市政施工中的非开挖顶管施工技术分析

市政施工中的非开挖顶管施工技术分析

司立虎

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摘要：随着社会经济的迅速发展，市政给水施工在城市建设中发挥着重要作用，如果施工质量差将会影响城市形象与功能。非开挖顶管施工技术在管道施工过程中，不需要开挖路面，利用作业井和相关的顶进设备，便可使管道顺利就位。而相比于其他管道施工技术，非开挖顶管施工技术具有精度高等优势，所以应提高对非开挖顶管施工技术的重视程度，根据实际情况优化技术应用方式，从而改善施工效果。

关键词：市政工程；非开挖顶管；施工技术；分析

引言

市政配套基础设施建设涉及专业内容繁杂、技术管理要求高、建设难度大，建设质量与人民生活息息相关，在给水、排水、电力、供热、燃气、通信的新建与改建项目施工中，为保证居民正常生活，最大限度地降低工程建设对交通和环境造成的干扰与破坏，节约建设投资、缩短项目工期，非开挖顶管施工技术在市政建设中被广泛应用，现有案例研究大多采用小直径钢管穿越河流，缺乏大直径混凝土管道深埋穿越河流的案例分析，且由于地下工程差异性大，施工中需要对具体项目分析制定策略，因此作为施工管理人员必须全面掌握工艺特点、工艺原理、技术控制要点，才能科学合理地组织施工，保证施工质量及安全，更好地为城镇化建设服务。

1非开挖顶管施工技术的优势

非开挖顶管施工技术是指在不开挖或开挖量较小的作业条件下，采用岩土钻掘技术对管道进行铺设、修复与更换的技术。相比于开挖技术，非开挖施工工艺能缩短施工周期，降低成本费用，具有较强的安全性，适用于城市市政工程建设。在市政管道铺设中，非开挖施工是一种重要的施工手段，由于非开挖顶管施工技术不开挖地面，位于管道上部的土层没有被扰动，管道管节端不容易产生变形，且管道寿命较长，采用该技术具有十分明显的优势。非开挖配合顶管施工技术能运用在不同的作业环境中，在不开挖地面的情况下，可以穿越公路、铁路等，也可以从既有建筑物下面的地层穿过。非开挖顶管施工技术作为一种安全性较高，破坏性较小的施工技术，得到了相关行业的青睐。

2非开挖顶管施工准备

2.1地面准备

（1）非开挖顶管施工前，要做好相关的准备工作，为管道顺利顶进到位创造有利条件。根据现场施工要求，将水电、照明等设备安装就位，并检查确认，看是否完好，发现问题及时处理，以免影响正常使用。现场施工用电，通过柴油发电机组供电。（2）将顶管施工中所需的材料、设备和机具等全部备齐，准备的管节要有足够的余量，以30～40m为宜；由专业的测量小组负责建立井下测量控制网，复核后报监理工程师审批。此外，需根据施工现场的实际情况测定不同顶管层的水平标高线，之后计算出相应的尺寸。且需要利用水准仪测定墙、柱标高线，最后测量顶管尺寸。

2.2过程顶进技术要点

在工作井与接收井施工完成后进行顶管设备安装，主要有后座墙混凝土浇筑、导轨安装、穿墙止水装置布设、顶管机具设备安装、调试等工序。过程顶进施工控制主要有以下几点。①顶力控制。按照平衡原理，液压千斤顶的顶力必须与顶管机迎面阻力+管道侧壁摩擦力相等，否则顶力过大会引起地面隆起，顶力过小容易造成地面沉陷，施工中必须严格控制顶进压力与速度，不可盲目增加顶力提高施工速度。②轴线控制。导轨安装的精度是轴线控制的前提，顶进施工中由于地层变化或者工具管前方遇到障碍物，常常导致阻力迅速增大，顶进轴线出现偏移，必须随时纠偏。准确的轴线与标高控制是管道施工质量的关键。

2.3顶管现场平面布置

顶管现场平面布置主要包括两方面内容，分别是现场布置与工作井内布置。第一，现场布置。需要根据施工需求布置履带式吊车，通过吊车进行钢管以及顶铁的吊运；在现场设置临时堆场，为管材、半成品以及相关材料的堆放提供支持；在施工现场的一侧设置工具间、泥浆房以及空压机房等房间，从而提高施工效率。第二，工作井内布置。在布置时需要沿着顶管轴线的方向在工作井内设置刚性后座以及各种顶进设备。其次，需要在工作井内设置电力配电箱，为机械设备的运行提供电力支持。且需要在井内两侧工作平台设置电焊机、泥水旁通装置。此外，应在工作井内安装机头、千斤顶、排水设备以及控制系统并做好设备的调试工作，增强后续施工的可靠性。

3优化非开挖顶管施工技术应用效果的策略

3.1加大安全控制力度

首先，市政给水工程的地质条件与水文条件会沿着管道土层变化，施工时可能会出现地表过度下沉等问题，所以在进行非开挖顶管施工前需要充分了解土层变化情况且需要做好相应的加固工作。例如，在进行顶管出洞施工时需要做好洞口土体加固工作，避免出现坍塌、涌水等问题。在这一过程中可以通过化学加固的方式稳固土体，即通过气压、液压等方式将硅胶类化学浆液与土颗粒胶结起来，从而增强土体的强度与防水性。

3.2布设泥水系统

（1）在非开挖顶管施工中，泥水系统的作用包括送走渣土、平衡地下水。此次选用的泥浆系统由封闭的管道组成，利用机头循环，形成泥浆混合物，通过排泥管将混合物送走，在地面泥浆池中沉淀，经排泥泵排出后，由进水泵送入机头，如此循环往复。（2）采用具有变速调控功能的排泥泵控制排泥，进排泥浆的速度与方向由机坑旁通装置控制，这样能避免泥渣堵塞管道的情况发生。（3）对于有地下水的位置，掘进机表面的压力会下降至低于水中的压力，从而防止地下水被抽出的情况发生。利用泥水系统中的感应器，能测得地下水的压力情况，调节水压则可通过其他设备来完成，如电磁阀、载水阀等。

3.3加大质量控制力度

非开挖顶管施工质量会对市政给水工程的整体质量产生较大影响，在施工时应做好质量控制工作。首先，在施工前应做好技术交底工作，明确技术方案的具体要求，为后续施工奠定基础。其次，应对顶进管、顶管机等材料与设备的质量进行严格检测，及时发现质量问题。此外，非开挖顶管施工包括诸多环节，应对各个环节的施工质量进行检测，避免影响后续施工。

3.4质量控制措施

1）在施工过程中，要做好混凝土管道质量控制，确保管道有检验合格证，在施工现场要求施工人员与技术人员进行检查与检验工作，确保检验合格后才能使用管道。2）在顶管施工过程中，要求技术人员做好技术交底工作，保证施工全过程的质量控制，出现质量通病后，要能及时处理好问题，并保证施工的整体质量。3）在顶进施工过程中，要在管道上方的路面顶部设置沉降观测点，对顶管机头穿越路面的情况定期观测，每完成一次一节的顶进后观测一次，要将沉降详细记录下来。测量沉降点位的原始资料数据，并将测量得到的数据编制成册，及时调整沉降量，避免顶管对路面产生影响。

结语

总之，非开挖顶管施工技术的适应能力较强、造成的环境污染较少且受天气影响较小，在市政给水施工中发挥着重要作用。非开挖顶管施工技术工艺技术适应性强，干扰小，但综合技术要求高，施工前必须做好各项准备工作，选择适宜机具配置，明确施工控制要点，保证施工连续进行，提高技术管理能力，科学组织方可最大化凸显顶管施工工艺的优点，促进工艺应用，从而更好地为市政基础设施建设服务。为提升施工质量，要求施工人员严格执行设计方案，有效控制施工全过程的细节与质量，同时也要采取科学合理的监测与质量控制方案，满足项目工程的实际需求。

参考文献

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