浅谈市政工程中顶管技术的应用

田茹

（陕西省商洛市公路局，陕西 商洛 726000）

顶管技术是属于非开挖技术的一种，非开挖的意思就是利用安全和经济的方法来进行施工，少挖和尽量不开挖来替换或者进行打下管道的铺设。这种技术随着优点众多已经在国外大量使用，国内也开始逐渐使用。本文以顶管技术在实际操作中的技术问题进行举例讨论，希望施工人员注意，并且和同行共同探讨。

1 顶管施工的特点

顶管法相比开挖敷设拥有众多优点，它不需要挖开地面便能够到达地下所以它又叫做非开挖管道敷设技术。它不但能够减短工期降低成本还能减小噪音污染，降低粉尘，减少对施工地区路面的破坏和对该地区的交通干扰，属于真正的无污染、高效率的施工技术。因为顶管施工在实践操作中具有多方面优点，所以自市政管线工程中得到大量的运用。总体来说，它的优点是：施工面从点变成到了线，缩小了占地面积；在施工的同时不会再对交通产生干扰；不再给施工城市人们的出行和生活带来困扰；不会损坏现有管道和建筑物：可以在很深的地下或水下敷设管道，可以安全穿越铁路、公路、河流、建筑物，减少沿线的拆迁工作量，降低工程造价。

2 顶管技术施工应用分析

2.1 顶进管的选择

顶进管一般选用钢筋砼管，如没有腐蚀要求可选用钢管。钢筋砼管的规格设计、配筋和应力验算应遵守有关钢筋砼的标准和技术规程，特别是有关钢筋砼管的标准和技术规程。

①顶进管直径的选择：通常情况下顶进管的直径选择先要确定工程的性质和工程的需要来选取顶进管内径然后分析顶进管所受的荷载来进一步确定砼管的配筋及壁厚从而可以确定了顶进管的外径。通常情况下管内径要大于500mm，因为在顶管工程的地面上还需要一些挖土工人。

②顶进管长度的选择：顶进管的长度对顶管过程的可控性和经济性有很大的影响。在直线推顶的情况下使用长管可以减少装管的次数，取得良好的效果，但是也拥有一定的缺点伴随着管的长度不断地增加，万一管和原来的路线出现了偏差，要使它回到原定路线中去会造成很大的困难比使用短管要困难的了。所以通常情况下建造顶压坑的同时要加大它的长度所以造成挖坑、支护、回填、修复的花销也随之增加了许多。

2.2 顶管施工的前期准备

①现场平面布置：在进行施工要前期进行要进行一系列的布置列如是起重设备、自动控制室、料具间、管片堆场、拌浆棚及拌浆材料堆场、注水系统、弃土坑的布置等。始发工作井内安装发射架、顶管机、前顶铁、主推千斤顶、反力架等顶进设备，工作井边侧设置下井扶梯供施工人员上下；

②项管机进、出洞处以及后靠土体加固：为确保顶管机出洞的绝对安全，需对后靠土体及进、出洞区域土体进行高压旋喷桩加固。为防止顶管机进、出预留洞导致泥水流失，并确保在顶进过程中压注的触变泥浆不流失，必须在工作井安装止水装置。

2.3 顶管施工的工艺

顶管施工通常又被称作是顶进法施工，它是用顶进设备将预先预备好的椭圆形或圆形构造物慢慢的顶入路基中去，用来构造通孔。顶管施工需先在确定的管段之间设置工作井和接收井，然后在工作井内安装推力设备将导轨上的顶管机头推入土体，由机头导向，将预制的钢筋混凝土管向前顶进，前端土体通过工作井运出，最后完成管道铺设。

2.3.1 顶管井的设计

顶管井有两种不同的类型，分别是工作井和接收井。顶管井的建造结构拥有很多类型但是通常是使用钢筋混凝土结构。工作井又有着单孔井和单排孔井的结构形状。前者的形状有很多类型例如：圆形、正方形和矩形，而后者一般都是矩形，不同的形状拥有不同的结构受力性能从高到低是圆形到正方形到矩形。

2.3.2 顶管施工工序

①穿墙：打开穿墙闷板将工具管顶出井外，并安装穿墙止水装置，主要技术施工措施如下：

1)穿墙管内填夯压密实的纸筋粘土或低强度水泥粘土拌和土，以起到临时性阻水挡土作用；

2)为确保穿墙孔外侧一定范围内土体基本稳定并有足够强度，工作井工具管穿墙前，对穿墙管外侧采取注浆固结措施；

3)穿墙前对可能出现的问题进行分析并制定相应处理措施：

4)闷板开启后迅速推进工具管，同时做好穿墙止水，本工程采用止水法兰加压板，中间安入20ram厚的天然优质橡胶止水板环，要求具有较高的拉伸率和耐磨性，借助管道顶进带动安装好的橡胶板形成逆向止水装置，应防止因穿墙管外侧的土体暴露时间过长而产生扰动流变。

②顶管出洞：在顶管作业作业中顶管出洞是一个很重要的技术问题，顶管出动的意思是顶管机和第一节管子从工作井中破出洞口封门进入土中。开始正常顶管前的过程，是顶管技术中的关键工序，也是容易发生事故的工序。为防止管线出现偏斜，应采取工具管调零，在工具管下的井壁上加设支撑，若发现下跌立即用主顶油缸进行纠偏，工具管出洞前预先设定一个初始角弥补下跌等措施。

③注浆减阻：在项管施工中还有一个重要的技术措施就是通过压注触变泥浆填充管道周围的空隙，形成一道泥浆保护套，起到支撑地层，减少地面沉降，减少项进阻力的作用。在施工中，首先对顶管机头尾部压浆，并要与顶进工作同步，然后在中续问和混凝土管道的适当位置进行跟踪补浆，以补充在顶进中的泥浆损失。注浆工序一般多应用于长距离顶管施工中。

④顶管纠偏：纠偏通常是指机头方向和预先的设计轴线出现了部分误差，通常使用纠偏千斤顶来使机头端面的方向产生改变来解决问题，管道向右侧偏差千斤顶便左伸右缩，反之亦然。

4 顶进管在膨润土悬浮浪中受到的浮力

不管悬浮液层的厚度是有多么小，只要保证顶进管在整个圆周上面是被膨润土悬浮液包围着的，那么浮力定律就会对它产生效果。在使用钢筋混凝土管的情况下，产生浮力是管子本身重量的1.4倍。这样，只要通过正确地压入膨润土悬浮液，从而在土层中围绕顶进管形成一个支承环带，并保持悬浮液压力等于土压力，于是管子就会在膨润土悬浮液中漂浮起来。为此必需的前提在于悬浮液应是液体状态的，亦即呈现为表观流限相应较低的溶胶状态。在悬浮液的膨润土含量低到接近运动状态下的稳定极限时，这个条件便能得到满足。在和管外壁摩擦中浮力可以降低摩擦力，这样就降低了管的底部因为本身质量而产生法向力。这个优点将对长距离推顶中的直径管子造成非常有利的影响。

结语

城市随着时代的发展在不断变迁，在有些工程项目中开槽技术已经逐渐被顶管技术所取代。顶管技术由于拥有众多优点而成为市政工程中的重要技术组成部分，特别是在土地深处管径较大的工程和拥有众多交通要道的城市中更为突出。所以随着城市的发展顶管技术也要不断的完善和进步，加长管道、加粗管径、管道中粗直交替这势必是顶管技术的下一个发展目标。抓住机会，提高技术和施工水平完善漏洞，争取早一步和国际水平接轨。

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[2]邓雅婷.地下建筑与工程专业揭密及院校介绍[J].高校招生，2002，(07)：58；学校学报，2010.（04）：26-28，36.