大口径顶管施工技术难点及解决措施分析

大口径顶管施工技术难点及解决措施分析

刘军廷 田旭光

中国建筑第二工程局有限公司，辽宁 沈阳 110000

摘要：随着我国城市化进程的不断推进，对市政基础设施的需求日益增长。给排水设施作为重要的市政基础设施，其施工质量直接关系到城市居民的正常生产和生活。为了减少市政给排水工程施工对城市正常生产生活的干扰，顶管施工技术被广泛应用。特别是在大口径顶管施工中，由于涉及的技术环节较多，施工难度较大，因此，对其施工技术难点及解决措施进行分析具有重要意义。

关键词：大口径顶管施工;技术难点；解决策略

引言

无论是城市基础设施建设还是各类建设工程的开展，都离不开顶管技术的应用。顶管技术的应用，尤其是新型顶管技术的不断出现，提升了地下工程的施工进度，降低了地下施工对周边环境和建筑的影响。

1大口径顶管施工技术优势

顶管施工工艺是一种新型的地下管线施工工艺。顶管技术最大的优点是不需要基坑开挖施工就能埋管。在这种情况下，与传统基坑法施工为基础的管线铺设工法相比，顶管法施工具有以下优势：(1)在不需要将地上建筑进行破坏或者改迁的情况下，将管线施工到公路、铁路和地上建筑的下方；(2)在条件受限的情况下，顶管法与常规基坑法相比，造价、工期等方面都要低得多，可以大幅度地节约投资，大大地缩短了建设周期；(3)该工艺对现场周边环境的影响很小，可以大大减少现场的噪音、尘埃的散布；(4)当前城市土地征用难度越来越大，该工艺所需的工程用地面积不大，与传统的以挖掘为基础的施工工艺相比，占用的场地少，征地手续办理相对容易，且对周边地区的正常生产和生活造成的影响也少；(5)大口径顶管施工在顶进作业时，掌子面和周边土体处于顶管机和管壁支护下，只要采用合理的前方土压力参数、出土顶进速度，加强土体改良措施和管壁注浆，一般在1～1.5倍断面高度下，不会出现不可控的地面沉降或对管线造成影响，采取合理安全的端头加固区土体加固措施，可避免周边地下水位变化和造成洞门前方坍塌的事故。基于上述优点，目前大口径顶管施工技术已广泛应用于各类管道工程中。

2大口径顶管施工技术难点

2.1大口径顶管施工引起地面沉降或凸起

大口径顶管施工引起的地面沉降问题是顶管施工过程中较为常见的问题。在大口径顶管施工过程中，由于原有施工环境的土壤压力状况发生了改变，一些土层会出现松动、塌陷的现象，易造成顶管位置的偏移，在建筑物的地下施工中还会造成地面建筑物出现裂缝甚至坍塌。。2个管径不一致容易形成管道间隙，这个间隙必须及时进行填补，否则也会因为部分土层的空隙出现土层塌方的现象。

2.2大口径顶管施工对周边建筑的影响

顶管施工中涉及大型机械较多，尤其是顶管掘进机会产生强大的地下推力，剧烈的振动会对施工区域周边的建筑产生较大的影响。尤其是在市区施工的环境中，容易遇到大量的居民建筑设施，居民建筑往往抗震性能较差，如果不对顶管施工的振动影响加以控制，容易造成居民建筑地基和墙体的损坏。大口径顶管施工也会产生一定的噪声，噪声会对附近居民的正常生活造成干扰。

2.3管道直线度控制难度大

大口径顶管施工中，管道的直线度控制是施工过程中的一个重要环节。由于管道直线度直接影响到管道的使用效果和施工质量，因此在施工过程中，如何保证管道的直线度成为一大难点。

3大口径顶管施工难点解决策略

3.1优化施工工艺

顶管施工是一种常见的地下管道施工方式，它具有施工速度快、对地面交通和建筑物影响小等优点。然而，在大口径顶管施工中，如何控制直线度是一个难点。本文将探讨优化施工工艺针对大口径顶管施工中的直线度控制难点的方法。首先，设备选型是影响直线度控制的重要因素之一。选择合适的顶管设备，可以有效提高施工直度。在设备选型时，应充分考虑地质条件、顶管直径、顶进距离等因素，选择与之相适应的设备。此外，设备的维护和保养也是保证直线度控制的重要环节。定期对设备进行检修和维护，可以确保设备正常运行，从而保证施工直度。其次，顶管轨迹的控制也是直线度控制的关键。通过精确控制顶管的推进速度和方向，可以有效控制顶管的轨迹。在施工过程中，应根据地质条件、顶管直径等因素，合理调整顶管的推进速度和方向。同时，采用先进的测量技术和设备，对顶管的轨迹进行实时监测和调整，以确保施工直度。

3.2加强土体稳定性控制

大口径顶管施工是一种非开挖技术，用于铺设地下管道、电缆等设施，具有不影响地面交通和建筑物、减少施工周期等优点。然而，在施工过程中，土体稳定性的控制是大口径顶管施工面临的一大挑战。由于顶管施工是在地下进行，施工过程中可能会遇到各种地质条件，如软土、砂土、硬土等，这些地质条件对土体的稳定性有着直接的影响。首先，软土地区的土体稳定性控制是大口径顶管施工中的一个重要问题。软土具有较高的含水量、较低的强度和刚度，容易发生流动和变形。在软土地区进行顶管施工时，需要采取措施提高土体的稳定性，以防止顶管变形、偏移等问题。常见的措施包括预压加固、注浆加固等。其次，砂土地区的土体稳定性控制也是大口径顶管施工中的一个关键问题。砂土具有较好的渗透性，但强度较低，容易发生流砂现象。在砂土地区进行顶管施工时，需要采取措施防止砂土流失，提高土体的稳定性。常见的措施包括设置砂浆垫层、使用密封材料等。

3.3提高管道接口处理质量

在顶管施工中，管道接口的处理质量直接关系到工程的安全、可靠和耐久性。因此，提高管道接口处理质量是大口径顶管施工中不可忽视的重要环节。首先，我们需要明确管道接口的处理要求。管道接口处理应符合设计规范和施工要求，确保管道接口的严密性、稳定性和耐久性。在处理管道接口时，应根据不同的接口形式和材料，采用相应的处理方法。例如，对于橡胶密封圈接口，应确保密封圈的位置正确、压缩适度；对于法兰接口，应确保法兰的平行度、紧固力矩等参数符合要求。其次，加强管道接口的处理工艺。在管道接口处理过程中，应注重细节，严格控制施工质量。例如，在接口处理前，应清理接口部位的污物、水分等，确保接口干燥、清洁；在接口处理过程中，应严格按照施工工艺要求进行，确保接口的严密性和稳定性。此外，还应加强对施工人员的培训，提高其对管道接口处理工艺的掌握程度。

3.4合理选型及配置施工设备

合理选型及配置施工设备在大口径顶管施工过程中，不仅关系到施工效率和质量，同时也是确保施工安全的重要因素。因此，在施工前应进行详尽的施工方案设计和设备选型分析，以确保施工设备能够满足工程的具体需求。首先，要考虑顶管施工的地质条件。不同的地质条件对顶管设备的要求不同。其次，大口径顶管的直径和长度也是选择设备时必须考虑的因素。大口径顶管需要使用大型设备进行施工，而且设备的长度也要与顶管的长度相匹配。如果设备长度不足，则可能导致施工过程中的摩擦增加，降低施工效率，甚至可能损坏设备。

结语

大口径顶管施工是当前建筑工程和交通工程中常见的施工技术，大口径顶管施工必须严格控制施工标准，有效解决施工难点，提升施工的质量。对大口径顶管施工技术进行分析，探讨大口径顶管施工技术难点，包括大口径顶管施工技术引起的地面沉降、凸起，大口径顶管施工技术对周边建筑的影响及大口径顶管施工技术实施技术性要点。

参考文献

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[2]邵文泽，巩宁.弱膨胀黏性土地段大口径顶管工作井施工方案比选及优化[J].公路，2020，65（6）：202–205.