试析市政道路顶管施工技术的探究

李庆杰 吴 昊

新乡市市政工程处

试析市政道路顶管施工技术的探究

李庆杰 吴 昊

新乡市市政工程处

市政工程是关系到国民经济增长的重要工程，随着我国市政事业发展建设的要求在不断地提高，在市政工程施工中顶管技术是其施工主要技术之一，其施工方法的科学、合理直接关系着整个工程的质量，关系到人们的生命安全。因此，施工企业必须要高度重视顶管技术的应用，要采用正确、科学以及合理的施工方法，防止工程出现损坏等现象，影响工程的使用寿命。本文主要对市政道路施工准备工作及施工工艺进行了分析与探究。

市政道路；顶管技术；施工准备

一、市政道路顶管施工准备工作

1、现场踏勘

首先，在进行顶管施工前，要进行施工现场勘查，观察施工地点的人、车流情况，确定交通路线，并且在交通路口设立导向牌等标志，同时安排人员指挥交通；其次，在施工之前要考察临近的排水系统建设，设计好排水线路以及管道建设，避免污水横流；再次，对施工现场的电力、通讯、煤气等管道进行现场定位勘查，找出需要临时关停或搬迁的设备设施，避免发生不良影响。

2、技术准备

在顶管施工前，根据当地的顶管顶进的地质资料，了解土层的物理性质、力学参数、分布状况，了解建筑施工场地的地下水来源、水面标高数据以及受潮汐影响等自然条件。在有砂层的情况下，要了解含砂量以及砂的细度、级配关系等。

3、顶管线路确定以及井位设计

现行设计院设计管道大部分都是按照明挖方式设计，在经过施工现场调查后，要尽量优化线路设计，避开不利顶管的土层，让顶管线路避开结构物及树木等障碍物。可以选择在每个工作井或者接收井内设计成检查井位。线路与附近结构物的距离设计必须考虑到以后作检查井的方便和空间，尽量避免冲突。

4、顶力以及管材设计

采用整体三维模型，考虑到多参数系统的基础上，进行模拟顶管顶进过程中各结构的受力情况，以便于更好地研究顶管受力；管材设计上，在现行的对于管材的配筋量、钢筋布置、砼的强度及端部的细部处理手段上，要区别于一般承受纵向线荷载的排水管道，可以按照轴心受压柱的参数考虑来进行管材设计，同时要注意顶管需纠偏处理的特殊情况，同时必须关注管道的偏心受压及局部应力集中的情况，预留一定的安全系数，避免不良影响。

二、市政道路顶管施工工艺

1、管材运输与吊装

由供货厂家对管材进行运输，在现场后管材可通过运输车自带吊机卸车，在堆管场均匀排列管材。在工作井边设置堆管场，并进行槽钢、滚杆铺设，选用人工方式向工作井边放置管材，选用小型吊车进行施工。吊装施工前，应检测吊装设备的质量，确保其质量符合相关规定后，才能进行施工。

2、安装顶管设备

安装施工前期必须全面检查相关起重设备，如卷场机、电动葫芦等，确保其质量符合施工要求后，才能开始操作。完成安装起重设备工作后，应进行试吊工作，与地面距离10厘米位置时，应对重物、设备的安全性进行检测。同时还要检查安装前期的液压油泵、液压管路等相关系统，并遵循顶管坑设计规定，对高压油泵、管路等进行安装。

3、工作井与接收井施工

遵循该段顶管工程的具体情况，工作井设有7座，接收井设有9座，全部选用C30现浇钢筋混凝土矩形井结构，工作井内净空6.5Mx5m，接收井内净空4Mx4m。每个井位都具有较为稳定的地质情况，地下水贫乏，因此开挖时选用由上到下的方式分层作业，孔洞预留到管道进出洞位置，并做临时封堵施工，一般选用砖材作为施工材料。

工作井地面应设置和顶管施工有关的设备，如气压系统、液压系统等。选用2台电动空压机气压系统可生产压缩空气，随后净化存储后向管道内输入，鼓风机的作用为排烟与确保施工人员安全呼吸。高压油泵、控制阀等都是组成液压系统的重要部件，其功能为将压力油提供给主顶千斤顶与中续间千斤顶。一般将2台45Mpa高压油泵配备到各个工作井内，确保两个联合应用。泥浆池、搅拌机及注浆泵等都是压浆系统的主要组成部分，该工程选用4.7吨重单节管子，选用门式吊机重量为10吨。

千斤顶为井内顶进设备，这也是顶进系统的重要设备。通过顶进计算，预计将2台油压千斤顶(2000KN)配备到顶管主站，布置形式为左右对称，通过电动油泵向主顶油管供给油压，1500毫米为千斤顶行程。导轨、千斤顶托架、顶铁等其主要设备。

4、顶进施工

顶管出洞：完成井内外准备工作后，可在导轨上吊放机头，先将方向调好，在进行顶管出洞作业。将机头与管道出洞洞口预留到工作井前壁位置，为避免预留洞口和机头外壁缝隙有井外水或土向工作井流入，可将密封装置设置在预留孔洞和管道之间。其主要设置在井壁预留孔位置，并进行钢结构内套环的制作。止水板设置在套环内圈，在预留孔与管节之间安装套环，在孔的预埋钢板上焊接外围，内圈橡胶与管节贴紧。当机头前端进入洞口密封圈后，就可以破墙出洞。

中续间设置：在长距离顶管施工中，中续间是指中间增设的推力系统，短行程千斤顶组、壳体与千斤顶紧固件等都属于中续间的重要组成部分。中续间的工作原理就是在高压油路作用下，中续间千斤顶组以后管道作为后支承点，不断推进其前段管道，距离控制在30厘米，随后主千斤顶在推后管道向前30厘米左右，分段逐步向前推进管道，进而达到长距离顶管施工的目的。

5、管道接口

外套环橡胶止水带与软木衬垫构成管节接口。应确保从加工位置到现场运输吊装施工过程中，钢套管不能出现变形情况，不能损坏接口，应确保对接施工中管节内不会出现橡胶带移动、翻转情况，应保证管节的密封性符合施工要求。在进入施工现场后，应做好钢环套的防腐工作。为避免橡胶止水带出现老化现象，应确保其表面的干净性，并在阴暗位置进行存储。选用强力胶水将橡胶止水带在混凝土管口凹槽位置进行粘贴，并确保其稳固性，为降低摩阻力，可将无腐蚀性润滑油涂抹到管节对接位置，避免止水带出现任何问题。

三、结束语

综上所述，为满足社会经济发展需求，我国市政工程发展越来越快，按照市政建设要求，必须重视施工问题。如选取的施工方法不当，将因产生塌陷、排水不畅等问题，由此可见，市政道路施工方法选择是否合理、有效已经成为市政工程建设面临的首要问题。顶管技术作为市政道路施工的重要技术之一，该技术的应用，不仅能够为供水系统、排水系统、循环水系统等提供技术支持，更是降低施工影响的重要方式。