顶管施工技术在城市给排水工程中的应用

顶管施工技术在城市给排水工程中的应用

于龙

武汉市园林建筑工程有限公司 湖北省武汉市430000

摘要：近几年，随着我国城市建设规模不断增加，地下管道工程施工技术越来越受到关注。作为城市排水施工的关键一环，顶管施工发挥了重要作用。总结了给排水顶管施工中的应用要点，旨在通过现场工况优化、绿色环保技术应用、改良施工方案及做好注浆、管道吊装、顶管校正、顶进等关键工序，实现市政管道施工提质增效的目标，提升施工效率。

关键词：顶管施工技术；给排水工程；应用

中图分类号：    TU990     文献标识码：A

引言

   作为一种非开挖管道施工技术，顶管施工技术不用对管道敷设线路全面开挖，和传统施工技术相比，可以有效减少工作量，缩短施工周期，减轻工作压力，促进工程建设效率提升，减少对周边环境的影响，同时能获得良好的社会效益和经济效益。相关技术主要应用于深覆土、大管径排水项目中，为市政排水工程运行稳定性助力赋能。在此背景下，如何推动顶管技术高质量应用成为行业需要解决的关键问题，最新顶管技术的研究应用具有现实意义。

1顶管施工技术特点分析

顶管法又被称作非开挖管道敷设技术，可在不开挖面层的前提下，穿越既有管线及构筑物，达到敷设管道的目的。与传统敷设技术相比，该技术既能节省工期与投资，又可以减少粉尘及噪声。顶管施工技术是在不开挖地表的情况下，利用液压顶进工作站从顶进工作坑将待铺设的管道顶入，从而在顶管机之后直接铺设管道的非开挖地下管道施工技术。适用于直径范围在300～4 000 mm之间的给排水管道、综合管道施工，施工精度在±50 mm范围，适用于较长距离和各种土层施工，采用该技术施工，既能节约开挖占地费用，减少干扰和环境污染，同时避免了对交通道路的堵塞，具有经济效益和社会效益。顶管施工技术具有优点:①不用开挖地面，尤其是城市道路;②不用拆迁征地，不会破坏地面建筑物;③不影响正常的城市交通秩序;④不破坏地表植物和周边环境;⑤施工过程不受气候和环境的影响;⑥不影响管道的段差变形;⑦省时、高效、安全、无建筑垃圾污染等特点;⑧施工控制精度高;⑨施工噪音和振动小;⑩在城区内施工如果地下水不十分丰富，以及管道埋深较浅的情况下经济性更好。

2顶管施工技术在城市给排水工程中的应用

2.1合理选择顶进管

合理选择顶进管是市政给排水施工项目中运用顶管施工技术的关键一环，只有选择适宜的顶进管，才可以使施工效果得到保障。详细而言，在选择此类顶进管的时候，应切实把握好以下几点：第一，加大对顶进管质量的把控力度。顶进管的质量在顶管施工技术中尤为重要，其自身质量状况必定会对整个顶管施工技术的应用效果造成影响，所以，不管选择哪一种型号的顶进管展开施工建设，均需要确保其质量与相关要求相符。第二，对顶进管直径进行合理选择，选择的顶进管直径会对顶管施工效果造成极大的影响，通常而言，需要和施工现场的实际要求相结合合理选择顶进管直径，根据给排水工程项目的施工特点与性质，确定其内径尺寸，之后依据相应的壁厚要求和受力特点，确定相应的外径尺寸。第三，对顶进管的长度进行合理选择，顶进管的长度和整个顶管施工技术的应用效果息息相关，特别是直接影响着施工中的可控性。对此，在顶管施工中，应合理选择顶进管的长度。通常而言，在确定顶进管长度的过程中，不仅要把施工的可行性纳入考虑范围，还应基于顶进管的管径进行确定，如此才能确保工程施工质量与施工效果。

2.2设备安装和顶进方向控制

在工作井施工完成后，在工作井底部修筑设备基础，使用起重吊装设备将始发设备和导轨等吊入工作井中，在吊运设备时应根据顶管机的尺寸和起重吊装设备的性能综合考虑整体吊装或分解吊装施工。在设备基础上设置导轨，并将始发设备安放在导轨上。调整好顶管设备的始发和掘进状态。顶管机械施工掘进过程中，应保证顶进轴线与管道设计中心线的偏差控制在规定的范围内，顶管机械偏离管道中心线的现象有上浮、下沉、左右偏摆、蛇形以及旋转等，产生这些现象的主要原因包括土质不均匀、地层中埋设障碍物、顶管机械自身设备的精度误差和后背墙支座的管道刚度不足等。在初始顶进时顶进速度不宜过快，一般控制在10 mm/min左右，加固区出土量控制在105%左右，非加固区出土量控制在95%左右，要严格控制出土量，防止超挖及欠挖。在正常顶进中，土压力设定值在上限值和下限值之间。顶进速度控制在20～30 mm/min，遇到障碍物应控制在10 mm/min以内，并注意观察。在顶进过程中应严格控制顶进管轴线偏差，执行勤测量、勤纠偏、小角度纠偏的原则。顶管每顶进一段距离，测量一次顶管机头部轴线和标高的偏差情况，通过信息化系统及时通知操作人员，调整纠偏角度、轴线偏差和各方向上千斤顶的油压值，输入微机后显示纠偏方法和数据，依据科学的纠偏方法和数据进行纠偏。

2.3注浆减阻

注浆减阻是顶管技术操作中的重点之一，运用触变泥浆。若是在顶管机头的末端展开压浆，在管道外围，泥浆会形成一个泥浆套，泥浆套的存在可以减小顶进时受到的阻力。与此同时，泥浆套还可以起到一定的支撑作用，防止施工中出现地面下沉的情况。在施工中需要注意：必须同时开展管道顶进与压浆动作，否则便会存在漏洞。在此过程中使用的泥浆势必多于预计量，在补浆时，需要确保位置选择准确，促进工程质量提升。

2.4地面沉降监测与信息化施工

在施工过程中，沉降是否已经发生、沉降量有没有达到预警值，是否到应该采取纠偏或加固措施的时候，这些都要根据地面沉降的监测数据来判断，因此，要使顶管施工的地面沉降得到有效控制，就必须重视沉降监测与信息化施工。

2.4.1地面沉降监测

地面沉降监测要重点注意监测点的布置、监测频率、沉降预警值3个要素。如监测点的布置应规范、稳定，数量和代表性符合规范要求。如在地铁附近和综合管线附近加密设置监测点，点位优先考虑国防光缆、给排水管道、煤气管道的监测要求。

2.4.2信息化施工

沉降监测应实现信息化管理。当监测结果达到报警标准时，应根据监测情况及时调整施工参数，以控制不良事态的继续发展。沿顶进轴线的管线和重要保护区段应增加每天监测次数。正常情况下地面的观测点应每天进行1～2次沉降跟踪观测。

结束语

    作为给排水施工的关键环节，顶管施工与给排水质效密切相关，该技术具有影响范围小、破坏性小等优势，现已在市政建设中得到广泛应用。需注意，虽然顶管施工流程相对简单，但施工难度较大，只有全面掌握顶管施工要点，根据现场情况选择技术类型并制订施工方案，才能有序推进给排水工程，并确保市政工程发挥应有作用。顶管施工技术随着机械设备的不断发展和建筑材料的更新，在城市改造市政给排水工程中将得到越来越广泛的应用。

参考文献

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