浅析非开挖管道顶管施工中的应用

浅析非开挖管道顶管施工中的应用

李思廷，陈贺，陈传奇

上海宝冶集团有限公司长春分公司  136133

摘要：顶管施工非开挖施工技术，是指不进行开挖或者减少开挖管道预埋施工技术。非开挖工程技术彻底解决了管道预埋施工中对表土面层的保护、稳定土层和加快施工进度的优点。文章结合以公主岭肉牛良种繁育融合示范产业园区项目工程总承包项目为例，讲述采用顶管机进行给排水管道施工中应用做出介绍，并阐述了该工程的顶管施工方法及流程，通过分析该种顶管工艺对给排水施工的质量提升、工期比较等方面，验证该种施工工艺的优越性，为今后的工程施工提供良好的技术支撑。

关键词：非开挖顶管；管道顶进

引言

为加快实施吉林省“秸秆变肉”暨千万头肉牛建设工程，培养生产性能好、品质优、抗病强、繁殖力高的肉牛新品种，稳步提高品种选育水平，提升繁殖改良服务能力，加快优良品种推广应用稳步，为“秸秆变肉”及千万头肉牛建设工程提供优良品种支持，促进农业种养结合、农牧循环、环境友好、一二三产业融合，助力吉林省肉牛产业发展，为此提出公主岭肉牛良种繁育融合示范产业园区项目的建设。

本门通过介绍出公主岭肉牛良种繁育融合示范产业园区项目采用顶管机进行给水管道非开挖管道顶管施工，非开挖管道顶管施工是指在土质较差、地下水位较高、不适宜采用传统开槽挖土的地段，需在地表以下或建筑物下方敷设管道。通过对顶管技术在地下管网工程中应用的研究，分析了顶管施工的关键技术方案和工艺流程，顶管应用在本项目地下管线工程提高施工进度中不可缺少的技术措施。顶管施工与传统开槽挖土相比，具有造价低、不阻碍地上施工，能较快完成安装等特点。

一、工程概况

公主岭肉牛良种繁育融合示范产业园区工程总承包项目建设地点位于长春市公主岭市，育肥二场位于公主岭市玻璃城子镇冯家岗子村西部，何家店村北侧。总用地面积134.6万㎡，总建筑面积38.2万㎡,给水管道总长度约为1.8万m，管线埋深约为2.3m，供给36栋牛舍和附属建筑进行供水。

二、非开挖管道顶管施工概述

非开挖顶管施工是一种较为传统的地下管线敷设方式，具体来讲，非开挖技术是一种利用钻进机械在定向或导向的作用下，通过少量的地表开挖来完成管道的敷设、更换或修复的新型管线施工技术。这里所指的少量地表开挖，主要是对进出地下的工作井开挖而言的。因为与传统的大量开挖地表的开挖技术相比，非开挖技术在施工中进行的地表开挖面积非常小，可忽略不计，因此人们将这种管线施工技术称为是非开挖技术。

在施工过程中，顶管施工和普通的开挖管道施工相比较具有以下优势:(1)施工过程相对简单。施工只需要一根顶进器即可完成管道敷设工作;(2)施工不需要开挖路面，不需要开挖土层的扰动;(3)不需要预留道路及排水通道等;(4)无开挖坑所需要的地面空间;(5)节省了建设时间，能满足工期要求;(6)施工成本低;(7)可以快速安装大型管节。(8)适用于各种地质条件。当然非开挖管道顶管施工技术并非没有缺点：（1）由于目前没有系统的技术规范和施工安装验收检验标准，对安装标准和施工检验规范的把控缺乏法定依据，如果出现质量问题，对工程责任认定造成一定困难。（2）由于使用定向扩孔拖拉，施工完成后，管道和回扩口间的缝隙处理，无法像管网铺设施工一样完成回填夯实。所以，对地质条件较差地区与管材沉降要求比较高的在实际应用中面临着一定的风险。

本文主要就非开挖管道水平定向顶管施工进行论述，本项目根据地勘报告和场地埋深符合使用水平定向顶管机要求，根据场区道路图纸减少了场区内道路的封闭加快了地块的施工进度，同时也提高了给排水管路的施工效果和施工品质。

二、施工工艺

（一）工艺流程

（二）设备参数

非开挖顶管机设备参数表

定向顶管机

（三）泥浆配制参数

通过膨胀土泥浆配合比选用符合经济各项指标顶管施工要求，确定合理膨胀土泥浆配合比参数：

（四）施工要点

以公主岭肉牛良种繁育融合示范产业园区项目育肥二场为例，该场区给水管道采用DN150 PE管，最大长度约为415m，深度为2.2m，满足公主岭地区冬季冻土层深度要求，防止供水管道在冬季时无法供水产生冻裂和堵管问题。

1、工作坑确定

拉管工作坑尺寸在能达到工作需要前提下根据现场实际情况确定。

将钻杆在已开挖工作坑处钻出且满足埋深，后用起重机将焊接好的PE管吊起输送，顺利完成拉管作业。

顶管导向钻头

2、打导向孔机颈扩孔

1）导向孔

将入土角度定为10°，出土角度定为8°。

用经纬仪打好轴线后，管位沿线撒白灰作出标记，同时钻机准确就位，并调整入土角度。

经过施工人员对轴线和钻头定位状态的核对，检查无误后方可开展钻孔施工，并作好现场标记。探针放入探头盒内，标定、校正后再将导向钻头连接在钻杆上，转动钻杆测试探头发射信号是否正常，回转钻进2m后方可开始沿着设让轨迹进行穿越。

导向校正

2）预扩孔

扩孔级别：使用,320mm螺旋扩孔钻头扩一遍。水平定向钻机进行预扩孔时，边扩孔边打入泥浆，视旋转压力及回拖压力逐渐加大扩孔级别。

3、拉管

拉管采用专业回拖器，边打泥浆边旋转回拖的方法。

旋转分动器采用特制的结构连接，旋转灵活且牢固。

扶正器与工作管的连接要牢固，并要求工作管与拉管器的连接要牢固、安全、密封，做到可靠。

在管道回拖前，验证扩孔后孔内是否有充足泥浆，以便回拖中起到护壁润滑作用。（观察出土端是否有泥浆流动）

确认钢管热熔连接、防腐合格后，将管道拖入端与回拖器连接牢固，检查所有回拖系统是否处于最佳状态，回拉管道时用起重机配合作业，并由专人统一指挥。

管子在吊运时，采用软吊带，以免损坏防腐层。管子在下沟之前，清理管沟，以使沟底平整，无石块、砖瓦及其它杂物。上层如太硬时，应先在沟底铺垫100mm松软细土，防腐层上的任何缺陷位置，不符合要求的和下沟时弄坏的部分位置，都应在拉管前修补好。拉管前根据现场实际情况，采取管底垫沙袋，并在沙袋上涂抹润滑油，每3米放置一个沙袋等施工工艺进行施工，降低拉钢管时产生摩擦系数，以防止擦伤防腐层，当管头入洞时用起重机配合施工，以防止擦伤防腐层。

4、工作坑回填

工作坑回填用素上同填并分层务实，同填方法视上质情况而定。若原土含水量不高，且为粘土时，采用原土回填。若原土含水量高或为砂土时，则需要换土回填或回填石灰土。

五、结语

综上所述，随着牧场的大量建设，顶管技术在给排水工程中的应用更加广泛，加强顶管施工技术，提高非开挖管道顶管施工工程质量，非开挖管道顶管施工技术成为当前市政给排水管道施工的重要施工方法，效率高、成本适中、对环境危害较小、不会给施工现场管道过路部分交通造成影响，并且能够为管道施工的整体质量提供有力保障。

参考文献

【1】《公主岭肉牛良种繁育融合示范产业园区工程总承包项目图纸》

【2】王萌萌 姚守勤 非开挖顶管技术在市政排水管道施工中的应用[J].技术与市场，2018，22（01）

【3】王素红 浅谈非开挖顶管施工技术在市政管网中的应用[J].山东工业技术，2019（13）：

作者简介：李思廷（1997.02），男，汉族，吉林长春市，本科，初级，从事研究方向或职位：技术部长。