地铁浅埋大纵坡顶管施工技术探析

地铁浅埋大纵坡顶管施工技术探析

高子成

中铁隧道局集团路桥工程有限公司（天津）300000

摘要：地铁项目施工过程受交通以及市政管理限制，存在一定难度。顶管技术以其独特的优势克服了地下施工的难点。城市道路地下管线埋设较多，通过顶管等施工完成地铁进出口路面的建设，既保证了地底道路的正常行车，也能保障地面线路的安全。同时，节约了项目投入成本，降低了安全隐患发生的概率。本文从顶管施工技术的优势展开分析，探究了地铁浅埋大纵坡顶管施工技术要点以及优化措施。

关键词：地铁；浅埋大纵坡；顶管施工技术

前言：经济发展较为迅速，基础设施的建设规模正在持续增长，管技术已经被应用到了所有城市管道工程建设中。城市化建设进程中，地下项目的施工数量愈来愈多，应用顶管技术既有不损害城市地表结构和建筑环境的优点，而且在实施的过程中也不会造成相应地段内道路交通堵塞，能穿越高速公路、铁道、河流等地形复杂的区域。顶管施工技术集污染少，损伤小，安全方便等优势为一体，具有较高的经济效益和适用性。

一、顶管施工技术的优势

顶管施工的步骤如下：工作井施工设备及预制管节；始发井中的设备安装；顶管机组布置；机械设备调整；始发掘进；正常掘进；接收掘进；机械设备拆卸；施工洞门环梁；触变泥浆置换。相对于以往通过挖掘进行埋设管线的方法比较，顶管施工技术的优势有以下几点：第一，不要求从一头开凿到道路另一头，只要求挖两个井坑就即可。第二，顶管开凿流程中挖的土要小于道路开凿的土，施工过程中管节部分的开挖量非常少。第三，对道路建筑的破坏程度相对较少，也不会损坏施工设备。第四，在挖深管线时，管道施工的生产成本要比开凿路面施工造成的成本低一部分，增加项目的经济效益。第五，由于顶管开挖没有对管线上部的土壤带来损伤，因此保持了土层的整体结构。而管节不会轻易地被土壤损伤，使管节的使用期限有所延长。

二、地铁浅埋大纵坡顶管施工技术要点

（一）准备阶段的技术要点

施工准备阶段，建设单位必须对项目的开展步骤做出详尽的规划，完善建筑图纸和工程的控制。首先，对工地周围环境实行彻底的清理，去除地铁中出现的障碍物，保证道路行驶顺畅，便于建筑物资和工地器材的运送。其次，还需要对城市排水量以及地下管线顶管的具体情况合理把控，避免损坏施工场地的电线、燃气线、通讯线等，影响到城市居民的正常生活[1]。最后，还需要将施工区域的气候环境调查清除，合理地安排施工时间，避免恶劣天气对施工进度造成严重影响，延长施工周期加大施工成本。此外，还需要对管线顶管线路的放线长度进行测量，在施工开展的过程中，做好记录以此提升测量数据的精准性，保障建设成果符合国家的标准要求。

（二）施工阶段的技术要点

完成施工准备阶段的工作后便可以正式开始顶管施工，排水管线顶管需要安置在地下，不影响地铁的正常运行，也不会破坏市容市貌。在施工过程，首先需要开沟挖槽，这种技术需要根据施工现场土层质量以及结构做好设计，以此来确保施工过程的安全性，避免出现坍塌或者滑坡的问题。除此之外，挖槽的宽度、坡度以及支护技术也要进行合理的设计，以便确保工程的科学性，全面掌握项目要点。施工完成后，要及时安排监管人员，对排水管线顶管进行闭水试验，确保管线顶管不会出现漏水问题，确保排水管线顶管在后续的使用中能够正常运行。当闭水验收完成后，还需完成管线顶管回填工程，以便有效保证回填效果。在回填作业完成的过程中，还要对场地开挖条件进行全方位的检查，以确保沟槽内没有垃圾等障碍物，一旦发现必须及时将其清除，便保证整个沟槽具备足够的支撑力量，防止在回填作业开展时地铁出现下陷。回填作业完成后，工作人员和质检部门应对施工质量进行全方位的检查，以保证项目回填部位的稳固性，使其在后续使用的过程中满足交通运输的需求。

三、地铁浅埋大纵坡顶管施工技术优化措施

（一）做好管道轴线纠偏

管道轴线纠偏要先预压各段管道顶进处的中线，再查看是否与设计相符，若出现了错误，则应采用内部开掘方法将其纠正。常用的方法有两种，一种是管中开掘法，将混凝土保存于施工的侧面，再挖掘另一侧，顶进后将土体的正向压力移至土体侧面，使管道在该侧补偏。第二种是外部开掘法，把管道的泥土全部挖净，并挖出刃口，沿着洞口的走向推进管道顶入。补偏作用如果不明显，可用横木支撑来凸显其作用。为了不造成纠偏过量，工具管的角度也要在前进方向中与中线一致。还需要注意，在顶管施工的设计阶段和顶管安装开始以前，应由技术人员对顶管安装过程中的地质条件作出严密勘测，重点要勘查管线通过区域的地质环境和水文地质情况。按照勘查成果科学制定施工技术的应用方法，防止在不勘测和勘查不完全的前提下，盲目开展顶管建设。为了保证在安装工程中，管线的行程、顶速和顶力都完全一样，必须使用同规格的螺旋千斤顶[2]。而使用这种同规格的螺旋千斤顶安装的时候，要求与中心线高度一致。最后，要测算管道承载力，保证背墙稳固安全。同时，严格管理建筑材料的质量，确保钢筋砼等材料符合使用标准，防止顶管施工过程中出现移动现象。

（二）有效控制地面沉降     

地铁浅埋大纵坡顶管施工技术开展过程，应在洞口上放置密封帘布，主要是为阻止预埋的钢圈和顶管机机壳缝隙的涌水涌沙，也能避免在顶进工程中压进的减阻砂浆在此处流失。当顶管机初始进入土体后，应适度增加顶进速度，可降低空气对混凝土的干扰，避免出现土壤下沉。但由于机壳和始发口的预埋钢圈之间产生了空隙，在顶管机头始发时很容易遇到土壤侵蚀问题，为保证顶管刀头始发安全，需要采取相应的保护措施。所以，在顶管安装工程当中，掘进管轴线每隔一段时间，就要检测一次。为有效控制地面沉降，还需注意以下几点内容。第一，在水泥护套注浆过程中，需要保持混凝土压强与注浆材料气压的均匀。第二，在开挖顶进的时候，选择好工作井中需要的设施后，对于常用的设施如配电站和液压装置等，要提高对其应用的重视。一般情况下，使用电动空压机等方式完成压力作业。第三，使用空精华设备储存适量的压缩空气，并将其注入到管线中。在施工的过程中，还需要鼓风机辅助排烟操作，保证施工人员的安全[3]。第四，对于主顶和中继间，千斤顶等设备主要基于压力油运行。但在具体的施工过程中，需要根据实际施工环境对使用的设备进行适当调整，通过高压泵的循环操作和压浆系统的运转，保证泥浆池等设备处在正常的运行条件中。最后，井内的顶进设备，还需要根据工程施工需求对其规格做好选择，保证顶进操作时的顶管的受力处在均匀状态，这样才能更好的保证施工进度。

结束语：综上所述，在城市工程建设过程，地铁相关项目应统筹兼顾、全面考虑，结合施工区域的实际情况，选择最优的浅埋暗挖施工方法。顶管施工技术具备多项优势，是一项能满足环境保护的铺设地下管线非开挖技术， 其能从根本上改变传统施工中开槽埋管的落后方式。国家发展进程中，顶管技术不断进步，工作人员的施工经验也愈发成熟。顶管施工技术必将在地铁等基础设施建设中被广泛应用。其发展适合城市地铁的施工发形势，与新型建筑材料以及新型工程机械、隧道结构理论等互相融合，推进相关工程建设迈向更高的台阶。

参考文献       

[1]秦龙. 城市地铁浅埋大纵坡顶管施工技术研究[J]. 大陆桥视野, 2022(4):3.

[2]邓隆添. 地铁施工中顶管机吊装技术分析[J]. 天津建设科技, 2022, 32(1):3.

[3]刘吉贞. 穿越既有地铁线路顶管施工关键技术[J]. 石家庄铁路职业技术学院学报, 2021, 20(4):5.