顶管技术在市政给排水工程施工中的运用

顶管技术在市政给排水工程施工中的运用

刘 瑞  孟 思

沈阳市市政工程设计研究院有限公司  辽宁  沈阳  110015

摘要：随着科学技术的发展，我国的顶管技术有了很大进展，在市政给排水工程中，顶管技术已经成为一种常见的施工技术，与传统的开挖施工工艺相比，顶管技术在穿越铁路、河道等障碍时具有明显优势。本文就顶管技术在市政给排水工程施工中的应用进行研究，以供参考。

关键词：顶管技术；市政；给排水工程；施工

引言

给排水管道作为城市基础设施的重要组成部分，在施工建设过程中本身就具有较高难度，特别是在穿越障碍时，传统开挖施工技术无法有效满足给排水管道施工要求，在此背景下，顶管施工技术因其独特的技术优势逐渐开始应用，并在实践应用中取得了良好效果。

1市政给排水工程顶管施工简介

顶管施工是继盾构施工之后而发展起来的一种地下管道施工方法，它不需要开挖面层，并且能够穿越公路、铁道、河川、地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等。顶管施工借助于主顶油缸及管道间中继间等的推力，把工具管或掘进机从工作井内穿过土层一直推到接收井内吊起。与此同时，也就把紧随工具管或掘进机后的管道埋设在两井之间，以期实现非开挖敷设地下管道的施工方法。

2市政给排水工程顶管施工的分类

（1）按所顶进的管道口径大小分：大口径、中口径、小口径和微型顶管四种。大口径多指直径2m以上的顶管，人可以在其中直立行走。中口径顶管的管径多为1.2-1.8m，人在其中需弯腰行走，大多数顶管为中口径顶管。小口径顶管直径为0.5-1m，人只能在其中爬行，有时甚至爬行都比较困难。微型顶管的直径通常在0.4m以下。（2）按顶进的长度分：顶管和长距离顶管。顶进距离长短的划分目前尚未明确规定，过去多指100m左右的顶管。目前千米以上的顶管已屡见不鲜，可把500m以上的顶管称为长距离顶管。（3）按顶管的类型分：手掘式人工顶管、挤压顶管、水射顶管。（4）按顶管管材分：钢筋混凝土顶管、钢管顶管、玻璃钢顶管以及其他管材的顶管。（5）按顶进管子轨迹的曲直分：直线顶管和曲线顶管。

3市政给排水工程顶管施工措施

3.1做好前期准备工作

为了将顶管施工技术的应用优势充分发挥出来，要求施工单位能够做好前期准备工作。在施工之前需要做好现场平面的布置工作，在结合了工程项目具体建设需求基础上，做好各项施工材料与设备的准备工作，为后续顶管施工技术的应用奠定良好基础。在洞口位置需要做好各类止水装置的安装工作，为顶管施工作业开展提供良好的空间支持，还能够对积水总量起到良好的控制效果，对给排水管道工程的施工质量跟建设效率提高也有着积极意义。只有做好了前期准备工作，才能够有效避免外界各种因素对工程施工质量所造成的影响，保障后续搭设工作顺利开展，来获得良好的给排水工程建设效果。

3.2管控顶管施工工艺

（1）对工作坑进行开挖，进行排水作业时，应根据现场实际情况，确定工作坑的位置和范围。为确保工作坑精确定位，在挖掘工作坑时，应对边坡进行精确的测量。开挖时，采用人工开挖和机械开挖相结合的方法，既能保证工作坑的施工效率，又能保证工作坑的施工质量。（2）顶管顶进施工工艺复杂，需要加强管控。在顶进施工中，主要包括下管、挖土、出土、顶进四个环节。下管可以用卷扬机来下管，既能保证下管的效率，又能保证下管的精确度，下管时可以先将管子吊起来，再用桁架将管子横向移动；确保混凝土管件能正确、安全地抵达指定位置。下管作业结束后，要对下管的质量进行检验，并对其外表进行检验，确保其完好；同时要确保下水管的安装位置与设计要求一致，为后期施工奠定基础。（3）注浆作业。在顶管顶进施工中，由于受摩擦力的影响，造成顶管施工出现质量问题。为此，必须注意注浆施工的实际情况，在管壁与土层间注入一定量的泥浆，这样既可以起到润滑的作用，又可以确保顶管的工作效率。

3.3减少管道的位移偏差

长距离顶管技术施工首先需要做好管材的连接工作，但是在实际施工过程中，因为机械设备辅助施工或者施工人员的人为动作影响，连接工作经常因振动问题都产生偏差。因此，面对上述问题，施工人员的首要任务就是明确施工规范制度内容，在实际施工过程中严格按照施工标准完成施工人，确保油缸中的推动力能够一直保持在相对平衡的状态下。在推动力不均衡的情况，就会出现连接偏差的问题，从而导致安装的实际位置和预期所规定的位置出现偏差。此外，还要确保管内压力维持在能够控制的范围内，从而确保其能够满足施工标准，提高整体施工质量。

3.4注浆减阻

注浆施工的目的是消除管线周围的孔隙，使管线使用寿命延长。注浆施工作为顶管施工中的重要环节，其施工质量会直接影响整个排水管道施工质量，所以，要严格按照设计标准来选择注浆材料，确保泥浆粘性、稳定性符合施工要求，工程施工中选用优质的膨润土，根据膨润土：水=1:8的比例配制泥浆，并将泥浆搅拌均匀，防止出现离析现象，泥浆压入前，进行二次搅拌；然后在管节一端设置3个注浆孔，且将注浆孔间距控制在7.2m，安装注浆管后，按照注浆流程进行作业，对地表、地下水变化情况进行实时观测，以此为依据灵活地调整压浆量、注浆压力，当顶进曲线段时，可通过增加注浆量的方式，使泥浆套更加完整，并将单向阀设置于泥浆出口位置，避免出现回浆、注浆压力减小等问题，同时，要确保土体间隙被完全填充，形成不易变形的泥浆保护套，从而降低管道的摩擦阻力，即减轻顶进施工的阻力。

3.5进出洞与防水加固处理

在工作施工过程中对于工作井位置，要做好洞口的预留操作，确保洞口的预留直径能够大于管节的外直径，确保顶管能够顺利出洞。在完成顶管施工作业之后，如果发现有顶管施工间隙的问题时，要采取针对性的封闭措施进行处理。一般情况下需要采用洞口止水法来进行密封处理，确保工作井洞口的封闭效果。在给排水管道工程施工过程中，在施工过程中还会涉及一些复杂化的地质条件，易导致塌方等一系列施工问题发生。此外在进行顶管施工过程中，要进行准确观测点的制定，定期进行施工数据的观察，通过与初始数据进行对比的方式及时发现工程施工中存在的问题。如果发现沉降值与允许沉降值接近的情况时，要做好该类地层的全面加固处理，避免对工程建设质量所造成的影响。在顶管施工作业期间，为了避免砂石进入到施工区域内，也要做好顶管施工部位的防水处理以及加固处理工作，将外部干扰因素所造成的不良影响进行防范，从而获得良好的给排水工程施工质量。

结语

综上所述，顶管技术作为市政给排水工程施工中常用的施工技术，无需进行大范围开挖土方，就可以完成地下管道施工作业，在穿越铁路、河道等障碍时，具有极大优势。顶管施工不仅对周围建筑物、环境及居民生活带来的负面影响小，而且工程量较小，所投入的机械设备少，能够实现施工成本的节约。然而，顶管技术的施工难度较大，因此，该技术在市政给排水工程中运用时，需结合工程土质特性、施工要求及地下管线敷设情况等，制定合理的施工方案，并严格按照顶管施工工艺流程、方法进行操作，对各施工阶段技术要点严格把控，从而提高市政给排水工程整体施工质量。

参考文献

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[3]黄玉池.顶管技术在市政给排水施工中的应用分析[J].智能城市应用，2020，3(2):3.