研究市政污水管道工程中的顶管施工

研究市政污水管道工程中的顶管施工

孟昭阳

中交 (定安）水环境治理投资建设有限公司 海南定安 571200

摘要：顶管施工是市政污水管道工程中一项重要的施工技术，为解决市政污水管道顶管施工问题，本文作者结合多年的市政污水管道工程施工经验，对顶管施工进行具体的工序和注意事项分析，提出施工意见和建议，为开展类似工程提供相应的参考。

关键词：市政污水管道；管道施工；顶管施工

市政污水管道作为重要的市政基础设施，为减少管道明挖敷设造成的环境破坏和影响，现在越来越多的市政污水管道工程都采用顶管的方法进行施工，顶管施工具有明显的作业优点，作为专业技术人员，只有掌握具体顶管施工的技术要点，才能在施工中保证质量。

1顶管施工主要工艺

1.1工作井与接收井设置

按设计要求设置工作井与接收井，确保平面尺寸满足顶管机与其他设施设备的吊装、拆除需求，井壁采用钢筋混凝土，水泥搅拌桩作为止水帷幕，在始发井内施工混凝土后背墙及反力架为顶管作业提供反力，安装基座导轨控制顶进方向。为确保进出口洞口土体的稳定必须进行注浆加固，同时也可防止地下水涌入，平衡顶进水压。

1.2顶进

（1）顶管机选型需经过充分论证，本文选用泥水平衡顶管机进行顶管施工，管节为预制钢筋混凝土管节，按顺序做好编号。顶管机安装完成后，在顶进起始阶段，降低主顶推进速度，对油缸进行适当调整纠偏，机头方向才能控制在导轨安装方向的要求内。

（2）对前端5-10m范围内的管道偏差进行严格控制，使中心偏差不超过3mm，高程偏差不超过+3mm。勤测和缓纠是顶进施工的基本原则，纠偏角度控制在10°～20°范围内，且偏差不超过1°。一旦产生偏差，必须立即纠正，且纠偏应逐步实施^[1]。

（3）注浆要与顶进保持同步，一般情况下为先进行注浆，再进行顶进，并伴随顶进同时进行注浆，确保管道外部可以形成泥浆套，以最大程度发挥出泥浆的支撑与减小阻力的作用。顶进时控制好停注时间是关键，对在管道的周围形成良好泥浆套尤为重要。

（4）顶进时以顶力变化与实际偏差情况为依据对顶进速度进行调整，在没有特殊要求的情况下采用50mm/min的顶进速度，且最大速度要控制在70mm/min以内。

（5）顶进时应密切关注顶进方向与顶力产生的变化，当在不良地层中进行顶管时，可能出现两侧受力无法保持均匀的情况，对机具实际工作状态进行及时调整，才能确保顶管方向的准确性。

1.3管节安装

（1）前一个顶程结束，将千斤顶与垫铁收回，开始下一根管节安装。

（2）在地面做好管节的质量检查工作，经检查确认符合要求后吊入工作井中，管道前部端口处设置楔形橡胶圈，同时在其表面均匀涂抹一层硅油，用于减小管节之间的摩擦力。

（3）待上述各项工作均结束后将管节吊放至轨道上使其保持稳定，确保管节插口端与前一节管的承口正中心对正，然后缓慢顶入，直到管节之间的端面达到密贴，同时要对接口处的密封胶圈和衬垫进行检查，确认是否良好，若检查发现胶圈破损，应立即将管节拔出并重新将其插入，经检查确认无误后，开始布置顶铁，准备下一顶程的顶进工作。

1.4出土

通过密闭式泥水平衡顶管机保持正面土体泥水压力平衡，泵入清水至泥浆舱，混合切割土体形成泥浆，然后通过泥浆管输出。此外还需在工作井附近增设存泥箱，用于对泥浆进行临时存放，同时对泥浆予以二级沉淀处理，完成沉淀的水可以在泥舱中进行重复使用，而沉淀完成的渣土则可使用罐车将其运输到指定弃土场^[2]。

1.5接收

检查接收井洞口土体加固效果，可补浆加固。顶管接收阶段必须准确测量坐标位置并制定应对措施，提高接收阶段顶管精度，并控制好接收基座安装精度，确保接收顺利，并及时封堵洞口空隙。

2泥浆压注和置换

顶力控制关键在于最大程度减小顶进时受到的阻力，要想有效减小顶进时受到的阻力，压注泥浆是最常用最有效的措施，在管道外壁和土层之间形成泥浆套，降低摩擦系数，有效降低顶进时受到的阻力。

（1）使用质量合格的触变泥浆，并做好膨润土测试，需通过测试确定指标，所有指标都应达到设计要求。

（2）在管节制作过程中应按照设计要求做好压浆孔的预留，在安装注浆管的过程中，压浆孔中设置一个单向阀的目的在于避免由于注浆压力不足导致管道外部泥浆发生倒流。

（3）泥浆配制、搅拌和静置时间都要按照相关特性要求严格执行，通常情况泥浆配制比例按照如表1所示，施工中具体的比例可根据试验性拌和结果进行适当调整。

表1 泥浆配制比例

（4）将泥浆搅拌均匀，先把计算好量的水倒进搅拌桶，然后接通拌和机的电源开始以较慢的速度拌和，与此同时加入计量好的膨润土，搅拌持续2～3min。通过适当的静置后，再搅拌7～8min，最后即可获得理想的浆液。浆液拌好以后不能马上使用，而是要先放到贮浆池内保存一段时间，这样做的原因为泥浆组分充分溶胀需要一段时间才能保持稳定和形成粘度。将泥浆静置好后依靠注浆泵通过注浆孔将泥浆注入至待加固管道外围。为杜绝泥浆在静置的过程中出现离析的问题，可定时间歇搅拌^[3]。

（5）刀盘压力通过计算得出，对第一节管节进行顶进时，将正面土压调整至最佳值，具体数值以沉降测量结果为依据确定，同时上报至监理人员。为避免压注停止后压力快速降低，需在工作井中的注浆管上安装单向阀，以免导致浆液回流。顶管机的顶进要和压浆保持同步，尽快在管道的外围形成稳定且粘度较高的泥浆套。从机头后的第一管节开始按照2m的间隔距离安装压浆管道，并在压浆孔上设置球阀，橡胶软管和压浆主管连接，压浆主管与压浆泵直接相连。

（6）将整个段落的管道均顶进结束后，立即使用水泥浆对润滑泥浆进行置换，保证管道外部土体得到可靠有效的支撑，可减少或避免渗漏的发生。

3施工注意事项

在实际的顶管施工中应对容易出现的问题加强预防与监控，施工时主要注意的要点包括：

（1）密切关注主顶油泵压力产生的变化，并随时进行记录，如果发现压力骤升或骤降，都应立即停止施工，在查明原因并解决后继续进行顶进。

（2）顶进过程应保持连续，不可停顿太长的时间。

（3）顶进初期应做好连续注浆，不能由于初期顶力相对较小就不注浆，使注浆孔堵塞，无法形成密实的泥浆套。

（4）在顶进完成后，应使挖掘面具有一定压力，以免由于长时间停歇导致漏水或使土层中含有的水分大量流失，特别是在出洞过程中必须对这一问题引起高度重视^[4]。

（5）掘进时还应注意开挖面是否保持稳定，泥水浓度及比重是否正常，泥浆的进出是否正常，避免排泥量不足或粉砂含量过高导致管道被泥砂堵塞给正常顶进造成影响。如果施工中发现砂含量较高，则应对泥浆的比例进行适当调整。

（6）在阶地和坳沟交界处进行顶管施工时，因土层性质存在明显差异，所以在施工中遇到的阻力也有很大差异，实际施工中应对机头前端压力予以严格监测，在必要的情况下对相对较弱的一侧采用注浆的方法进行加固。

（7）当顶管路线处在绿化带中时，应在施工中切实加强路面沉降实时观测，如果发现异常，应立即向上反馈，采取注浆的方法及时处理。

（8）由于顶管线路往往很长，所以通风必须得到重视，一般采用鼓风机实施通风，人员下井之前应先连续通风10min的时间，专门的仪器检测确认无有害气体后，才可下井作业。

4结语

综上所述，顶管是当前市政污水管道最常用的施工方法，它能减少开挖，进而减少对既有道路及其它构筑物造成的破坏。作者结合多年市政施工经验，对顶管施工方法进行了分析与总结，旨在为开展类似市政工程顶管施工提供技术参考。

参考文献：

[1]纪清泉.微型顶管技术在市政污水管道施工中的应用研究——以上海临港新城主城区污水管道大中修工程（一期）项目为例[J].科学技术创新,2021(14):138-140.

[2]金克,朱宝成,郭滨.市政工程顶管施工发生管道抱死现象的解决办法[J].工程建设与设计,2019(22):200-201.

[3]冯浩,管世亮,庞硕,李琪.市政雨污水管道大口径机顶顶管施工工法[J].建材与装饰,2019(18):8-9.

[4]李绍权.小口径顶管技术在市政污水管道施工中的应用分析[J].建材与装饰,2019(08):8-9.