顶管技术在给水管道施工建设中的实际应用与施工技术

韩风庆

摘 要：道路改建和城市工程改迁使原有的给排水管道面临改迁和改造，市政水管道是城市供水的重中之重，如何科学合理的设计和筹划迁改方案，就要考虑到迁改管道的类型和市政给水管迁改工程的安全施工。在给水管迁改工程中，采用顶管技术，能尽量避免对地面交通的干扰，在给水管道迁改施工中被广泛应用。以下就从顶管施工的特点和工作流程，简要阐述顶管技术在市政给水管道施工中的应用。

关键词：顶管技术；给水管道；应用；技术

非开挖管道敷设技术也称为顶管法，需要在施工时按设计的方案进行管道沿线的工作井和接收井设置，并在工作井内设置坚固的后座，吊进油压千斤顶以及要顶进的钢管或混凝土管，连接好照明、泥浆管、油管等，慢慢推进油压千斤顶，并利用压浆系统定型泥浆套包围管道，确保管道在泥浆套中滑行，通过激光经纬仪测量顶管的方向，根据实际情况调整，让钢管和混凝土管最终顶到接收井内。

一、顶管施工准备

给水管道顶管工程一般采用螺旋缝埋弧焊钢管，并用底漆两层，面漆四层进行防腐，钢管质量应符合《石油天然气工业输送钢管交货技术条件》（GB/ T9711.1-1997）国家标准，焊接按《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》（GB50236-2011）及《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）的要求进行。顶进管在顶进过程中，施工人员会在管上作业，所以管径一般要大于 500mm，然后对于顶管长度的选择要针对管道迁改状况和地质状况。使用长管可以减少装管的次数，但直线推进过程中一旦偏离路线，后期矫正就比较困难。采用短管可以一定程度避免路线偏移问题，施工操控性比较强，但要进行多次装管。苏州工业园区苏州中心给水管迁改工程采用 D1220*14 螺旋缝埋弧焊钢管顶管，每节长3米，工作井与接收井间距约80米。顶进设备要悉心准备，包括：（1）顶铁；（2）千斤顶；（3）高压油泵；（4）运土设备等。要根据工程预算进行千斤顶的型号选择。现场平面布置包括：（1）料具间；（2）自动控制室；（3）拌浆棚及拌浆材料堆场；（4）注水系统；（5）起重设备；（6）管片堆场和弃土坑的布置。工具管包括开挖舱和操作舱。

二、顶管施工工艺

把事先制作好的构造物顶入基层，形成工程作业所需的涵洞或者通道就是顶管法施工。顶管法施工中，目标管段的接收井和工作井要挖好，顶管机头在成型的井体中进行施工。顶管井因为担当顶管施工的工作空间，所以顶管井要结合工程需要合理规划。顶管井包括接收井和工作井，通常是钢筋混凝土结构井和 SMW工法井，依据不同的地质条件进行设计，条件较差时要在井体内部布置径向支撑，避免地质环境恶劣对井壁造成压迫，发生井体破裂和井下塌方。工作井和接收井要设置合理的距离和排列形式，通常将工作井的间距设置成检查井的间距，工作井与接收井是间隔的形式，检查井设置在接收井和工作井的地方。不同截面的孔井承载力不同，工作井要根据不同的承载力和地质条件选择合适的截面形状。工作井有单排孔井和单孔两种。单孔井通常采用圆形截面，圆形截面承载力最强，其次是正方形，矩形截面为承载力最差；矩形截面多用于单排井截面。苏州工业园区苏州中心给水管迁改工程岩土工程勘察报告由江苏苏州地质工程勘勘察院提供，工程编号为：2013-K-133-1，根据地质勘察报告，工作井和接收井采用三轴搅拌桩内插H型钢的SMW工法作为基坑维护结构，H型钢插入搅拌桩前表面涂减摩剂，与水平围檩之间采用牛皮纸隔离，覆土完成后拔出，边拔边注浆充填，水平支撑和水平钢围檁也采用H型钢。

三、顶管施工流程

开启穿闷板，顶出工具管（工具管包括开挖舱和操作舱）后设置穿墙设备。在穿墙施工中，可以在穿墙管道内填封低强度水泥粘土拌合土填充料，管道内密实就可以有效避免施工环境中的水对管道的影响。穿墙穿孔时，要在穿墙管外部进行注浆固结，保持穿墙管强度就能避免孔部位因为强度不足造成管的损坏。在穿墙防水性能良好的前提下，将工具管迅速推入，在穿墙过程中要尽量缩短工程施工时间，针对施工中遇到的问题做好记录。顶管出洞。下管是很容易出现事故的施工环节，在下管前要对管子进行严格的外观检测，检测合格后方可进行其中机起吊。外观检测包括：（1）管壁有无鼓泡或坑陷；（2）管子有无纵向裂缝或破损；（3）管壁是否光洁平整；（4）端面是否平直。检测合格后，采用起重设备进行试吊，管子在工作坑导轨保持稳定后，即可进行下管作业。下管时工作人员要注意与管子保持距离，工作坑内不允许有人，防止出现工作人员安全事故。起重机将管子放置安稳后，工作人员才可以进入工作坑。轨道上的管子，要在确认安装合理后才可以进行顶入工作。第一节管顶进高程与顶进方向直接关系到整段顶管的质量，所以第一节管必须保证顶进的准确度。顶进过程是整个顶管施工技术的关键。液压千斤顶可作为顶进工作的主顶，在顶进过程中要保持顶进速度不得过快，顶进初期要缓缓进行，等待管道接触部位密合后方可加快速度至正常。在顶进过程中，要时时关注油路压力，一旦陡增就要马上停止顶进工作，检查前方是否受阻，油压恢复正常后才可以继续顶进。回镐时，顶进速度也不能过快，并且时时关注油压数据。在顶进过程中，土方要及时撤离，以避免影响顶进工作。

如果施工长度过长应进行注浆减阻，降低在顶管过程中的摩擦力。在节管接口安装工具胀圈，有利于顶进导向。如果顶进中发生偏差，可在管子偏向反侧超挖，管子在顶进中向阻力小的方向逐渐回到设计位置。顶管过程是一个复杂的力学过程，必须进行严密的顶管计算，采取先进的顶管设备，才能成功高效地完成顶管施工的工作。

四、结语

综上所述，市政给水管道施工建设的好坏，会直接影响到城市的相关水利设施建设，关系到国民经济的发展，顶管施工技术是市政给水管道施工的重要技术，具有较高的社会效益和经济效益。施工建设单位应高度重视，加大顶管施工技术的使用推广力度，制定相关的及时实施标准，让城市给水管道设置更合理安全，促进城市发展和经济增长，不断推进可持续发展进程。

参考文献

[1] 宋太全.顶管技术在市政给水管道施工中的运用[J].门窗，2014（11）.