市政排水管道顶管工艺的设计和应用

张昕光 范威

【摘要】随着我国社会经济的快速发展和城市化的不断推进，城市对于基础设施的需要在不断增加，在城市的基础设施中，排水系统显得越来越重要。我国城市的基础设施较为落后，不能够满足城市发展的需要。因此，对城市市政排水系统的改造已经成为城市基础设施建设的重要组成部分，在市政排水管道的整体改造和设计中，顶管法因其自身占地面积小、安全性高的特点已经被广泛的运用。但是在实际的设计和应用的过程中仍然存在着诸多问题，本文旨在通过对市政排水管道顶管设计和应用的研究为提升城市市政排水管道的建设质量和建设效率提供借鉴和依据。

【关键词】市政排水管道；顶管工艺；设计和应用

市政排水管道是城市基础设施建设中十分重要的一部分，我国城市的整体基础设施尤其是城市的排水管道建设较为陈旧，因此需要对城市的市政排水管道进行综合的改造和设计。我国在目前的市政管道的设计和运用的过程中，经常性使用的是顶管法。这种方法能够节省大量的人力、物力和财力。顶管技术在进行建设的过程中，主要采用不开槽的方式，能够避免对路上建筑物和交通造成影响，但是在具体的实施过程中，存在着一定的施工危险，因此，在施工的过程中，应当对整个建设和设计的过程进行严格的控制。

1.市政管道中的顶管工艺简介

1.1顶管工艺的整体工艺。污水管道顶管工艺即非开挖施工方法，它是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术。非开挖工程技术彻底解决市政给排水管道埋设施工中对城市建筑物和交通道路破坏并有效缓解城市施工地段的交通堵塞问题，在稳定土层和环境保护方面凸显其优势。这种技术和施工的方法，能够减轻城市的压力和负担，尤其是对于城市的交通状况开说是非常好的技术，能够减少对于现有基础设施的影响，市政排水管道在实际的设计和施工过程中，具体采用的方法是在地面开挖基坑，进行建设工作，然后将管道通过推进机械进行施工，让管道穿越土层匆匆而起完成管道的铺设工作，这种施工中工作主要采用的是平衡性的技术，这种技术在我国目前的管道铺设中有着十分重要的作用，因而也被广泛地运用。在顶管工艺的施工过程中，施工的机械发挥着巨大的作用，整体挂到的铺设需要机械的协助才能够穿越土层形成管道的铺设活动。

1.2顶管施工的施工条件和要求。顶管工艺的施工对于施工的环境有着较高的要求，在不同的施工环境下采取的施工方式并不相同。在顶管的实际建设过程中，最为重要的部分就是要将管道穿越过土层，最终实现管道线路和管道网络整体的建设，在进行凶悍月的过程中需要后背墙才能够实现整体的过程。

后背墙是在进行建设过程中承担管道穿越土层压力的墙体，整个墙体的建设显得十分重要，建设的一个重要指标就是要保证后背墙的整体性和强度，只有这样才能够有效的进行管道的穿越工作，防止在建设的过程中对后背墙造成损害。具体来说，在后背墙的建设过程中应当注意以下的内容，在施工的过程中，应当采取钢板对于背景墙进行加固或者对后背墙进行有效的加厚工作，后背墙的整体强度是进行管道铺设工作的重要基础。在具体的建设过程中，要加强对于基坑的建设，基坑的建设最总要的是保持基坑整体的稳定性和安全性，因为建筑人员和建筑设备都会在基坑内进行和开展工作。

1.3顶管施工的施工要求。顶管施工对于整体建设的要求较高，对施工地的土质、整体建筑状况、地下水状况都有着十分严格的要求。只有在各个方面都能符合要求才能够最终达到最终的实施效果。具体来说应当从以下几个方面进行分析，同时采取相应的措施来达到具体的施工需求。顶管管道铺设方法对于建筑地的土质有着明确的要求，建筑的土地应当拥有良好的自立性，能够在管道的冲击下保持自身的稳定性，同时不会在低下水的影响下产生塌方的现象，同时还要避免因为土壤的情况造成整个铺设过程偏离轨道。在施工的过程中应当注重上述因素的影响，否则就会对施工人员和施工的整体效率产生影响。因此，在具体的施工过程中，应当注重对于施工当地土壤情况进行仔细的分析，这样能够避免安全隐患的发生。

2.市政排水管道的设计和应用过程

2.1顶管工艺的设计工作。我国对于顶管工艺的设计有着严格的设计，我国主要有两种规范和标准对于顶管工艺进行设计进行规定和限制，这些规定和限制对城市的管道建设提出了更高的要求，这种要求能够较大程度地提升顶管工艺的整体水平，这也会使城市的整体市政排水管道建设的质量能够较大地提升。为了更好地实现整体铺质量和技术的提升，还应当注重对于下列状况的控制，按照相应的标准进行管道的铺设工作。管道每次的推进长度应当综合考虑整体施工的技术人员和施工建设设备，在工程进行到后期的时候应当避免机械设备的使用，应当采用人工推进和挖掘的方式进行，保证管道安装的精度和安全。工具管在埋人土层后还要注意铺设接收井的枕垫，管道两端露在工作井中的长度不能小于半米，每次顶进的长度要根据实际情况而定，如车斗的容积、起吊能力等。在进行推进的过程中应当对管道进行固定，防止在推进的过程中产生转动的情况。对进行辅助建设的建筑物应当在工程完成之后进行及时的拆除，防止对整体工程和城市的交通产生影响。

2.2顶管建设的管线设计方法。管线的设计对于整个建设过程有着基础性的重要作用，在进行管线设计的过程中应当重视对于周边情况的调查和了解，根据具体的情况设计管线，重点要对建设地的土质情况、河流情况、地下水情况、建筑物情况进行调查，在进行管线设计的过程中，尽量减少对城市交通等情况的影响。管线设计的前期工作就是要进行深入的测量，市政管道在测量的过程中主要使用的是激光导航定位系统，并运用摄像机全过程监控；市政管道在铺设的过程中，主要采用的是土压平衡式工艺，这种工艺和技术能够减少对于施工地面的破坏，减少施工的面积。在管道的推进过程中应当减少对于土层的损坏，在必要的时候应当对土层进行补充，防止因为土层的损失导致管道铺设的不平稳，在进行补充的时候要注意到土层的松动，也就是说要对整个过程进行监控和测量，保证对整个顶进过程有很好的了解，并能够记录下相应的信息作为参考。

2.3顶管管线的具体建设和部分修正。在顶管工艺的建设过程中，首先要进行的就是要对整体施工线路进行设计和安排，施工线路的安排能够为管道的建设提供指导和导向，防止在建设的过程中出现管道铺设偏离轨道。但是在实际的操作过程中，由于管道设计没有考虑到实际的情况或者是人为操作的原因，因此在实际的施工过程中经常性的会出现管道的铺设偏离，这就需要对管道进行重新的铺设和纠偏。重新铺设会大量地消耗人力物力财力，因此这种方法在一般情况下是不会采用的，经常性采用的是对铺设管道进行纠偏，纠偏能够在最少的成本消耗下达到最好的铺设的修复的效果，但是无论是重新铺设还是进行修复都会延长工期，工期的延长会影响到城市的整体秩序，同时也不利于企业和相关部门经济效益和社会效益的提升。因此，为了更好地进行顶管管线铺设和建设，就需要对整个管道铺设地进行测量，要仔细地进行勘测工作。在进行铺设的过程中，应当严格按照测量的结果和整体布局进行铺设工作，减少因为人为操作造成管道铺设的脱轨。同时应当对操作人员进行培训，提升专业技能和自身综合素质，防止因为人为的原因造成管道铺设的不成功和铺设过程中对建设人员的安全造成损害。同时还应当建立相应的操作规范和操作制度，为操作人员的操作提供依据，更好地进行管道铺设的活动，防止意外情况的出现。

2.4提升管线铺设质量的方法和手段。在现有的技术水平之下，对于管道的整体铺设技术、结构和方法已经较为成熟，能够满足城市市政排水管道的基本需求，但是市政管道的整体铺设质量还有很高的提升空间。提升管线铺设质量的方法和手段主要有两个方面，这两个方面主要是管线的前期铺设设计和后期的修正纠偏。前期进行铺设的过程中应当对整体的建设活动进行整体性的规划活动，最为重要的是对施工地点的地质进行分析和调查，同时注重结合综合的信息和数据的收集和整理，以便对整体进行更为深入和细致的了解，从而为路线的制定提供依据，对整个施工和纠偏的过程进行监督工作。对偏离设计路线的管道进行纠偏工作，具体来说，在排水管道顶管施工过程中，管道穿越不同土质时由于所受阻力的变化而容易造成顶进线路的偏差，因此需要对管道进行纠偏。

3.提升市政管道整体设计和应用质量的长效手段

随着我国社会经济的快速发展，低下设施的建设，尤其是对于排水系统的建设显得越来越重要，我国很多城市近年来都发生过城市内涝的现象，这种现象主要就是由于城市排水系统不够完善导致的。在城市管道的建设过程中，顶管工艺已经被广泛地运用，但是我国使用的技术和方法不够成熟，因此需要对这项技术进行不断地研究和提升，主要的研发和创新的重点在于对后背墙的设计、管线的设计和建设、开挖工程、管道的采用和设计等方面。这些方面的整体研究、创新和提升能够很好地提升整体的施工效果和施工的效率，同时也能够进一步减少对于城市本身基础设施和城市交通的影响，更好地进行管道的铺设工作，保证管道铺设的质量，更好地实现经济效益和社会效益，为城市化的发展提供重要的基础同时也能够促进城市整体的稳定和安全。

结语

随着我国现代化和城市化的发展，基础设施在城市化的建设过程中有着十分重要的因素，但是在实际的建设过程中会对城市的建筑物和城市的交通产生较大的阻碍和影响。因此，我国在市政管道的建设过程中，广泛使用了顶管施工技术，这种技术因其独特的施工优势能够被广泛的使用，但是在实际的实施和建设过程中应当注重对于整体建设和设计进行深入细致的研究，并不断创新和设计施工方案。只有通过设计和研究才能够为顶管建设提供相应的依据，提升建设的整体效率和安全性，只有这样才能够真正为城市市政排水施工的建设作出贡献。

参考文献

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