非开挖顶管技术在市政给排水管道施工中的应用

非开挖顶管技术在市政给排水管道施工中的应用

张龙

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摘要：非开挖顶管技术作为一种先进的市政给排水管道施工方法，有效地解决了传统开挖带来的诸多问题。通过精确的地面及井下设备安装、顶管机的安全下井、高效的顶进工作以及细致的洞口处理和工程验收，这项技术最大限度地减少了对城市交通和环境的干扰。其高效性和环境友好性使其成为城市基础设施建设中不可或缺的技术选择，展现了现代城市建设的新趋势和发展方向。随着技术进步，非开挖顶管技术在未来的市政工程中将发挥更大的作用。

关键词：非开挖顶管技术；市政给排水；管道施工；应用

引言

在现代城市建设中，非开挖顶管技术日益成为市政给排水管道施工的关键技术。这种技术通过在地面以下顶进管道，避免了传统开挖施工对城市交通和日常生活的大幅干扰。非开挖顶管不仅提高了施工效率，还显著降低了环境影响，是城市基础设施建设领域的一项重要技术创新。随着城市化进程的加速，这项技术的应用为实现更加可持续和高效的城市发展提供了强有力的支持。

1.市政排水管顶管施工准备

1.1 施工准备

在市政排水管顶管施工前的准备阶段，详细的规划和准备工作是保证项目成功的关键。首先，必须进行详尽的地质勘探，以评估施工区域的地质条件，包括土壤类型、地下水位、存在的地下设施等。这些信息对于选择适当的顶管设备和技术至关重要。接下来，制定详细的施工计划和时间表，确保所有必要的资源和设备都已到位。此外，安全措施的规划也不可忽视，包括为施工人员提供适当的培训、确保施工现场的安全标志和防护设施。同时，还需要与地方政府和社区进行沟通，以最小化施工对当地交通和居民生活的影响。此外，环境保护措施也应纳入施工计划中，以减少施工过程对周围环境的影响。

1.2 导向孔的轨迹设计

导向孔的轨迹设计是顶管施工中的一个关键步骤。正确的轨迹设计不仅关系到施工的成功，还直接影响到最终管道的功能和安全。设计时，首先要考虑地下现有设施的位置，以避免对这些设施造成损害。同时，轨迹的设计还需考虑到地质条件，如土壤类型和地下水位，以确保顶管机可以有效且安全地穿过土层。精确的轨迹设计还可以减少施工中的地面沉降风险。此外，设计还应考虑到未来管道的维护和检修的方便性，确保轨迹的可达性和管道的长期稳定性。为此，通常需要运用专业的计算软件和模拟技术，以优化设计方案，并确保施工的精度和效率。

1.3 管材的选用

在市政排水管顶管施工中，管材的选择对工程的质量和持久性有着直接的影响。首先，管材必须满足一定的强度和耐久性要求，以承受施工过程中的压力和长期地下使用的环境影响。选择管材时还需考虑到地质条件，如土壤的腐蚀性和地下水的化学性质，确保所选材料能够在这些条件下保持稳定。此外，管材的类型也应与顶管机械的类型和推进方式相匹配。常见的管材包括钢管、混凝土管和塑料管，每种材料都有其特定的优势和适用条件。钢管通常用于承受较高压力的情况，而混凝土管则因其耐久性和经济性而广泛应用于市政排水工程。塑料管则因其轻便和良好的化学稳定性而在某些特定条件下被选用。在选择管材时，还应考虑到施工的成本效益和后期维护的需求。

2.非开挖顶管技术在市政排水施工中的施工流程

2.1 地面及井下设备安装

在市政排水施工中应用非开挖顶管技术时，地面及井下设备的安装是首要步骤。这一阶段的核心任务是建立工作站，包括起始井和接收井。起始井是顶管机和管材进入地下的起点，而接收井则是施工完成时管材出口的位置。这些井的尺寸和深度需根据施工计划和地质条件确定。接下来，安装顶管机及其辅助设备，包括推进系统、导向系统和泥浆处理设备。导向系统通常包括激光或电子导航设备，确保顶管机按预定轨迹准确前进。泥浆处理设备则用于处理施工过程中产生的泥浆，保持工作环境的清洁和安全。此外，还需安装供电、通讯和监控系统，以确保施工过程中的连续性和安全性。完成这些设备的安装和调试后，就可以开始实际的顶管施工工作。

2.2 顶管机下井

在地面及井下设备安装完成后，顶管机下井是顶管施工的下一个关键步骤。顶管机的下井过程需要特别注意安全和精确性。首先，顶管机被稳定地放置在起始井中，确保其与预定轨迹对齐。在顶管机下井的过程中，使用起重设备将其缓慢而稳定地降入井内，同时进行精确的位置调整，确保顶管机的起始位置与设计轨迹完全一致。顶管机下井后，进行系统检测，包括机械运行状态、导向系统的校准和通讯系统的测试，以确保所有系统在施工过程中能够正常运作。一旦确认顶管机准备就绪，就可以开始实际的顶管推进作业。在顶管机启动后，操作人员需密切监控其运行状态和推进速度，同时根据导向系统提供的数据，调整顶管机的方向，确保其沿着预定轨迹准确无误地推进。整个下井和推进过程中，安全监测和实时调整至关重要，以保障施工的顺利进行和工程质量。

2.3 正常顶进工作

在市政排水施工中使用非开挖顶管技术时，正常顶进工作是一个关键阶段。在这个阶段中，顶管机开始沿预定轨迹推进，将管道顺序推送到地下。操作人员需密切监控顶管机的运行状态和推进速度，同时根据导向系统提供的实时数据调整推进方向，确保管道按计划轨迹准确铺设。此外，施工团队还需管理地面上的辅助操作，如供应新的管段、处理顶管机排出的土石和泥浆。这些土石和泥浆需经过适当的处理，以减少对环境的影响。在整个顶进过程中，安全始终是首要考虑。施工现场需设有适当的安全警示和保护措施，以防止施工人员和周围民众的安全受到威胁。实时监控系统和定期检查可以帮助及时发现和解决任何潜在的问题，确保顶管作业的连续性和安全性。

2.4 洞口处理及工程验收

在顶管工作完成后，洞口处理及工程验收是最后一个阶段。一旦顶管机到达接收井，需要对其进行拆卸和提取，同时对接收井进行必要的处理，确保管道的接口稳固且密封。此时，进行管道的内部检查也非常重要，这包括使用闭路电视(CCTV)进行内部检测，以确保管道的完整性和功能性。这些检查有助于发现和及时修复可能存在的任何缺陷或问题。除了技术检验之外，还需对整个施工区域进行清理和恢复工作，包括清除施工废物、恢复被破坏的地面和植被，以及移除所有临时结构和设备。完成这些步骤后，工程方可提交给相关部门进行最终的验收。验收过程中，会对工程的质量、安全性和符合设计标准等方面进行全面评估。一旦工程通过验收，标志着市政排水管顶管施工项目的成功完成，管道可投入使用。整个过程的质量控制和精细管理是确保工程成功的关键。

3.结语

非开挖顶管技术在市政给排水管道施工中的应用展现现代工程技术的进步和创新。通过这种技术，能够在最小化对城市环境和日常生活干扰的同时，高效、安全地完成复杂的地下管道工程。它不仅降低施工对城市交通的影响，还减少对环境的负担。此外，非开挖顶管技术的精确性和可靠性保证工程的长期稳定性和耐用性，符合当代城市发展的可持续理念。随着技术的不断发展和完善，其在市政基础设施建设中的应用将更加广泛，为现代城市建设提供强有力的技术支持。

参考文献：

[1]高玉起,卢冰,张帅. 非开挖顶管施工技术在市政工程中的应用[J]. 四川水泥,2022(01):174-175.

[2]张飞翔. 市政给排水施工中顶管技术的应用与分析[J]. 技术与市场,2021,28(02):122-123.

[3]蒋奇. 市政给排水施工中的非开挖顶管施工技术[J]. 四川水泥,2021(07):260-261.