顶管施工技术在市政道路建设中的应用

承 君

江苏恒源建设有限公司

顶管施工技术在市政道路建设中的应用

承 君

江苏恒源建设有限公司

随着城市基础市政工程建设的不断发展，地下空间的开发项目越来越多，地下工程建设实施的难度不断加大。同时，政府与社会对地下工程建设的各种要求越来越严格，贯彻执行快速施工、文明施工。顶管技术是一种非开挖技术，其在国外已广泛使用，在国内也已逐渐普及。顶管施工技术，能够有效地降低对附近城市构筑物和道路、管网的影响，取得安全、环保、高效、经济的效果。本文对顶管技术在市政工程的应用进行探索和分析。

顶管施工；市政道路；应用

1 、顶管施工技术的基本原理

顶管法施工是借助主顶油缸及管道间中继间等的推力，将工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推到接收坑内吊起。与此同时，也就把紧随工具管或掘进机后的管道埋设在两坑之间。对于长距离顶管，由于主油缸的顶力不足以克服管壁四周的土体摩阻力和迎面阻力，常将管道分段，在每段之间设置由一些中继油缸组成的移动式顶推站即中继间，且在管壁四周加注减摩剂以利于长距离管道的顶推。

1.1 顶管施工与开挖施工法相比的优点

开挖部分仅仅只有工作坑和接收坑，而且安全、对交通影响小；在管道顶进过程中，只挖去管道断面部分的土，挖土量少；建设公害少、文明施工程度高；在覆土深度大的情况下，施工成本低。

1.2 与开挖施工法相比较存在的不足

曲率半径小而且多种曲线组合在一起时，施工就非常困难；在软土层中容易发生偏差，而且纠正这种偏差又比较困难，管道容易产生不均匀下沉。

2 、顶管施工技术在市政道路建设中的应用

2.1 施工顺序

首先要安置基坑底基础及后靠背，然后进行导轨安装，接着进行承压壁的设置，随后机械能主顶设备的安装，然后对顶管机头进行安装，再进行土方运输设备的安置，最后安放管节进行顶进。

2.2 顶进工艺流程

在进行顶进施工时，第一步是对沉井中心线进行测量放样，然后将顶机架和主顶设备安装到位，再使用顶进管机进行顶进；第二步是将下一节管节吊下，通过顶进机顶进管节，将第一节管顶完为止；第三步是将第三节管节吊下，然后拼装管节，顶力接近许用力，将中继环吊放下来，然后按照上述方法继续顶进，最后出洞，顶管机与管节分离。

2.3 顶力估算

按照管壁外侧同步注入触变泥浆进行施工，R2=F2为手掘式顶管产生的阻力。按照软土地层顶进的施工经验，通常为8~12kN/m2，按照50m的顶进长度和0.52的管道外径进行计算，P=F2лDL=1130kN≈113t为最大顶进阻力。一般情况下，要完全满足顶力需要，配备150t液压千斤顶即可。控制活塞行程为700mm，供电量为10L/min，主油泵最大供电压49MPa。

2.4 顶进施工

2.4.1 顶进方法。在进行顶进施工以前，需要全面检查施工设备，并进行试运转；另外要确保顶管在导轨的中心线、坡度和高程与设计要求相符合。同时要避免工作井内进入流动性土或地下水，而且要保证具备所有条件以后才能够实施顶进作业。

2.4.2 顶进作业。在工具管切入土地以后，需要对其水平偏差严格控制，确保偏差在5mm以下，设定标高加以抛高数为其高程。在工具管连接第一节钢管时，尾部至少有20~30cm搁在导轨上，同时需要立即连接砼管。在进行人工挖土以前，要在周边土体中切入刃口部分，分层开挖程序按自上而下进行，避免正面坍方。在挖土过程中如果有地下障碍物出现，在确保安全的前提下先清除障碍物，然后进行顶进施工。如果有特殊情况，需要及时通过应变技术措施解决。可以通过机顶设备对顶管道内土进行再次顶进，将管内泥土顶出管道外面。

2.4.3 施工测量。在进行顶管施工时，要经常进行测量，在视线清楚、不易扰动、易于保护、方便校核的地方设置控制点。特别要重点测量地面控制点至工作坑内的控制点，在测量时严格按照施工要求进行，避免轨道、管道底标高与设计标高存在较大的差距，从而对管道底坡度造成严重影响，阻碍了对顶的顺利进行。在顶进顶管时，需要不间断的测量高程、转角和方向，正常情况下控制在80~100cm进行一次测量。

2.4.4 检查井施工。在施工过程中，要对施工进度进行严格控制，对质量进行严格把关，杜绝检查井内出现透水事故。施工时要确保此环节不会出现偷工减料的情况，检查井施工作为极其关键的施工环境，需要加强重视。

2.4.5 纠偏测量及控制。一般情况下，施工单位在对地面进行简单有效的控制测量时通过经纬仪进行的，要确保地面控制测量中低于1cm的误差，水准点控制网可以通过现有道路已设水准点进行布设，可以把水准网直接引入工作井内。在将测量仪基座布设在工作井后方时，要防止仪器座因顶进内沉井受力而出现移动或变形。如果仪座出现轻微位移，需及时调整对轴线和标高。一般倾斜仪传感器都安装在机头内，施工人员能够按要求进行及时纠偏。在顶进纠偏过程中，要进行大量的测量和频繁的微调，并保证纠偏角度在1°以内，最大不能超过1.5°。

2.4.6 闭水试验。在完成顶管对接以后，需要进行闭水试验，试验按照国家验收标准进行。如果有漏水和渗水情况出现，需要及时查找问题原因并进行有效处理。

2.4.7 事故应急措施。在进行顶管施工时，如果有异常偏差出现，需要立即停止施工，对其原因进行分析，通过有效措施解决以后才能够继续顶进。不管任何情况下，一旦发现顶进出现异常，需要立即停止施工，并将实际情况汇报至技术负责人，从而对其原因进行分析，制定对策。另外施工单位还要建立意外情况报告制度。一旦出现意外情况，施工人员需要通过有效通讯方式及时联系地面指挥中心，防止事故扩大化。

总之，顶管施工技术具有对公路、河流、建筑物扰动很小的特点，可广泛应用于地下管道、过街隧道等市政工程中，为城市的建设取得了良好的经济效益和社会效益。

[1]冯建伟.顶管施工技术在市政道路建设中的应用[J].技术与市场，2017，02：58-59.

[2]肖鹏.顶管施工技术在市政工程中的应用[J].中国城市经济，2011，17：308-309.

[3]徐秀梅.顶管施工技术在市政排水工程中的应用[J].石家庄铁路职业技术学院学报，2013，04：8-13.