给排水工程中顶管施工技术要点分析

梁立志

【摘要】为了减少土层过分扰动及降低施工对周围环境的影响，顶管施工技术在工程中被广泛使用。为了使顶管施工技术在工程中得到进一步应用与推广，本文扼要论述了其优越性与施工要点，确保顶管施工技术的施工质量。

【关键词】给排水工程；顶管施工技术要点；优越性

前言

随着城市现代化进程逐步深入，人们对城市功能和市容市貌提出了更高需求。不仅要求及具有健全的城市功能，还要求各项工程施工不得破坏周围环境，尤其地下管网工程。现代城市规划与建设中不可避免地将在地下铺设各种功能、直径不同的管道，为了不破坏施工现场周围环境，减少对车辆、行人出行不良影响，顶管施工技术在地下管网工程中得到广泛应用。与传统的挖沟埋管法相比，顶管施工技术是一种非开挖施工技术，具有了自身独特的优势。

一、顶管施工技术及优越性

顶管施工技术是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术，是继盾构施工之后而发展起来的一种地下管道施工方法，它不需要開挖面层，并且能够穿越公路、铁道、河川、地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等。

（一）顶管施工技术

顶管施工技术是一种用于施工的非开挖掘进式管道铺设施工技术，具有噪音小、施工场地小、对周围环境影响小及不影响交通顺利通行等优势。由于城市地下管道种类多、管道错综复杂，采用传统的开挖埋管法必然对施工现场周围环境造成一定破坏和影响，因而提出了顶管技术—非开挖施工技术。非开挖技术是指利用微开挖或不开挖技术对地下管线、管道和地下电缆进行铺设、修复或更换的一门科学，具有经济、高效、保护环境、地面建筑不用搬迁、不影响交通等特点，是一种高科技且实用的技术。

（二）顶管施工技术优越性

与传统的开挖埋管法相比，顶管施工技术在施工工序、工程进度及管道地基施工等方面具有明显优势。具体内容如下：

施工工序：以给排水工程为例，由于该工程中排水管道直径较大、管道埋深大，土层开挖后需要进行支护处理。如果遇到地下水位较高情况，还需要进行降排水处理，无形中增加了施工工序。尽管顶管施工技术不能全然取消这些施工环节，但一定情况下可以不采用某些施工工序，比如支护。

工程进度：与传统的开挖埋管法相比，顶管施工技术工序相对较少、开方工程量小、回填作业量小，使得工期长度相对短一些，有助于在规定日期内保质保量地完成施工，并降低对地面交通、环境过分影响。

管道地基施工：顶管施工技术由于采用的是管道和土同体置换的方式，与传统开挖埋管法相比，能够有效减少管道地基沉降现象，并减少对土层过分扰动。

二、工程施工中顶管施工技术要点分析

（一）纠正错误认识，明确顶管施工概念

由于顶管施工技术是一种非开挖施工技术，人们普遍认为非开挖施工技术就是一种地表不开挖或不挖沟的施工方式。但是，这种认识比较片面，多数管道施工前都需要开挖工作沟。因而，顶管施工技术强调的是微开挖，并不是不挖沟，实际应用过程中需要明确这一点。

（二）现场勘查与调查，做好施工准备工作

为了确定合理的施工组织设计，设计单位工作人员需要进入施工现场勘察与调查实际情况，做好施工准备工作。具体勘察与调查工作包括以下内容：第一，勘察清楚施工现场或邻近施工现场地下管网情况，对给水、煤气、通讯、电力等管道进行现场定位，并严格分析那些管道需要停止工作或搬走，之后将其清楚标注出来；第二，考察施工现场路面车流、人流等交通情况，必要时在路口设计交通导向牌、安排专人指挥，并根据道路交通情况合理安排施工路线；第三，清楚掌握施工现场及附近排水管道情况，规划与设计最佳排污路线，必要时还可搭建临时排污管道，避免施工污水流入其他位置；第四，如果施工现场有桥梁或其他建筑物，设计人员一定要摸清楚桥墩、桥台基础、建筑物基础桩等情况，避免管道施工为其带来破坏性影响等。

（三）施工技术准备工作

经过系统而周详勘测与调查后，设计人员应分析相关资料信息得出施工现场的一些施工技术条件，并根据勘察情况与技术分析确定合理的施工组织设计。具体内容如下：第一，掌握施工现场地质情况，比如，含水量、透水性质等。如果土层中含有砂层或岩层，设计人员则需要进一步摸清砂层及岩层具体情况，然后选择符合地质条件的顶管施工技术；第二，分析与总结地下水位变化规律，并将其来源、水面高度及潮汐情况清楚描述出来；第三，掌握各种顶管施工技术的相关要点。比如，水平螺旋钻进法、微型隧道施工法、水平定向钻进施工法等施工方式都具有自身独特的施工工艺和程序，设计人员必须根据实际情况选择最合适的顶管施工技术。

（四）设计施工线路与井位施工

经过详细勘察与技术分析之后，设计人员便可以此为依据设计施工方式、线路及井位。然后，施工单位人员按照设计图上管道平面位置，利用测量仪器清楚标注出管道的具体位置，即水平高度及作业方向。同时，还要计算管道穿越长度，合理确定工作井位置和数量，并尽可能减少工作井数量，原因在于工作井造价比较昂贵。在设计施工线路过程中，设计人员应尽量使其避开树木根茎、建筑基础、桥台桩基等实物，严格设计施工线路，避免与其他实物产生冲突。另外，如果顶进深度范围内土层较为复杂，施工人员会同设计人员商议是否降低或抬高标高，避免为施工带来不必要的困难。

（五）钻进导向孔轨迹施工

导向孔轨迹设计与施工是否合理，直接影响着管道施工的精度，对管道施工成功与否有着至关重要的影响。完成测量放线工作后，施工人员便可以在管道平面位置按照深度要求操作定向钻机作业。钻孔作业前，施工人员必须严格检查导向仪，并在施工过程中严格控制钻头深度与方向，避免产生较大误差。一旦施工过程中出现钻压突变、扭矩、泥浆漏失等情况，施工人员必须及时采取处理措施，确保导向孔的精度。并且，设计导向孔轨迹时设计人员必须综合考虑现场地质情况、地下管网布置及其他障碍物布置状况，在此基础上才能确保轨迹设计的合理性与科学性。

（六）扩孔施工要点

导向孔施工完成后，施工人员便可利用钻扩口对导向孔进行回扩工序。进行回扩工序时，应始终保持适当的泥浆量，并根据实际需要合理控制钻进速度，以便排渣。回扩工序一般分为几次完成，并在最后一次中采用挤扩式钻头，以便使孔壁定型和稳定。

（七）顶进施工要点

导向孔施工完成、孔壁具有一定强度后，则进入顶进施工工序。顶进施工过程中应严格注意以下内容：顶进时，顶铁上不准站人；顶进就位后，应立即回复施工线路；顶进施工完成后，施工人员必须对管道线路进行全面修整与巩固，并进行相关实验。待一切无任何问题时，管道线路便可以正式运行。

结语

顶管施工技术作为工程常用的一种施工方式，为了保证地下管网规划与施工质量，相关人员必须分析与掌握工程施工中顶管施工技术要点，并在施工过程中注意这些关键问题。除了文中提到的一些施工关键点，施工人员专业素质及设备先进程度等内容都是影响管道施工质量的重要因素。为此，施工单位应从各个方面分析与控制工程中顶管施工技术和工艺，全面保证地下管道施工质量。

参考文献：

[1]马奋涛，汪润青.给排水工程中的顶管施工技术[J].科技创新导报，2011，（19）.

[2]王炜健.不同土质下顶管施工所采用的掘进机[J].科技信息（科学教研），2013，（01）.

[3]刘高佺，万桂芬.顶管施工工艺及关键技术[J].山西建筑，2012，（15）.

[4]王敏娜.顶管施工技术——泥水平衡法施工[J].交通世界（建养.机械），2014，（06）.

[5]高峻岭.顶管技术在工程中的应用及施工要点分析[J].甘肃科技，2009，（11）.