在工程施工中不需开挖地槽的施工工艺，在实际施工中，它能很好的解决公路、铁路以及地形复杂的地形。在整个顶管技术的施工中，最主要的方式就是利用各种高效的推动力(比如顶部的油缸、管子之间和转发器)，将工具管或者挖掘机从工作区域的工作井中挖掘出来，然后用推动力将其推入到整个接收井中，然后将其吊起来。在城市雨污水管道工程中，施工工地多集中在城市中，地下环境较为复杂，传统的施工方法会导致大量的土方开挖，对周边环境、建筑、路面等都有一定的影响^[1]。所以顶管施工技术能够充分发挥其自身的优势，避免大规模开挖，推广应用，同时也减少了施工成本。在雨污水管道施工中，如果按传统的方法进行，不仅要耗费大量的土方，还会占用很多公共空间，造成资源的浪费。雨污水管道工程一般都是采用地下管线，采用顶管施工，不仅能减少对道路、环境的影响，而且能防止对工人造成危险，而且还能确保安全、可靠，同时也会产生很大的经济效益。

二、顶管技术在城市雨污水管道应用中的施工要点

（一）进出洞口的安全防护

安全是保证工程施工有效实施的先决条件，因此，搞好安全生产工作显得尤为重要。综观整个顶管施工过程，进出洞口是安全间题的高发区。在顶入之前，应按6 m深处的岩土特征采取相应的加固措施，有效地改善该段的稳定，避免在顶进时因扰动性的作用而发生不稳定。工具管的外壁和孔口之间有一个空隙，在这个空隙中，可以为水的流动提供通道，使水进入工作井。为了达到密封和止水的目的，必须在孔口附近加一个密封的橡胶圈止水。另外，为了改善现场的施工条件，可以在井中设置了1个污水泵。

（二）穿墙与顶进施工

第一种是顶管穿壁技术，在顶管施工中，要根据具体情况进行合理的施工方案，并以此为依据，做好防水泥浆的准备工作，防止雨水管道渗漏，要及时堵漏，可以采用止水环，保证其良好的抗磨性和拉伸性能，并做好相应的保护措施，以减少管道的腐蚀。第二种是顶进技术，首先要做好土方开挖、支护等工作，其次是控制管道推进速度，以提高整个工程的质量。在清理完地下障碍物后，要考虑到各种因素，在工作井的基础上留出一个孔洞，并确保工作井位置的精确度和合理性，以防止积水进入工作井，然后再进行顶管设备的安装^[2]。

（三）管节施工的关键内容

1.管节运输

根据现场施工情况(地质稳定性、空间等)和节段的起重需求，采用25 t吊车，将管节吊到指定位置，再启动吊车，把节段再送到井下，保证节段运输过程有序。

2.管节顶进

管节按规定统一采购成品管，并对其进行综合评定，安排专人监督日常生产，从源头控制产品的品质。到达现场的管节必须经过品质检查，不符合要求就退出，符合标准的才能进入，并对管节进行保护，防止管节损坏和其它质量问题。在顶进前期，应加强对顶进轴线的测量和控制，并灵活地调整纠偏油缸，精确地调整顶进轴，使其在规定的轴距范围内保持稳定。根据"勤纠、微纠"的基本原理，即一次的纠偏不能太大，在多次精细的修正后，可以准确地调整顶进轴线，防止由于严重的纠偏，造成节段破裂等质量问题。不同断面的顶板工作条件是不一样的，在通过河床时，应采用缓慢顶进的方式，并在此过程中加强对灌浆过程的控制，以提高灌浆质量。

3.地层稳定性控制

通过对工程地质条件、地面沉降、测量数据等因素的分析，确定合理的土质、水土压等参数达到合理的控制要求，确保斜坡的平稳性，最大限度地降低顶板施工对土体的干扰。对注浆压力、注浆量、排泥量等关键参数进行动态调节，以保证在整个顶进过程中，岩层的稳定性能得到充分的保证，同时保证轴线在允许的范围之内，使地层的变形最小，从而提高顶管的施工质量。

4.注浆减摩

在顶管机尾段进行同步注浆的同时，还可以灵活地利用预留的管道，将泥浆注入管节外壁，从而提高顶板的受力条件。注浆材料以减磨泥浆为宜，并按多点对称压注的原则保证每一部位都有足够的浆液。在泥浆的作用下，管道节外壁与周围土壤之间的孔隙逐渐被填满，减小管节与土壤之间的摩擦力，从而防止由于顶进阻力过大而影响到顶管施工。由于触变泥浆的触变性和稠度都比较好，因此减磨泥浆的选择首选触变泥浆，此外，根据现场地质情况，对钻井液的配比进行灵活的优化，使注浆后的摩擦力得到有效的控制。采用压浆泵作为主要设备，先将浆料输送到压浆总管，然后再分布到各个压浆孔的软管，并可根据工程需要灵活调节压浆孔的球阀，从而达到对压浆量的有效控制。

5.中继间顶进

随着顶进长度的不断增大，管道与土体之间的摩擦阻力呈现出增大的特征。虽然采用注水技术可以有效地减少工作井的阻力，但是在长距离顶管条件下，这种注水方式的使用效果受到限制，中继间接力顶进技术可以针对性的解决这种灌浆方式存在的问题，并通过适当地配套中继间，从而延长了单次顶进的长度。在此基础上，中继间应满足刚度大、装卸方便、稳定可靠、密封性好等方面的要求。在顶进时，以最靠近顶管的中继间为优先顶进目标，其余的中继间保持稳定，依次进行顶进。

（四）管道纠偏

由于顶管施工工艺复杂，施工方法不合理就极易产生偏差，因此，在顶管施工过程中，应对管道的各部分进行精确的标高，并对其进行及时的纠正，以确保管道的平直。第一，如果误差超出了容许的范围且在10 mm以内，就要立即进行修正。纠正不能一次做好，要分步骤进行，一旦出现偏差，就要慢慢纠正，以确保管子的正确位置，不能太过强硬的纠正。也可以采用超挖纠偏的方法，就是将超挖的方向调整到相反的方向，或者设置一个坎儿，这样就能产生一定的阻力，保证偏移的正确性。第二，当误差大于20 mm时，采用"千斤顶"纠偏方法，即将一个小的千斤顶放在管道的反面，将另一端倾斜在管道的前面的土墙上，等支架稳定后，再进行顶力施工，在一些特殊的条件下，可以和超挖纠偏相结合，边顶边支，直至纠偏结束^[3]。

三、结语

总之，雨污水管道是城市市政工程的重要组成部分，采用顶管施工技术可以创造一个安全的顶进施工环境，确保顶进施工质量。本文详细讨论了顶管施工工艺中应注意的几个问题，可供同类工程借鉴。

参考文献

[1] 肖栓,黄志华,刘交通. 市政工程雨污水机械顶管施工安全质量控制措施[J]. 智能城市,2021,7(2):99-100.

[2] 井超. 市政工程雨污水机械顶管施工安全质量控制措施[J]. 中国房地产业,2021(2):194.

[3]杨茜,闫晓盼. 顶管技术在城市雨污水管道的应用[J]. 建筑工程技术与设计,2021(13):1697.