顶管技术在市政工程中的应用研究

顶管技术在市政工程中的应用研究

孟令滨

天津市水利工程有限公司，天津市，300222

摘要：地下管网是城市基础设施的重要组成部分，日夜肩负着传送信息和能量的重要任务。为城市处理污水的系统、自来水、煤气、电力和通讯设施等等都属于地下管网之内，要对上述市政设施进行改建、新建、扩建，需要工程技术人员进行安全的管道安装。传统的挖槽埋管地下管线施工技术由于对地面交通影响较大，使本来就拥挤繁忙的城市交通如同雪上加霜，同时给市民工作、生活带来许多不便。市政工程如何使这些安装工程对城市的影响减至最小，如何尽可能减少对人们日常生活的影响。已经成了一个迫切解决的问题。

　　关键词：顶管技术;市政工程;工程技术;技术应用

　　顶管设计在市政工程中，特别是深覆土大管径的管道工程和交通繁忙的城市主干道改造工程设计中显得尤为重要。在特定工程条件下，相对与开槽埋管更具优越性。时代要前进，城市要发展。市政设施配套完善，地下各种管道建设将会大量增加，顶管设计和施工也会增多。管径加大，长度加长，有直有曲，种类繁多，这将是今后大城市顶管施工的发展趋势。因此，我们要重视这个良机，进一步地完善和提高我们的顶管设计和施工技术，使之综合施工技术达到国际水平。

1顶管技术的特征
　　顶管技术在使用中有一定的优势特征，其不需要对地面土体进行大面积的开挖，就可以穿越既有建筑物、公路，能够最大限度的保护原有地表的面貌特征，特别是对于城市施工，由于内部建筑物、公共设施、人口数量较多，采用顶管施工技术可以降低噪声的困扰，在不影响城市正常交通运行的基础上，完成市政工程建设。除此之外，顶管技术占用空间面积小、成本价格低，对周边环境影响小，从另一个角度来看，可以更大限度的节约政府部门在市政基础设施建设上的投入，实现经济效益、社会效益、环境效益的共同发展。
　　2顶管技术的适用范围
　　顶管技术的应用已经取得不错的效果，对于市政工程来讲，顶管技术的合理应用还要综合现场情况及技术特征加以分析。顶管技术的适用范围主要包括以下几方面：第一，繁华地段的施工，顶管技术不需要进行地面开挖，能够避免城市道路损坏或建筑物破坏，特别是对于城市车流量密集的路段，采用顶管技术进行市政工程建设，能够避免交通拥堵问题，保证居民生活和城市经济的稳定运行。第二，绿化地段的施工，传统顶管施工技术具有面积大、距离长等特点，这种方法应用起来较为繁琐，随着施工技术的创新和完善，已经发展到小面积、点状施工状态。在此过程中能够极大的保护城市地面绿化和植被，减少对地下土、地表土的開挖，避免雨雪天气等对工期进度、施工质量造成的影响，最大限度的降低施工成本，保证市政工程的顺利完成。第三，保护周边临近建筑，城市地下水文条件比较复杂，交通形势不容乐观，在市政工程建设规划中，通常会对已有的管道或地上建筑物造成一定影响，这给居民的正常生活、工作带来极大的困扰。顶管技术在其中的应用不会对临近建筑物地基与基础造成破坏，保证管道的顺利通行，满足居民正常用水、用电需求。
　　3顶管技术在市政工程中的应用
　　3.1现场踏勘及调查
　　顶管技术在市政工程中的应用需要做好前期勘察及调查工作，充分掌握现场情况，一是观察现场车流量、人流量情况，确定车流与人流的主要交通路线，在路口设置交通导向牌，并针对高峰期安排专人进行指挥工作。第二，掌握现场附近排水系统情况，设计出最佳的排水路线，如果工作需要还可以加设临时的排水管道。第三，了解现场地下情况，掌握电力、通信、燃气、供水等管道的位置，并做好标识，结合工程情况分析是否需要临时关停或搬迁，避免由于市政工程建设对既有管道造成破坏。第四，调查地下埋设较深的市政地下建筑物，比如：污水管道、雨水渠箱等。
　　3.2管道材质
　　顶管技术在应用过程中管道材质对市政工程质量安全有着一定影响，市政工程中管道材质主要有钢筋混凝土管道、钢管管道、塑料管道等多种形式，而对于给排水工程来讲通常采用钢筋混凝土管道。顶管技术在应用过程中，钢筋混凝土管道接口处需要承担很大的压力，施工人员应该重视管道接口处的处理工作，根据实际情况设置给排水管道长度。当管道比较短或者有弯曲的情况，管道设置应该适当的减小。除此之外，在选择管道的时候对强度和厚度要多加关注，根据管道上方覆盖土层厚度、地质条件、施工力量等进行全面的分析。
　　3.3管道顶进
　　管道顶进主要可以分为以下几个阶段：第一，准备阶段，管道顶进前需要对相关设备进行仔细的检查和操作，确保电表、压力表等仪表显示正确，照明、水压、通风等操作系统运行安全，在进行联动调试后进行顶管始发工作。第二，管道顶进过程中应该加强速度控制，在此过程中根据相关数据，确保顶进工作的有序进行。针对管道顶进过程中存在的问题及时进行纠偏作业，为了保证顶进轴线与设计轴线的一致性，需要对顶进轴线进行多次的测量、复核。结合实际情况在出洞、纠偏等环节应该适当增加测量次数，针对测量控制点进行反复的测量，针对存在的偏差问题，及时进行处理。

4膨润土悬浮液在疏松土层中的应用

在无粘性的疏松土层中以及在粘性很小的土壤中，例如在砂砾土中，若不采取其它辅助措施，土层由于本身极不稳定，以致在刃脚推进之后立刻就会坍落在管壁上。所以对这类土壤来说，膨润土悬浮液的支承作用尤其具有重要意义。为了起到这种支承作用，先决条件是要尽可能准确地掌握膨润土悬浮漓在砂砾上中的特性。膨润上悬浮液将渗人土层的孔隙内，充满孔隙，并继续在其中流动。流速取决于孔隙的横断面与悬浮液的流变特性，同时也取决于压浆压力。因此为了在同样的压浆压力下达刭相同的渗入深度，在孔隙横断面很小的细粒土层中便需要低流限的悬浮液，面孔隙横断面较大的粒粒土层则需要高流限的悬浮液。在克服流动阻力的过程中，压浆压力随着渗入深度的增加而成比例地衰减，所以相应每一种压浆压力，都有一个完全确定的渗入深度。

5顶进管在膨润土悬浮浪中受到的浮力

只要顶进管在整个圆周上被膨润土悬浮液所包围，浮力定律便对它有效，即使悬浮液层的厚度很小也同样如此。在钢筋混凝土管情况下，浮力均为管子自重的1.4倍。这样，只要通过正确地压人膨润土悬浮液，从而在土层中围绕顶进管形成一个支承环带，并保持悬浮液压力等于土压力，于是管子就会在膨润土悬浮液中漂浮起来。为此必需的前提在于悬浮液应是液体状态的，亦即呈现为表观流限相应较低的溶胶状态。在悬浮液的膨润土含量低到接近运动状态下的稳定极限时，这个条件便能得到满足。浮力可使管外璧摩阻力减小，因为管底部由于自重产生的法向力减少了。这一效果首先会对大直径管子的长距离推顶产生有利的影响。
6结语
　　综上所述，顶管技术在市政工程中的应用已经取得不错的成绩，在具体施工中为了进一步提高市政工程质量水平，做好施工工艺的严格控制，立足于顶管施工技术方法，从顶管技术的特征入手针对当前顶管施工程序展开探讨，希望能够引起相关人员的关注，进一步提高我国市政工程建设水平，充分发挥顶管技术的优势，推动现代化城市的健康发展。
　　参考文献：
　　[1]王珏琼.顶管技术在市政给水管道施工中的应用[J].科技经济导刊，2018，26（06）：43.