论市政道路排水工程污水管顶管施工技术

杨明双

摘 要：在市政道路排水工程污水管施工中，常常会遇到无法正常开挖的情况，为了确保施工顺利进行，便需要采取顶管施工技术。基于此点，文章首先对顶管施工技术进行概述，并在此基础上依托工程实例，对顶管施工技术在市政道路排水工程中的应用进行研究。

关键词：市政排水；污水管；顶管施工技术

1 顶管施工技术概述

顶管施工属于一种非开挖的管道施工技术，具体是指以后背为支撑条件，以千斤顶为主要工具，将工具管或是掘进机从工作井内穿过土层推送至接收井吊起，并将管道埋设于工作坑与接收坑之间的过程。

1.1 顶管施工系统的构成

1.1.1 工作井与接收井。在顶管施工中，所有的顶进设备全都置于工作井内，如千斤顶、后靠背以及铁环等等，同时掘进机也是从工作井内出发进行顶进作业；接收井是某一段顶进的终端，也是接收掘进机的场地。在某些特殊的条件下，如多段连续顶管，工作井也可直接作为接收井使用，但接收井却不能直接作为工作井使用，这是非常重要的一点。

1.1.2 洞口止水圈。其最主要的作用是防止地下水以及流沙进入到井中，属于一项安全防护措施。

1.1.3 掘进机。这是安放在最前端的顶管设备，其在很大程度上决定着工程是否能够顺利完成。若是采用手动掘进的方式，可以用工具管代替掘进机。

1.1.4 顶进系统。主要由操作台、油泵、油管和油缸等部分构成。

1.1.5 基坑导轨。想要确保顶管顺利顶进，便需要为管道提供一个相应的支撑体系，即基坑导轨。其多数是由两根互相平行的箱型钢垫组成。由于管道本身的重量较大，所以导轨应当具备足够的刚度，并且还要有良好的耐磨性。

1.1.6 管材。这是顶管施工中的主体，其种类相对比较繁多，如钢管、PVC管、钢筋混凝土管等等。具体选用何种类型的管材，应当根据工程需要而定。

1.1.7 输土装置。在顶管施工过程中，输土是一个较为关键的环节，其与施工进度密切相关，一般可根据顶管类型选择输土方式。

1.1.8 起吊设备。门式起重机是顶管施工中最为常用的起吊设备，其优点是工作性能稳定、操作简便。

1.1.9 测量设备。由于管道向前顶进的过程中容易出现偏差，所以施工时需要采用相应的测量设备进行纠偏。一般短距离顶进可选用经纬仪和水准仪进行测量；长距离顶进则应采用激光经纬仪。

1.2 顶管施工工艺分类

现阶段，顶管施工工艺的分类标准相对较多，但几乎每一种分类都是以顶管施工工艺的某一项特性为依据，下面介绍几种较为常见的分类方式：

1.2.1 按机械设备分类。具体可分为气压平衡式顶管、手动掘进式顶管等等。

1.2.2 按管径分类。具体可分为大口径顶管、中口径顶管、小口径顶管以及微型顶管。

1.2.3 按管材分类。可分为钢混管顶管、钢管顶管以及其他管材顶管。

2 顶管施工技术在市政道路排水工程污水管道施工中的应用研究

为了便于本文研究，下面依托工程实例对顶管施工技术的具体应用进行论述。某城市为了解决XX路段的污水排放问题，决定在该路段铺设污水管，由于XX路段为该城市的重要通道，且地下管线众多，周边存在大量建筑物，很难采用直接开挖的方式进行管道施工，经综合考虑之后，决定采用顶管施工工艺。

2.1 工作井施工

在顶管施工中，工作井是顶进作业能否顺利进行的关键之所在，为此，必须对该环节的施工予以足够重视。工作井施工技术要点如下：先用全站仪侧放工作井以及沉井壁的位置，然后采用反铲式挖掘机进行基坑开挖，并以人工挖探管线配合；沉井采用一次制作、一次下沉的方式，井壁模板为复合式钢模板，内外脚手架与模板相分离，各自形成独立的系统，这样能够防止下沉引起破坏的情况发生。沉井的水平钢筋采用帮条焊接，接头位置按照设计和相关规范标准要求错开，每间隔1.5m设置一个钢筋支撑；筒身混凝土采用分段浇筑，这样能够避免沉井倾斜和早起开裂；沉井下沉前应当做好结构与外观检查，并依此将刃脚下的承垫木抽出，同时用砂或是卵石进行填实；采用排水下沉法进行沉井下沉，下沉过程中，需要设置明沟、集水井和排水沟；如果沉井下沉的过程中出现偏斜，则可通过增加荷载的方式进行调整；当沉井下沉至设计标高之后，应当稳定48h之后，再进行封底。

2.2 顶管施工工艺要点

2.2.1 施工准备。当沉井底板的混凝土强度达到设计强度的50%以上，便可按照顶管设计高程预埋导轨，然后安装顶管设备，并在坑上架设门式起重吊。在正式施工前，应当对图纸进行仔细阅读，了解并掌握关键要点。

2.2.2 管道顶进。首节顶管安放时，应当对管道的轴线、高程进行复核，确认无误后方可进行顶进；可将控制点设置在视线清楚、不易扰动的位置上，并采取相应的防护措施；本工程中采用的顶力设备为300t的油压千斤顶，安装千斤顶前应当进行顶力计算，根据相关计算结果，顶管施工过程中，顶力应当控制在5000kN以内；本工程设计要求管前挖土长度应当控制30cm以内，最大不得超过50cm；当首节管下放至导轨上时应当对高程和中心线进行测量，看是否与设计要求相符，确定合格后方可进行顶进操作。

2.3 质量控制措施

2.3.1 测量、放线。根据工程中确定的控制点，对污水管线的高程桩和中心线进行测量。在测设顶管中线桩时，应使用全站仪将其设置在顶管工作坑的前后，保证前后两桩与管线处于同一水平线上，保证两桩可以通视。在每一顶管坑内设置两个水准点，对水准点进行校验，使其误差控制在±5mm范围内。

2.3.2 顶管测量、纠偏。在第一节管顶进时，应将测量间距控制在30cm内，且保证管道入土位置正确；在管道正常顶进土层后，将测量间距控制在300cm内。顶管纠偏主要包括以下两种方法：（1）顶木纠偏法。该方法适用于超挖纠偏无效且偏差超过2cm的情况。将方木或圆木的一端顶在管子偏向的另一侧内壁上，另一端斜撑在木板或钢板的管前处，在保证支顶牢固的基础上，配合超挖纠偏法进行顶进，利用圆木或方木斜支撑产生的阻力，促使顶管校正；（2）千斤顶纠偏法。这种方法的操作步骤类似于顶木纠偏法，不同的是将小千斤顶作用在顶木上，促使顶管位移校正。

2.3.3 泥浆减阻措施。将泥浆压入工具管尾部的压浆孔内，可有效降低管壁的摩擦阻力。在顶管顶进预留洞时，将进洞误差平面控制在±10cm，高程控制在±8cm。尤其当轴线设置在井下时，应当减少精度误差，以保证顶管顺利进洞。

3 结语

综上所述，顶管施工是一项较为复杂且系统的工作，由于施工过程中涉及的环节较多，其中任何细微的错误都可能对整体质量造成影响。为此，必须在顶管施工中，了解并掌握施工工艺要点，并做好施工质量控制工作，这样才能保证工程按质按时完成。

参考文献

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