顶管技术在市政工程管道施工中的应用与质控思考

吕锋

【摘要】我国城市在不断的进步，同时经济也在飞速发展，因此带来了不少的城市地下工程建设，同时显而易见的不断显现出顶管施工技术的优越性。本文就对顶管技术的应用范围以及技术特点作了简要的探讨，分析了顶管技术的操作流程以及工程需要的环境，同时对于市政工程管道施工中的应用与质量进行研究。

【关键词】市政管道；顶管技术；管道施工

1、顶管技术的应用范围以及施工特点

顶管法在进行实际操作时，并不需要像传统施工方法一样对地表土地进行挖掘，而是通过地下穿越地面的方法将工程管道与地底下的各种设备以及河道、公路、铁路进行连接，这一特点不但能够大量节省市政工程所需要的成本，还能够将施工期限大规模缩减，对于政府经济有着很大的好处。也能够保证城市居民的居住环境，不影响水、电、气在日常生活中的使用，真正的达到了高效率，无污染的工程要求。

顶管技术的主要应用范围是城市街道以及城市河流，这种技术用管道将两端的设备进行连接，然后再进行进一步的工程施工。如果在安装管道的时候，遇到了文物古迹所在地或者说无法进行迁移的地段，没有办法实施开槽埋管的工序时，可以利用顶管施工的方法完成施工任务。在施工现场没有办法进行明沟开挖而周围又没有另外的建筑物体时，也可以利用这种方法对问题进行解决。

2、顶管施工的主要工艺流程

2.1选择设备和顶进管的方法

通常，注意的地方有两个：第一、直径，不管是内径还是外径，都必须通过工程的具体条件来加以确定，这些条件包括工程需要、性质以及顶进管的受力情况等等。第二、我们在选择管径的时候，必须利用一些方法对管道长度进行确定，这是因为相关的工作人员，会有一定的几率需要对顶管工程面进行操作工序。还有，当我们使用长管时，若出现直线推顶，那么可以适当对装管的次数进行减少，但若在施工时，长管路线出现了不同程度的偏移，甚至游离了计划的路线，那么工程会出现问题，恢复难度也非常大。

2.2选择设备

顶进设备在工程中十分的重要，它包括高油压泵、千斤顶、运土设备以及顶铁等等。其中我们最常用的掘进设备是千斤顶，但实际选用还是要通过对工程的情况进行计算来确定。操作仓舱以及开挖舱则是工具管。

2.3施工准备

首先，我们需要对施工现场进行布置，包括拌浆棚、自动控制室、拌浆材料堆场以及材料工具间等等。然后，我们还要对起重设备进行准备，包括管材堆场、注水系统以及堆土坑等等。再则，我们还需要用高压旋喷在进出洞门进行加固，来保证出洞口的安全。但是一定要注意的是，必须安装止水装置在工作井周围，用来对水泥的保存进行保证。

2.4设置顶管井的方法

通常我们所说的顶管井，指的是工作井及接收井，如果没有特殊情况，这两种构件通常都是使用钢筋混凝土制作而成的。按照结构布置区分，工作井可以分为单排孔井和单孔井。正方形、圆形、矩形以及多种形状都可以作为截面形式存在于单孔井之中，根据计算，圆形截面是受压能力最大的一种截面形式，而矩形則是最小的。但虽然如此，单排孔井却通常选取矩形作为它的截面结构。工作人员在进行施工时，应该将接收井与工作井互相分开，并且在中间设置检查井，这样，才可以对三个井的位置进行良好的确定。

3、关于顶管工艺在市政工程中的具体应用

3.1 合理的选取顶进管

通常使用钢筋材料的，假如没有论述腐蚀性规定的话，可以使用钢材质的。它的尺寸的设计以及力的分析等都要切实的结合相关的规定来开展，尤其是关于其标准等内容。

顶进管直径的选择：通常情况下顶进管的直径选择先要确定工程的性质和工程的需要来选取顶进管内径然后分析顶进管所受的荷载来进一步确定砼管的配筋及壁厚从而可以确定了顶进管的外径。通常情况下管内径要大于 500mm，因为在顶管工程的管道里面还需要进入一些挖土操作工人。

合理的明确管段单元长度尺寸。该尺寸会干扰到顶管活动，关乎到顶进是否是可控的，同时还关乎到费用。对于直线的推顶活动来讲，用长管的话能够降低工作井装设的总数，可以加快施工进度，降低工程费用。不过也存在一些不利现象。由于管线的尺寸在增长，如果其和之前设定的路线之间发生了偏差等问题的话，就很难确保其回归到之前的路线之中，此时就会导致很多的麻烦。因此，一般状态中，在建设顶管坑的时候，还应该扩张其尺寸，因此导致了挖坑以及回填活动要花费非常多的费用。

3.2 关于前期准备活动

第一，场地的布局。在建设之前的时候要积极地开展布局活动。起重设备、自动控制室、料具间、管片堆场、拌浆棚及拌浆材料堆场、注水系统、弃土坑的布置等。始发工作井内安装发射架、顶管机、前顶铁、主推千斤顶、反力架等顶进设备，工作井边侧设置下井扶梯供施工人员上下；第二，项管机进、出洞处以及后靠土体加固：为确保顶管机出洞的绝对安全，需对后靠土体及进、出洞区域土体进行高压旋喷桩加固。为防止顶管机进、出预留洞导致泥水流失，并确保在顶进过程中压注的触变泥浆不流失，必须在工作井安装止水装置。

3.3 关于建设工艺

它是结合顶进装置把提前设置好的椭圆型的物体缓慢的放到路基之中，通过它来设置通孔。在建设的时候要在管线间布局工作井等，进而在其中设置一定的装置将土推到其中，通过机头运送出来，将预制的钢筋混凝土管向前顶进，前端土体通过工作井运出，最后完成管道铺设。

3.3.1 顶管井的设计：顶管井有两种不同的类型，分别是工作井和接收井。工作井又有着单孔井和单排孔井的结构形状，它们的形状是不一样的，不同的形状拥有不同的结构受力性能从高到低是圆形到正方形到矩形。

3.3.2 顶管施工工序

穿墙：打开穿墙闷板将工具管顶出井外，并安装穿墙止水装置，主要技术施工措施如下：穿墙管内填夯压密实的纸筋粘土或低强度水泥粘土拌和土，以起到临时性阻水挡土作用；为确保穿墙孔外侧一定范围内土体基本稳定并有足够强度，工作井工具管穿墙前，对穿墙管外侧采取注浆固结措施；穿墙前对可能出现的问题进行分析并制定相应处理措施：闷板开启后迅速推进工具管，同时做好穿墙止水。

顶管出洞：该项活动是非常关键的一项活动。在顶管之前的步骤是其中最为关键的内容，同时还是最易于出现问题的步骤。为防止管线出现偏斜，应采取工具管调零，在工具管下的井壁上加设支撑，若发现下跌立即用主顶油缸进行纠偏，工具管出洞前预先设定一个初始角弥补下跌等措施。

注浆减阻：在项管施工中还有一个重要的技术措施就是通过压注触变泥浆填充管道周围的空隙，形成一道泥浆保护套，起到支撑地层，减少地面沉降，减少项进阻力的作用。在施工中，首先对顶管机头尾部压浆，并要与顶进工作同步，然后在中继间和混凝土管道的适当位置进行跟踪补浆，以补充在顶进中的泥浆损失。注浆工序一般多应用于长距离顶管施工中。

顶管纠偏：它是指机头的去向和之前设置好的轴线之间发生了差异，一般使用千斤顶来处理这个不利现象。

4、结束语

由于时代在进步，此时市政工程的施工工艺也在不断改进。在很多的项目中过去的开槽措施已经不怎么使用了。顶管科技因为有着非常多的优势，所以是当前市政项目中非常关键的一个构成要素，尤其是当管线的长度非常长的时候这种现象更是显著。因此，由于时代在发展，该项顶管工艺也在不断的进步。

参考文献

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