市政给排水施工中的长距离顶管施工技术

邱慧君

摘要：本文先介绍了长距离顶管的结构设计，然后探讨了市政给排水施工中长距离顶管技术的应用，最后分析了长距离顶管施工技术施工过程中的影响因素。

關键词：市政工程；给排水；长距离顶管；技术

市政给排水系统作为城市建设的基础性工程，其质量的好坏对于资源的利用率和城市抗洪减灾方面来说具有非常重要的现实意义。随着城市化规模的不断扩大，在市政给排水工程中传统的管道施工技术已难以符合施工要求。在此情况下，长距离顶管施工技术应用而生，本文就结构设计和施工方面，对长距离顶管施工技术进行了探讨。

1长距离顶管的结构

在市政工程给排水施工中应用长距离顶管施工技术时，通常是将钢筋笼焊接在带有钢制承插口的钢管内部和外部，用混凝土浇筑法形成管体，两个管道之间用承插式柔性接口连接，并用双橡胶圈密封，以防漏水。其中，管体、钢筒以及钢筋骨架网是长距离顶管的主要结构，以下是其各自的结构设计：

1.1钢筒设计

市政工程的长距离顶管施工用到的钢筒是用冷轧钢板制成的，其厚度大约为1.5mm。需要在钢筒两端设计相应的插口环和钢制承口环，用来连接钢筒，插口环和钢制承口环之间通过把双胶圈作为垫层连接在一起，确保符合钢筒的密封性要求。使用双胶圈的另一个好处就是可以预防水体渗漏，提高钢筒的防渗性能。

1.2钢筋骨架网设计

钢筋骨架网是钢筒内外侧均要焊接的结构，在钢筒内部焊接钢筋骨架网目的是加固钢筒和混凝土之间的连接，预防其在使用过程中发生混凝土掉落的问题，通常只需设置单层钢筋骨架网即可。在钢筒内部焊接钢筋骨架网目的是增加钢筒和混凝土结合之后的承载力，确保两者结合的承载力可以承载外界和水压所引起的荷载，防止管体受损，通常需要设置双层钢筋骨架网。

1.3管体设计

当钢童的内部和外部均完成混凝土浇筑后，混凝土顶管的管体就形成了，通过这种施工工艺制成的管体可以有效预防钢筋笼和钢筒被腐蚀，从而大大增加了管道的使用时间。

2市政给排水施工中长距离顶管技术的施工工艺分析

2.1适用范围

一般情况下，长距离顶管施工技术适用于城市中繁华街道、中心商业区以及中心地带等，一些因某些原因而不能大规模开挖以及不能迁移的特殊地带，如历史遗迹、文物古址等，也会应用到该施工技术。有些地方由于地理因素而无法进行开槽埋管或空中架线等方式来施工，通常应用长距离顶管施工技术进行作业。对于污水管道，当城市所铺设的污水管道直径超过800mm，现场无相应的基础建筑物，不适合采用明沟开挖方法进行埋管的工程施工，也需要用到长距离顶管施工技术完成工程建设。

2.2顶进管的选择

从材料来说，通常将钢筋硅管认为是预进管的最佳材料，也有一些工程项目使用钢管作为预进管，这就需要考虑到某些腐蚀特别严重的部位不能使用钢管作为预进管。钢筋混凝土管的尺寸、规格、配筋的设计以及预应力的验算等均要严格根据有关的钢筋混凝土技术施工标准来进行。在顶进管的尺寸选择方面，往往要综合考虑工程的规模、性质以及功能等因素来确定，混凝土管的厚度和配筋要结合顶进管实际所受的承载力确定好，在进行顶进管外直径的确定。一般来说，顶进管的内直径应该超过800mm，便于施工人员站在顶管面上进行施工。

2.3前期准备

施工现场的布置需要做很多准备工作，包括料具间、管材堆场、起重设备、自动控制室、以及注浆系统等。同时要在始发工作井内设置好主推千斤顶、发射架、反力架以及顶管机等设备，并在工作井两侧设置相应的井扶梯，在方便员工上下工作井的同时也提高了施工的安全性。

2.4主要设备

由于长距离顶管的管道所顶进的部位通常为淤泥砂或者粘土层，没有在管道沿线设置相应的基础性建筑，管道直径往往超过800mm。因此，其主要设备有起重设备、千斤顶以及反力墙等设备，同时还需激光准仪、水准仪、泥水处理系统、电焊机、整体式顶进构架、经纬仪、水泵以及后座泵架等通用设备。

2.5施工工艺

对于顶管井的设计，一般可将其划分成工作井和接收井这两种；此外，预井管的结构类型也有很多种，使用最广泛的是钢筋混凝土结构。按照结构形式可将工作井分成单孔井以及单排孔井两种不同类型，其中单孔井的形状有很多，可以是矩形、圆形或者正方形，而单排孔井则往往是矩形的。在结构布置上，可以在工作井内设置内支撑，有助于改善其结构承受力；在工作井的建设过程中，当采用双向顶进方式来进行的话，需要在设置的时候将接收井间隔，当前面几项工艺完成之后，应及时在工作井以及接收井所处的位置设置相应的检查井。

2.6顶管出洞

顶管施工过程中还需要注意的是顶管出洞，其是指顶管机与第一节管子由工作井内部突破工口封门进入到土层中，可通过调零工具进行调零，接着在工具管的井壁上设置支撑，在这个过程中要注意在将管具抽出洞口之前要做好相应的防护措施，如事先设置好初始角度，以便弥补其下跌等。如果施工地点与接收井之间的距离超过15m，应对顶管的顶进轴线进行重点观测，当发现顶进轴线发生偏差时，应及时采取相关措施对其进行纠正，纠正方法通常采用主顶油缸法。

2.7注浆减阻

在长距离顶管的施工过程中，减少顶进阻力以及地面沉降阻力非常重要，减少阻力的有效方法是将压注触变泥浆注入到顶管道周围的间隙中，从而形成一层水泥浆保护层，有助于其对地层起到良好的支撑作用。而最经常使用的减阻方法为注浆减阻，在施工时先对顶管机的头尾两端进行压浆处理，同时还要与顶进施工工序同时进行，接着在混凝土管道缝隙处和中续间位置作相应的补浆处理，以补充在顶进过程中所损失的浆液。

2.8偏差校正

当长距离顶管在顶进过程中出现顶进管位置的偏差不符合规定的标准数值时，应该对其实施相应的偏差校正处理。一般情况下，允许的偏差距离为10cm，要注意的是，校正工作要缓慢进行，切勿用力过猛，以免破坏顶进管结构。

3市政给排水施工中的长距离顶管施工技术的影响因素

由于长距离顶管施工技术通常为连续推进百米以上的顶管施工，推进距离较长，也会受到很多因素的影响，主要有：推力，推力是影响长距离顶管施工技术的重要因素，如果顶管的推进距离太长，其后座和管道的承载力难以符合设计要求，实现不了应有的功能，容易导致很多不同问题的出现。摩擦力，与混凝土管相比，钢管的重力和断面与土层之间的摩擦力没那么大，所以通常采用钢管材料，此外，玻璃的实用性也比较好，能有效保障施工质量。承载推力，为减小承载推力对长距离顶管施工的影响，通常在施工现场浇筑一堵混凝土墙，以免油缸推力会对工作井产生反作用力。排土方式，在具体的市政给排水工程中，当顶管的施工距离大于100m时，若使用人工进行排土，施工进度慢，会严重影响施工工期。因此，可通过水利输送方式进行排土，如有必要，还可以引入中间泵辅助施工；当管道口径过大时，还可以通过电瓶车进行排土。

4结束语

综上所述，长距离顶管施工技术具有振动小、地面干扰小、噪音小等优点，被广泛应用于市政工程的给排水施工中。其主要结构有管体、钢筒以及钢筋骨架网，施工工艺和技术也相对复杂，需要施工单位先制定科学合理的施工方案再进行施工。同时，在施工尽量降低推力、摩擦力等其他因素对其的影响，确保施工质量。

参考文献：

[1]于革. 浅谈顶管施工技术在市政给排水工程中的应用[J]. 科技创新与应用，2014，21：144.

[2]陈琳. 市政给排水工程施工中长距离顶管施工技术研究[J]. 科技与创新，2014，15：81-82.