顶管技术在市政道路污水管道施工中的应用

刘胜强 张锐

【摘要】顶管技术的市场前景和现代化建设进程具有紧密的联系，这为顶管技术的高速发展提供了有利的条件。目前，我国地下管网系统逐步成熟，为避开现有密集管网系统，大城市管线不断加大埋设深度，进而增加了开挖的成本，这种情况下，顶管技术的应用具有显著的优势。本文主要对市政道路污水管道施工中顶管技术的概况、技术应用与注意事项进行了分析与探究。

【关键词】市政道路；污水管道；概况；技术应用

在市政污水管施工中通过对顶管技术的改进与完善，可以提高污水管道施工的技术水平与施工质量，提高设施利用率，防止浪费等情况的出现。在不断加大市场建设规模及密度的同时，人们的文明意识与环保意识也得到了提升，路面开挖实施的地下管线工程所带来的社会问题、交通问题等也越来越突显，为此，施工单位必须大力推广与应用顶管技术，市工程建设更加合理化、经济化及规范化，为道路建设质量的提升提供可靠的保障。

一、顶管技术的概况

顶管技术是指在市政施工中应用的一项非开挖掘进式顶管技术。这项技术的优势为对施工附近环境不造成影响，施工不需要较大的场地及噪音污染小，并且能够深入地下作业。其缺点为施工具有较长时间、较高的工程造价等。顶管施工技术原理为工作井设置在垂直地面，随后选用高压液压千斤顶进行施工，向地下顶入水泥与钢制管道。现阶段。在顶管施工中最常见的平衡理论有三种，气压平衡、泥水平衡及土压平衡。因施工现场地质情况、施工条件及设计要求等有所不同，选用的顶管施工方式也有所不同。因此，市政道路污水管道施工中，必须重视顶管机与配套辅助设备的选择，才能提高施工技术水平。

二、市政道路污水管道施工中顶管技术的应用

1、设备安装

导轨安装：导轨采用钢轨与型钢焊接，导轨长2×4m，两条导轨顺直、平行、等高。导轨安装在工作井内砼垫层上，安装牢固，以保证在管道顶进时不发生位移；导轨安装的轴线偏差≤3mm，顶面高程误差控制在0-3mm，两轨内距误差为±2mm。

千斤顶安装：采用2台300t千斤顶，千斤顶安装在稳定牢固的支架上。千斤顶的轴线与管壁重合。

工作机头安装：采用泥水平衡机械纠偏式工作机头，直径大于钢筋砼管外径20mm，以减少管材与土壁之间的阻力，以利于注浆（根据需要）。工作机头与第一节砼管间采用胶圈接口。

2、管道顶进

检测管材质量应在下管前进行，并检查下管设备的安全性。一般选用4角支架、卷扬机进行下管施工。顶进施工前应对设备、测量高程及排水设备进行全面检测，为确保上方支撑的稳固性，应将钢木支架洞口位置的工字钢拆除。将管帽安装在第一节管前端，可以有效避免土方坍塌，提高顶管施工质量，在土内顶入管帽后，挖土施工可在帽檐下进行。开始顶进范围为5米到10米，进而能够对测量密度进行有效提升。在顶进施工中，应确保其均速缓慢施工，避免出现上下摆动管子的现象。一般轴线位置偏差控制在3毫米，高程则控制在3毫米以下。如地基良好，在顶管施工中，管前挖土长度应比管端多出30到50厘米，一般同时进行挖进与顶进工作。如地基较差，管前挖土长度与管端之间的距离必须控制在30厘米以下。管顶位置在顶管施工中其最大超挖量必须在1厘米范围内进行有效控制。必须及时清理管前挖出的土，可选用手推车将土运输到指定位置。顶进施工中，不能在工作坑内进行垂直运输施工。顶进施工中，应复测各个结构的质量，对高程、中线位置进行及时改正，一根管顶进后，可每隔50厘米对中线、高程进行测量，并进行准确记录，交接时应对上一次高程、中线进行复测。顶进全段施工后，应验收管道中心、高程工作。

3、管道顶进测量

因单次污水管顶管顶段均较长，井内测量时需用长边控制短边，要求测量精度高。测量仪器采用J2激光经纬仪。测量时采用盘左盘右闭合测量，以抵消仪器差。水平测量正常情况下用激光经纬仪光束控制，在每顶进20米用水平仪在管道内复核一次。复核时前视、后视距离应尽量相等以抵消仪器差。具体工作如下：

将管道的轴线及水准点引进工作井内，控制导轨及千斤顶的安装。设备安装完成并试运行后，在工作井的后部中心位置设置并固定测量架，以测量监控顶进过程。前五节管道顶进时每进尺0.5m测量一次轴线和高程；正常顶进后每顶进2m—5m测量一次。

4、管道接口

管节接口主要由外套环（钢套环）橡胶止水带和软木衬垫组成。钢套环在加工处至现场运输吊装过程中不能变形，接口不损坏，以确保管节在对接过程中，橡胶带不移位、不翻转，确保管节的密封性。同时，钢环套在进场前还必须做好防腐处理。橡胶止水带应保持清洁、无油污，并存放在阴暗处，防止老化。施工中，将橡胶止水带用强力胶水粘贴于混凝土管口凹槽处，并粘贴牢固，在管节对接前涂无腐蚀性润滑油以减少摩阻，防止止水带翻转、移位和断裂。

5、顶进纠偏

管道顶进发现偏差时应及时纠偏，管道纠偏过程采取偏差纠偏的方式。分次纠偏，不得猛纠硬调。纠偏油缸行程控制在50mm内，以防止工具管与管道脱离。纠偏需做到勤测勤纠。

三、市政工程污水管道施工中顶管技术的注意事项

1、顶进施工中的方向控制，最主要在于做好预防控制措施，如根据顶力不平衡，加强顶进系统的检查和监控，可基本消除顶力不平衡的现象，在很大程度上预防了管道的偏位。可采用以下方式进行纠偏：a.当轴线偏差在10 mm—30 mm，采用挖土纠偏法；b.当轴线偏差30 mm以上，采用顶木纠偏法；c.还可采用千斤顶纠偏，即配合挖土纠偏法，在超挖的一侧管端壁支上小千斤顶，利用小千斤顶的顶力来纠正工具管端部的方向。纠偏时，采取逐步顶进逐步纠偏，限制每一次纠偏量，禁止一次纠偏量过大，防止反向偏差产生。

2、现场各种机电设备，如千斤顶、行车等均应实行挂牌验收制度，未经专职人员验收合格不得使用，特殊工种操作者必须持证上岗，严禁操作人员站在千斤顶传力杆上，避免设备损坏发生意外，每日上下班必须对机械、电气设备、电源线、开关等進行全面检查。

3、认真做好施工现场安全用电管理。设置三相五线。施工现场供电线路、电器设备的安装、维修保养及拆除工作必须由专业人员进行。派专人操作按钮开关并佩带安全带、绝缘手套。配电房内安全工具及防护措施、灭火器材必须齐全。做好保护措施，并按规定使用保安装置，不准超载运行，夜间要有足够的照明，由专业电工值班。

四、结束语

综上所述，随着国民经济发展速度的不断提升，在市政道路污水管道施工中，只有根据工程施工的具体要求，选择与之相适应的技术，才能更好地提升工程的质量，这也是施工的重点内容。将顶管技术应用到市政道路污水管道施工中，不仅可以缩短施工工期，还可以提高工程质量，并能为市政工程经济效益与社会效益的实现提供可靠的保障。

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