市政给排水施工中的非开挖顶管施工技术分析

市政给排水施工中的非开挖顶管施工技术分析

王嘉磊

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摘要：顶管施工技术作为城市给排水工程中的非开挖施工技术之一，具有对地面活动影响小、对地面建筑物无破坏、施工周期短、安全性好、施工噪声低、综合成本低等优点。广泛应用于市政管网、地下人行通道、穿越铁路、公路、河流等工程项目。近年来，随着我国城市化进程的快速推进，顶管施工技术取得了重大进展。但顶管施工难度大、危险性高、控制要点多，要求在施工时应做好各项控制工作。基于此，本文后续就市政给排水施工中的非开挖顶管施工技术展开详细探究，以供参考。

关键词：市政；给排水施工；非开挖施工；顶管技术

中图分类号：TU996文献标识码：A

引言

在现代城市建设不断加快的背景下，各类市政基础设施项目不断增多。同时，顶管施工技术在市政基础设施工程建设中的应用优势和价值也越来越显著。作为一种新时代应用前景广阔、实用性强、经济性强、可操作性强的非开挖管道施工技术，加强顶管施工技术在市政给排水工程建设中的科学应用，可以显著提高市政给排水项目的施工质量和效率，进一步提高城市给排水系统的服务性能，更好地提高居民生活质量，为社会和谐稳定发展做出积极贡献。

1 非开挖顶管施工技术内涵

顶管施工技术是一种能够有效实现市政给排水工程改造的非开挖技术。目前，在我国顶管施工技术主要用于市政给排水工程，以实现地下管道的改造。顶管施工技术在市政给排水工程中有着良好的应用效果，主要是通过在市政给排水施工中开挖地下管道来实现管道改造。在该技术实施过程中，通常使用液压千斤顶和液压缸来完成顶管施工，可以有效降低施工过程中产生的噪音和对城市交通的影响。市政给排水工程中使用的顶管施工技术主要包括钢套管箱和钢套管，可以有效地减少管道的变形，也可以减少施工过程中对市政道路的破坏。顶管施工技术在市政给排水工程中应用时，其主要是通过将顶管设备安装在地面上来进行管道顶进施工作业，其可以有效减少施工过程中所产生的噪音以及对周边环境所带来的影响[1]。

2 市政给排水施工中的非开挖顶管施工技术要点

2.1 作业井布置

作业井根据其功能主要可以分为顶进井和接收井两种类型。顶进井不仅是安装顶进设备的场所，更是顶管掘进机的起始点。它起到的作用是承受主油泵的推力，同时方便进行工具管的出洞操作、下管节的安装、土砂的挖掘和运输、物料设备的吊装以及操作人员的进出等。在顶进井中，配置主顶千斤顶、顶铁、导向槽、洞口止水圈、照明设备以及井下排水设施，以确保工作的高效与安全。在起吊室的地面上设置了货车或其他种类的提升或运送工具。相对而言，接收井的结构较为简单，其主要功能是接收顶管设备或工具管。在确定了井位和井型后，应该交替布置顶进井与接收井。首先根据预设的间距挖掘顶进井，然后在适当的距离再挖掘接收井，以确保两者在空间中形成有序的交替排列，从而完成作业井的布置。

2.2 设备安装

按顶管施工要求安装施工设备。导轨材料为钢，根据安装技术规范，合理布置钢轨的布置。安装后，观察钢轨是否平行，并对其平直度进行全面检查。同时，通过计算后对钢轨的纵坡进行计算，提高管道边坡布置设计的合理性。在后续施工过程中，根据实际施工需要，及时对钢导轨的位置进行校正，避免导轨位置出现明显偏差，影响施工的顺利进行，提高顶管施工的整体质量。随后，安装千斤顶并将其固定在支架上，保持与管道中心线对称，以确保千斤顶之间形成正确的合力。为确保千斤顶工作效率，应为其配置型号适宜的油泵、备用泵等设备，以保证连续施工作业。完成设备安装后，做好设备运行状态综合检查工作，反复核验，直至验收合格，方能开展后续作业。

2.3 顶进施工

（1）管节拼装：准备好所需的管接头，检查管道的连接口和密封件是否完好，并检查每个管接头，确保其质量符合要求。根据需要在连接点安装橡胶圈并拧紧螺栓。连接好一段管道后，对其进行校正固定，用水准仪或量具对管道进行校正，调整管道的水平或垂直度。然后使用固定支架将管道固定在预定位置。管道接头连接完成后，应检查接头的密封性能[2]。（2）顶进施工：将顶管机安装在管道末端，并将其调整至与管道轴线对齐。启动推进发动机，按照设计要求控制推进速度和推进力。在推进过程中，应进行监测和调整，以确保稳定性和准确性，必要时应进行调整，以保持管道在正确的轨道上推进。在顶进过程中，当遇到隧道积水或泥浆等问题时，必须进行抽水、排泥等工作，以确保顶进的顺利进行。管道被推到目标位置后，停止推进机的工作，并进行必要的固定和密封处理。（3）中继间：在顶管施工的过程中，中继间的布置显得尤为关键。中继间主要结构由外壳和液压千斤顶组成，千斤顶被均匀地安装在外壳上，并配备有独立的电力供应和油路系统。外壳的结构设计需确保其强度能够满足实际顶推力的需求。在布局上，液压千斤顶在中继间上半部分分布相对稀疏，而下半部分则更为紧密。此外，中继间与前后管道的连接缝隙必须控制在1.0cm以内，以维持优良的密封性能。在给水管道允许的顶部力范围内，安装中继间并合理调配储备顶部力系数，从而确保顶管顶进过程的安全稳定。同时，通过对每段管道的顶力进行合理分配，使其在允许顶力范围内，并考虑预留足够的顶力空间，以满足顶管施工的安全需求。当总推力达到最小值（中继间总推力、允许最大推力）的60%时，应安装第一个中继间。当总推力达到最小值（中继间总推力、允许最大推力）的70%时，应再放置一个中继间，可以确保推力得到有效分散，并防止单个中继装置过载。

2.4 注浆施工

鉴于市政给排水施工本身是一项系统工程，具有较强的严谨性、复杂性和专业性，为了充分利用顶管施工计划的有效性，要注意严格控制顶管灌浆和减摩施工的质量，为后续的顶管施工打下坚实的基础。其次，相关施工人员应严格按照顶管施工技术的操作流程，依次向搅拌槽中加入适量的膨润土、水等混合材料，并做好混合材料的均匀搅拌和试验，确保混合材料的性能能满足市政给排水工程顶管施工的浆液要求。最后，在注浆操作管理过程中，施工人员应确定注浆的安装位置、间距、时间和压力，每段管道至少设置三个注浆孔，并且每个孔道的灌浆时间应控制在三分钟左右，只有这样才能切实保证灌浆压力的均衡性以及泥浆灌注施工作业的连续性。

2.5 管线纠偏

由于给排水管道在施工过程中位移严重，可能会出现管道规定位置与实际位置之间的偏差。因此，应进行管道纠偏施工，以确保管道施工质量。在实际施工过程中须记录管道的偏差，一旦发现严重偏差（>10mm），应及时纠偏。但是，切记不能一次性大量纠偏，而是采取缓慢适度调节，将管道逐渐调整到指定位置，避免用力过大，影响管道下端和周围土壤，损坏管道。为了提高管道位移监测和线性纠偏的有效性，建议使用监测测量系统，实时监测顶进线形状况，并根据监测结果形成相应顶进曲线，如发生偏角过大，及时调整顶进速率，如无法纠正，则适当增加千斤顶顶进推力，使顶进方向偏差得到有效纠正。

结束语

综上所述，在市政排水工程施工过程中，采用非开挖顶管施工技术，可以有效减少对城市交通及周边环境的影响，提高施工效率。因此，在未来的发展过程中，有关部门应加大对非开挖顶管施工技术的研究，促进我国市政排水工程的发展。

参考文献：

[1] 王立峰. 市政排水非开挖顶管施工技术及实施要点之研究 [J]. 价值工程, 2020, 39 (06): 171-172.

[2] 朱颖杰. 市政给排水施工中的非开挖顶管施工技术分析 [J]. 居舍, 2020, (06): 54.