试论市政道路排水管道顶管施工技术

杨耀鹏

摘要：市政基础设施地下给排水管道顶管施工技术，在穿越城市建筑、公路、深埋等重难、复杂施工条件时，有其独到的优势。本文阐述了市政道路排水管道顶管施工技术。

关键词：市政工程；排水管道；顶管技术

中图分类号：TU99文献标识码： A

引言

城市给排水管道工程是城市的基础性设施，在城市建设中发挥着非常重要的作用。目前，由于城市地下空间开发工程规模越来越大，加之不同城市地理环境的特殊性，使得我国地下城市建设已经成为各个大中小城市不容忽视的环节。顶管施工技术不会破坏更多的城市显性地表和建筑物，施工过程不会造成相关区域交通的堵塞。由于在地下进行，可以穿过城市建设中的敏感区域，如公路、铁路，甚至河流等，这本身是一种污染小，破坏小，高效便捷的现代城市市政工程施工方法。从投资角度，采用现代技术，缩短了施工周期，减少了拆迁补偿费等巨额开支，施工效率大大提高，这些都降低了施工的投资的节约。目前，国内外管道铺设中，顶管施工技术的应用越来越广泛。

一、顶管施工技术介绍

1、顶管施工技术介绍

顶管施工的具体做法，运用专业的管道顶进设备，用物理方式采用顶力把管道按照一定作业坡度要求顶入地下，克服管道与土壤摩擦，将管内土方运出。其工作原理类同于采油工程中的输油管道的顶进，不过后者是在地下竖立顶进，而顶管施工是在下把管道一节一节相连横向顶进，可以把这种工作原理称为“竹节原理”。具体做法，用主顶油缸产生顶力，把管道或掘进机打进工作土层，一直推进到接收坑。在向前顶进的过程中，土压平衡顶管机中的大刀盘旋转将土体进行切削，被切削下来的土体进入到密封的土仓与螺旋输送机中，经过挤压后形成具有一定土压的压缩土体，这些压缩土体又通过螺旋输送机输送出来，这样就完成了管道的基础施工。顶管技术解决了施工中对地表尤其是城市建筑物的破坏，也不会产生交通长时间的堵塞，环保效应明显。在现代技术不断创新的前提下，已经解决了顶管技术中一些难题，如管道铺设路程短，不能曲线推进等。目前，我国顶管技术可以把管道在地下顶进1500米，甚至更多，弯管技术能够绕过一些地下管线或障碍物等敏感区域，实现曲线穿行顶进。顶管施工等城市非开挖施工方式，就像默默无闻的地下蚯蚓一样，无形中为城市创造了一个清洁舒适环保的美好环境。

2、技术要点

如何解决管道建设中方向的偏失，顶管技术为这一问题解决提供思路和可以实现的具体方式。在大中型管道铺设中，传统作业方式耗时耗力，工程量巨大，投资额巨大，且不能解决施工过程中的方向问题，如遇到密集建筑群或者其他重要管线无法很好的转变作业方向。而采用顶管施工作业方式，就会有效解决上述问题。优点如下：不破坏地表，尤其是不拆迁地上建筑物；解决了传统施工中交通不方便问题；施工可以全天候作业；管道铺设有效解决了与其他地下网线等交叉冲突问题；总之，投资小，效益高，时间短，安全环保，与其他管道铺设技术相比，性价比高，优势明显。现代顶管技术的发展，甚至可以把管道穿过高山、海洋。总之，顶管施工技术是城市市政建设中越来越常采用的施工方式，在这一技术支持下，为城市解决排污排水，供油供气等管道铺设提供巨大助力，构建了一个合理有序方便的庞大城市地下建筑网络格局。从长远看，顶管施工技术将会为城市发展提供无形的巨大帮助，产生越来越大的经济和社会效益。

二、顶进施工过程中需要注意的技术环节

1、测量常态化，纠错及时化

管道施工前，测量施工材料和施工工具是否合乎质量标准要求；管道施工中，测量施工作业是否达到作业标准要求，如果发现违规作业怎样处理；顶管施工的各项数据是否获得详细的记录，并以电子表格等形式建立数据库对施工整个过程进行总体的测量与数据的储备。

2、施工中的调度设计

这要求施工过程中的调度工作要做到位，防范出现施工中出现的各种问题。具体主要要做好几个方面的调度：一是材料设备等供应协调的调度，材料供应要及时，保质保量，设备中损坏的零件要及时修理和更换；二是相关施工车辆，尤其是土方运输车辆的调度处理要做到最佳配置；三是施工中电力问题的调度，要确保施工中电力供应不间断，突发情况出现紧急发电设备要能够及时启动等。

3、机头下沉控制

施工中机头下沉是常见的突发情况，怎么解决呢？可以加4组螺栓于第一节管和机头之间。具体操作中，关闭千斤顶上面两个千斤顶，只开下面两个，这样使得机头受力主要向上，不会出现机头下沉现象。

二、顶管技术在市政给排水施工中的应用

1、顶管施工的准备阶段

（1）做好设备、材料的准备、施工环境的设置等工作。可以根据顶管施工的现场情况采取有效措施，严格控制施工进程。在市政道路管道排水施工中，工作井内施工设施要准备齐全，各种帮助顶管工作的机器要保证没有各种问题，还需要注意各种操作工作的安全。

（2）注意安全问题，如施工人员的生命安全，施工操作工作的安全，设备运作的安全。针对容易出现错误的地方采取保护措施。在顶管机进出的过程中，有的问题没有处理到位，可能对施工环境造成影响，例如泥土流失，这需要在工作井的洞口采取有效的防治措施。

2、顶管井

在施工中应用较多，多采用结实的材料，像钢筋混凝材料。这样的材料可以使建筑更加的牢实。工作井的种类繁多且形状各异，形状不同，结构的受力情况也不一样。因此，合理布置工作井可以达到改善结构受力情况。同时，施工中需要合理设置接收井和多向顶进的问题，施工完以后也要好好检测各方面情况，保证施工质量。

3、工作坑

工作坑需要各种机器设备相互配合工作，先要采用先进的仪器检测工作井情况，然后根据情况实施方案，开挖基坑机器和管线设备需要配合好才可以把工作处理好。有的施工地方需要进行铺层，砂垫层的工作对于巩固地基很重要，各项步骤需要按照流程进行。对井壁的处理工作也很重要，它应用模板组装形成系统，为避免其他施工问题影响模板系统，需要把模板系统和井下脚手架分开。要处理好沉井钢筋各接触点的焊接问题，防止焊接不牢造成安全问题，对沉井浇筑工作要非常仔细，可以分阶段，但是一定要连续的浇筑，中间不可以出现长时间的浇，这样会导致地基存在问题。

4、管口防水

保证顶管道正常作业，需要在工作井口预留一个跟管口相比较大的口，当市政给排水工程完成以后需要对原先预留的洞口进行封闭，这样不会影响管道的工作。也可以在其他施工中应用洞口止水的方法，这样可以改善施工对环境的影响，在顶管作业中，进出洞流程非常重要，这个环节出现问题对整个施工都会造成很大的影响。

5、重点环节实时监测

市政工程管道施工时经常会通过建筑物较为密集的区段，在该区段需要进行实时的监测与控制，如果地面出现了变形、沉降等情况，需要及时进行处理避免问题恶化。在地下管道顶进时如果遭遇障碍物阻碍顶进，诸如大石块、老河道驳坎等情况，需要施工人员结合现场条件与实施情况进行深入的研究，探讨有针对性的解决方法。

结束语

由于顶管技术占有独特的优势，它被广泛应用在市政道路施工中。顶管技术应用在市政道路排水管道施工中，可以减少施工对周围环境的影响，也可以有效控制施工成本。以后这项技术会发挥更大的作用，给人们的生活带来更大的便利

参考文献

[1]武鹏志.长春市高新北区地下排水管网设计与施工的研究[D].长春：吉林大学，2012（15）.

[2]王剑锋.大直径顶管穿越既有磁悬浮线路施工技术研究[D].上海：上海大学，2011（23）.

[3]邹卓彦.市政工程顶管施工关键技术应用分析[J].建筑学研究前沿（英文版），2012（7）

[4]贾明宇,刘曼和,王煜全,浅谈市政排水管道顶管工程的施工监测[J].科技致富向导,2010（18）.