顶管施工技术在城市给排水管道工程中的应用

顶管施工技术在城市给排水管道工程中的应用

张龙健

山东通泰路桥工程有限公司 山东 滨州 251800

摘要：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。

关键词：顶管施工技术；城市给排水；管道工程

1顶管施工技术概述和特点

1.1概念

顶管技术指的是利用设备推动管道顶进，保证管道能够顺利穿越土层的技。该技术既能够为施工速度及整体质量提供保证，又可通过控制土层开挖范围的方式，最大程度弱化施工给附近环境所造成影响。由于该技术被引入我国的时间较短，目前仍存在较为明显的不足，例如，若施工现场的土层较软，则极易导致管道位置出现偏差，进而使施工质量无法达到预期。

1.2特点

作为典型的非开挖技术，顶管和常规施工技术的区别，主要是省略了开挖地面的步骤，确保施工方可在地下开展各项工作，对施工人员的工作量及工作强度进行减小。现阶段，该技术主要被用于给排水的施工，对该技术加以运用，一方面可使施工质量及速度得到保障，另一方面能够降低施工成本，使工程所创造经济、社会效益变得更加可观。事实证明，该技术在市政工程中具有良好的普适性，施工方可基于该技术对多数市政工程进行建设，通过垂直施工的方式，为施工质效以及人员安全性提供保证。

2顶管施工技术在城市给排水管道工程中的具体应用

2.1顶管施工技术方案设计

在城市给排水管道工程施工方案设计中，应结合工程地质实际情况确定方案。比如素填土地层，初次顶进施工可采用泥水式推进法施工技术，但泥水式推进法施工技术不适合工作量小、工期短、施工场小、且施工现场交通情况较为复杂的环境中使用。为了能够提高顶进施工技术效果，需要对土质、环境、交通综合考量，采用千斤顶、高压油泵顶管机械，结合人工配合出土的方法。该施工方法施工过程中占用的施工面积较小，不会影响到其他工程的工作，工作井设置较为灵活，能够有效、快捷的排出地下障碍物，且所投入的机械设备较少，工程造价较低，具有较高的社会效益和经济效益。

2.2挖设工作坑

在运用顶管技术进行施工前，先要调查项目周边的水文情况，同时了解地下管线分布和行车状况，制定切实可行的防护方案，确保后续施工可得到高效开展。确定顶进距离后，施工方应分别从两个方向对工作井进行开挖，在规划顶进路线时，应尽量规避地面上方的树木和建筑物，并严格按照设计要求对两井间距加以选择。市政工程所用施工方法多为机械施工，为保证施工效果达到预期，施工方往往会选择对机械施工、人工操作进行组合使用。例如，在开挖土层的环节，先借助经纬仪对工作坑所处位置加以确定，再按照由上至下的顺序开挖土层，并统一清理所挖出的土及杂物。为避免工作坑存在安全隐患，施工方应尽快将建造防水墙的工作提上日程，以免出现地面水体流入工作坑内的情况。待开挖土层的工作告一段落，凭借钢管、模板对工作坑进行支撑并加固，同时在附近增设警示标志，以免出现无关人员误入工作坑的情况。

2.3顶进施工技术应用

在顶进施工技术方面，顶进期间需做好压力控制工作，确保压力变化稳定性，通过对顶进速度的合理控制，提升顶进施工效率，保证出土均匀性；为此在顶进施工期间，需要对顶进速度进行实时优化调整，依据实际顶进情况确定最佳的顶进速度，避免出现顶进速度过慢的问题，否则会导致顶进施工质量受到影响，通过对顶进速度的科学控制，结合对顶进位置的调整与优化，提升给排水管道施工质量。

2.4处理接口

在推进管道的过程中，施工人员应密切关注各项参数的变化情况，只有在核实推进方向准确无误的基础上，再着手对接口进行处理并开展后续工作。众所周知，作为管道薄弱处，接口附近出现渗漏问题的概率较其他部位更高，若接口质量未达到预期，管道极易在外力的影响下而开裂。对接口进行处理时，施工人员应遵循以下原则：一是保证接口附近洁净。二是先用纯净水处理填充材料，再用玻璃纤维、树脂封堵接口，确保经过处理的接口能够达到要求。

3顶管施工质量控制措施

3.1确保穿墙顶进施工质量

在施工前对顶管管道周围的土壤进行灌浆加固处理，提高土质强度，避免出现施工质量问题；穿墙顶进作业需做好防水处理工作，可采用加入黏土水泥浆的方式，也可采用法兰加压板防水措施，施工过程中需要使用质量较高的橡胶止水板环，并严格控制厚度；在施工前还需做好应急准备工作，当出现意外情况时，能够迅速处理，提高施工安全性。

3.2重视现场管理

若管道内部存在施工残留物或其他杂物，通常需要先进行清理，再展开施工，以免给阀门、仪表或是设备造成不良影响。此外，对管道进行钻进施工前，还要对现场进行分段清理，保证系统气密性、整体强度均能够达到施工要求。钻进期间应对外界因素所产生影响加以考虑，例如，在温度较低的冬季，施工人员应密切关注管道情况，避免管道出现结冰或是类似情况，给施工所具有安全性、可行性造成不利影响。每焊接一段管道，就应当对残留物进行清理，此举可减少后期清扫的工作量，随后，通过加压的方式测试管道密闭性，在此期间需对环境温度引起重视，根据实时温度对压力加以调整，确保测试能够得到安全且有效的推进。

3.3控制轴线及标高

在顶管施工环节，有关人员应对管道轴线方向和标高引起重视，这是因为上述指标是否准确，通常会给顶管质量产生巨大影响。在开展相关工作时，施工人员应结合所掌握资料和设计图纸，充分利用现有设备对坑内位置加以确定，准确标出水准点位置还有轴线方向。在安装导轨设施时，应保证各项参数均与设计要求相符，并根据设计要求对管道方向、标高进行严格控制。

3.4控制顶进质量

要想使顶进质量得到保证，关键要做到三点，其一，保证导轨稳固，水流方向、轨距及高程均与施工要求相符。其二，均匀推进千斤顶，以项目规模为依据，对相应的U型顶铁、竖顶铁或是横顶铁加以运用。其三，试顶管工作结束后，尽快对首节管道进行安装，并通过循序渐进的方式，完成安装后续管道的工作。

3.5防治地表塌陷

利用回填方法快速填满土壤中的空隙，填补因土壤流失而产生的裂缝，并在回填时加入适量水分，以加速黄沙的扩散。对于较大的沉陷区，采用局部注浆加固，在顶管上方3cm处进行加固。注浆物料选用水泥-水玻璃浆料，灌浆时的注浆压力为0.25MPa～0.6MPa,注浆速度为30L/min,灌浆工序从深浅到不间断，每次均为0.3m。注浆作业要按照规定的深度进行钻孔，随即注入密封的泥浆，再将塑料单向阀管插入到设计深度；当封口泥浆固化后，将双向密封的芯管插入塑料阀门内，然后进行灌浆。注浆前应对相关材料、设备和辅助设备进行检查，确保水电的正常运行，注浆后不能随意中断。

结论

对于现代化建设进入关键阶段的地区而言，如何提高市政建设质量及速度，同时将其给居民生活所造成影响降至最低，已成为亟待解决的问题。对顶管技术加以运用，既能够控制市政建设给管线、道路所造成负面影响，又可避免附近环境被破坏，使相关工程所带来社会、经济效益最大程度接近预期。鉴于此，在实际施工中，有关人员应准确把握该技术的特点，并对各环节质量进行严格控制，只有这样才能使其优势得到充分发挥。

参考文献：

[1]张培珠.顶管施工技术在城市给水管道施工中应用[J].建材与装饰，2022(18):2.

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[3]黄玉池.顶管技术在市政给排水施工中的应用分析[J].智能城市应用，2021,3(2):3.