市政给排水施工中顶管技术的应用

市政给排水施工中顶管技术的应用

张文爵

深圳市新城市规划建筑设计股份有限公司

           广东省深圳市

摘要：改革开放以来，社会不断进步，我国市政化发展进程不断加快，市政建设规模不断扩大，市政建设项目数量随之增加落地建筑设施日益增多，再加上市政管线分布范围逐渐扩大，导致市政及排水系统愈发复杂，增加施工成本，同时给交通运输带来巨大影响，甚至会影响到人们的日常生活和工作。基于此，本文对市政给排水施工中顶管技术的应用进行分析，提高施工项目质量。

关键词：市政；给排水施工；顶管技术；应用

引言

随着城市化建设进程的不断深化，我国城市基础工程体系建设不断完备。其中，市政管网是城市基础工程体系中的重要组成部分，实际建设过程中涉及层面也较为广泛，对工程施工技术提出更高的要求。考虑到给排水工程施工过程中不可避免地阻碍周边交通顺畅度，要求技术领域结合工程实践以及相关理论提出顶管施工技术，其实际应用中可以有效降低工程开挖量，还可以大幅降低施工用地，避免对周边环境造成较大影响，兼顾提升施工效率与质量的双重要求。

一、顶管施工技术原理

在顶管施工技术方案中，顶管机头要沿着岩石、土壤对顶进管材予以持续性用力，配合切割处理、土壤扰动处理等操作，有效实现土壤变形碎化，完成土壤压实的工序，保证土压力能作为顶进管材管外壁和土壤、岩石紧密接触的作用力，最大程度上构成坚固且科学的管网模式。顶管施工技术本身是机械化施工工艺流程，因此，其实用性和适应性较好，要结合土层的基本组成结构和土质条件等情况选取适配的技术方案。

图1：顶管施工现场图

值得一提的是，顶管施工技术方案具有应用连续性以及不可逆转性特质，因此，顶管工程施工后无法随意暂停，为了保证其质量水平满足预期，切忌停工时间过长[1]。

二、市政道路排水工程顶管施工技术方案

本文以某市政道路排水工程污水管道施工单元为例，管道全长为4553m，工程项目涉及明挖施工环节、顶管施工环节、管道基础处理环节等，施工项目总工期为180日历天。顶管工程量分为两个部分：1）W4-17#-45#，管径为D1500，长度为2221m，覆土厚度为5.0m到6.5m；2）W4-45#-配水井，管径为D1650，长度为861m，覆土厚度为6.0m到8.4m。另外，在对工程项目实际情况进行调研后得知，工程项目施工区域地质条件较差，管道穿越地层为淤泥夹砂层，并且对顶管施工环节的精度要求较高，地面构造物不能收到顶呱施工的影响，加之工期要求紧张，要在全面分析工程情况后落实具体施工。

（一）施工准备

在市政道路排水工程项目施工开始前，为了打造安全合理的施工环境，要落实相应的准备工作，一般是在工作井和接收井周围设置防护围栏。相较于地面的实际高度，无论是工作井还是接收井（见表1），其边缘都要高于基础标准，避免周围泥水误入井内，并且，配合排水沟和集水坑等辅助设施[2]。

表1：工作井和接收井尺寸

另外，要结合顶管顶进施工的基本方案，依据实际要求对施工用电、用水以及通道予以管理，采取150kW发电机组，保证施工管材、施工材料、井上井下测量控制网等工作满足要求。

在顶管施工项目中，顶管进出洞口是非常关键的施工环节之一，是决定整个工程单元质量的要素，因此，要在进洞口和出洞口20m以内位置设置预防处理机制，减少土体流失对工程项目施工安全性产生的影响。

（二）顶管进出洞口

正是因为工程项目施工区域的地质条件较差，因此，在进出洞口操作的过程中要对土体予以加固处理，本工程项目采取的是压密注浆操作方案，能避免土体工具管出洞出现下沉问题，加固的范围是洞口上、下、左、右各2m，长度方向为6m。并且，为了避免洞口顶进过程中出现泥水流失问题，施工部门在洞口安装了橡胶止水法兰等基础结构[3]。

在完成进洞前准备工作后开展相应作业，并且在机头出洞操作结束是及时分离机头和连接管，保证吊出井外的及时性，并且有效处理井内泥浆和洞口封门止水操作。

（三）管道顶进

对于市政道路排水工程项目而言，顶管技术处理方案中要对管道顶进环节予以重视，在管片拼装操作结束后，就要结合设计标准和要求实现顶进处理。一般而言，在顶进操作开始时，要先开启总电源开关，然后开启分系统电源开关，打开主油泵后，在保证主顶系统进入到顶进状态后才能开启渣浆泵结构。需要注意的是，在整个操作工序中，要确保泥浆输送机和主顶千斤顶的运行速率满足实际施工要求，及时落实动态化调整机制，维持综合施工的安全性[4]。

另外，整个系统维持平衡状态后，开启压浆系统，保证顶进施工环节中掘进机的状态和施工现场的具体要求相匹配，最大程度上维持综合应用效率。与此同时，要及时微调千斤顶，减少偏差问题对工程项目施工单元产生的影响，并且合理调控机头的方向。

除此之外，要对管道予以定向测量，并且及时纠偏。1）建立轴线控制点，在工作井穿墙管和接收井接收孔的中心位置，将地面设置为管轴线的控制基准，左右各设置两条轴线。2）要对地面传递管轴线位置进行标注，确保顶管定向处理的规范性，在顶管施工操作中，井下仪器平台上放置T2型经纬仪器，短边推长边的处理机制完成顶进方向的确认。3）纠偏处理，顶管的允许偏差数值中，中心纤维偏差允许值是50mm、高程的允许偏差值是+30mm、-40mm，报警中心线中线25mm。并且，顶管中因为周围土层变化会造成顶力不均匀，所以要结合管道偏差的情况及时完成纠偏处理[5]。

（四）注浆操作

在机头同步注浆和管道补浆操作中，要结合施工设计的基本规范和要求，维持环向均匀布设工作的合理性，保证顶管机尾部布设结构的规范性，从而及时跟踪并且观察顶进注浆操作的情况，为全面优化施工质量提供支持。值得一提的是，要将压浆孔设置在顶管后面的混凝土管节位置，有效实现每间隔一段节管道就设置匹配的压浆孔，确保压实量和补浆操作流程的完整性。

顶管施工全部完成后，要利用水泥浆完成外侧触变泥浆置换处理工作，利用高速搅拌机均匀搅拌，实现连续性注浆操作，一般会将注浆压力控制在0.05MPa到0.1MPa之间。待注浆操作结束后及时冲洗注浆管。

（五）闭水试验

因为本工程项目是市政道路排水工程中的污水管道施工单元，因此，要结合实际工程情况落实相应的闭水试验，在满足试验标准和应用质量后才能投入使用。依据工程项目实际情况，试验管段要按照井距进行分割处理，长度孔辉在1km以内，主要是采取带井试验方式。若是相邻两个检查井的坡降在0.5m以上，则视为检查井的距离就是最小的闭水试验检测长度。依据规范要求落实对应的闭水试验处理方案，先进行顶管内注水24h的操作，确保管道和井室砌体处于充分浸润的状态，利用对应的处理方式完成加水操作，闭水处理中规定的时间为30min，在水位下降且整个区域水位处于稳定状态后，落实相应的操作流程[6]。

（五）施工管理

在工程项目中不仅要对具体施工参数予以监督，也要落实全过程安全管理机制，确保质量和安全监管环节的规范性。

首先，施工人员要严格按照设计方案落实具体操作，避免随意调整施工参数的问题，施工人员在没有得到相关批准时不能采取随意操作方案，减少超挖或者是欠挖的几率。

其次，在实际施工过程中要充分践行勤测量、勤纠偏的施工原则，技术发现问题并纠正问题，避免顶管轴线偏差对整个施工项目安全质量产生的影响。

最后，要整合质量管理制度，严格约束对应的施工行为和管理方案，真正实现全过程、全面化质量管理方案，将施工工序和操作流程紧密联系在一起，制定更加合理且精细化的管控体系[7]。

结语

在市政给排水施工中应用顶管技术十分常见，顶管技术一改以往乱挖、多挖的作业模式，采用少挖、不挖的方法，适应了保护环境、减少破坏、节约资源的时代要求，正是因为顶管技术在应用时有着较多显著优势，能够为建筑工程项目建设带来一定便利性和可靠性，因此在市政给排水施工领域中应用频率较高且获得效益优良，能够减轻施工项目对周围环境所产生的影响，降低成本投入，提高工程项目经济效益，有利于保护市政生态环境，实现工程项目可持续发展。

参考文献

[1]陈光吉.建筑给排水工程案例分析与顶管施工技术[J].成都工业学院学报,2021(03):67-70.

[2]官世明.市政给排水施工中顶管技术的应用分析[J].建筑与预算,2021(03):47-49.

[3]李砚辉.顶管施工技术在城市给排水工程中的应用思考[J].建筑与装饰,2020(16):188,191.