谈顶管施工工艺在市政工程中的应用

武 宝 平

(太原市市政工程总公司，山西 太原 030002)



谈顶管施工工艺在市政工程中的应用

武 宝 平

(太原市市政工程总公司，山西 太原 030002)

结合顶管施工工艺的特点及要点，介绍了顶管施工的前期准备、施工工艺及偏差控制措施，从运用于城市的商业街、文物建筑、地下管线的设置三方面，阐述了顶管施工工艺在市政工程中的应用范围。

市政工程，顶管施工工艺，地基，泥浆

顶管施工工艺主要是在没有开挖路面的前提条件下所进行的一种管道铺设方法，它的经济价值相对来说比较高。在我国，顶管施工工艺不仅作为了市政工程建设过程当中一种常见的工艺方式，而且还把西方那些比较先进的管道铺设工艺有效结合在了一起，从而获得了一定的成效。

1 顶管施工工艺的特点

顶管施工工艺所具备的特点相对来说比较明显，顶管施工工艺是在没有开挖路面的前提条件下进行管道铺设施工。顶管施工工艺不仅能够保障地下管道不会受到损坏，而且还可以与一些相关设施，比如铁路和公路等有效结合在一起，从而有利于城市进一步建设。顶管施工工艺能够减少粉尘与噪声，是一种效率高且污染少的市政建设方法，对于改善城市交通环境起到了非常重要的作用。顶管施工工艺所具备的特点主要体现在以下几点：顶管施工的范围非常小，除了不会给地面造成非常大的损坏之外，而且对于交通的正常运行也不会造成很大的影响。同时不会干扰其他地下管线，当然也不会加大管道沿线的拆迁工程量，从而降低了工程造价。

2 顶管施工工艺要点

1)踏勘现场。采用顶管施工前首先应该认真仔细地踏勘施工现场，然后在此基础上确定所进行设置的导向牌与交通线路，只有做到这样才可以有效保障管道施工的正常顺利进行。控制与管理周围的排水系统，严格检查顶管施工现场的通讯与电力以及和煤气相关的一些管道等，当然还应该明确基础设施所具备的作用与位置以及与其有关的设备等，假如在进行踏勘施工现场的过程当中有基础设施会对顶管施工工艺的运用造成影响，必须马上进行有效解决。应尽量避免基坑结构或者是桩基工程。

2)准备工艺。按照施工地区顶管顶进的地质资料，全方位掌握施工地区土层的分布情况与力学参数以及物理性质等，与此同时还应该在一定程度上掌握自然条件规律，比如施工地区的水面标高数据与受潮汐影响以及地下水来源等。全方位了解施工地区的地质情况，把业主所给的相关资料有效结合在一起，在进行勘察的一系列过程当中，应该充分运用多种不同的施工技术手段，从而保证顶管施工的需要以及要求。

3)井位设计。应该选择接收井或者是工作井，把其设计成检查井位。对于附近结构物和线路的距离进行设计的时候必须全方位考虑今后作检查井的空间，在最大限度上防止冲突。相关设计单位按照顶管施工的实际情况能够把其加长，如果遇到顶进深度范围中土层相对来说比较复杂的情况时，应该与设计部门之间共同讨论抬高标高或者是降低标高。

4)管道材料设计。在准备进行施工的时候，应该把顶力模拟试验工作做好，在对实际参数的影响进行考虑的基础上，然后再对顶管的受力情况进行考虑，这样才有利于对于顶管的实际施工进度全方位进行掌握与了解。对于管道材料进行设计的时候，除了应该认真仔细地把关好钢筋的具体分布结构和质量之外，还应该使得混凝土的强度达到管道材料设计方面的一系列要求。当然还需要提高对于顶管纠偏处理的特殊情况的重视程度，从而能够防止一些不良影响出现。

3 顶管施工的前期准备

1)现场平面布置。施工现场平面总体布置具体包括多个不同的方面，比如起重设备、自动控制室、料具间、管片堆场、拌浆棚及拌浆材料堆场和注水系统以及弃土坑的布置等等。把发射架、顶管机、前顶铁、主推千斤顶、反力架等这些顶进设备安装在始发工作井当中，在工作井边侧进行设置下井扶梯方便于施工人员上下。

2)顶管机进洞处和出洞处以及后靠土体加固。如果想要使得顶管机出洞的绝对安全从根本上得到保障，那么这就要求必须要对后靠土体和进洞区域土体以及出洞区域土体进行高压旋喷桩加固。为了有效避免顶管机预留洞和出预留洞造成泥水流失，而且保证在顶进的整个过程当中压注的触变泥浆不会流失，所以应当在工作井中进行安装止水装置。

4 顶管施工工艺

1)穿墙。

将穿墙闷板打开之后把工具管顶出井外，与此同时把穿墙止水装置安装好。如果想要使得穿墙孔外侧土体的强度与稳定性从根本上得到保障，在准备进行工作井工具管穿墙的时候，应该对其实施注浆固结措施，当开启了闷板之后要把工具管在最短时间之内推进，而且还应该把穿墙止水工作做好，对于中间安入天然优质橡胶止水板环的这种方法进行合理运用，不管是在耐磨性方面还是在拉伸率方面都有着相对来说比较高的要求，管道顶进把已经安装好的橡胶板带动起来，从而形成了一种逆向止水装置，在此基础上应该避免由于土体暴露在穿墙管外侧时间过长从而引发了扰动流变。

2)顶管出洞。

人们平时对于顶管出洞不是非常了解，所谓顶管出洞指的就是第一节管子和顶管机从工作井当中破出洞口封门然后进入土中。在顶管的整个施工工艺当中，还有一个非常重要的工序那就是准备正常顶管之前的整个过程，而且这个工序发生事故的概率相对来说也比较大。如果想要在一定程度上避免管线产生偏斜现象，那么这就需要将工具管调零，对于工具管下边的井壁上进行加设支撑，如果出现下跌情况的话，马上使用主顶油缸来纠偏，在工具管出洞之前应该进行设定初始角弥补下跌等措施。

3)注浆减小阻力。

对于顶管进行施工的时候有一个非常重要的工艺那就是全面运用压注触变泥浆来把顶管管道四周出现的所有空隙进行填充，这样不仅能够对地层进行支撑，而且还能够减少顶进阻力与地面沉降。在具体过程当中，应该对于顶管机头尾部进行压浆，而且这项工作和顶进工作之间要始终保持同步，在此基础上对于混凝土管道位置进行补浆，从而对于顶进过程中进一步补充泥浆的损失起到了非常重要的作用。

5 顶管施工的偏差控制措施

1)衬垫校正方法。当对于流砂或者淤泥地区进行施工的时候，由于地基没有具备超强的承载力，所以管子往往会低头，当遇到这种情况的时候应该在管子一侧或者是管子底部进行添加木楔，采用这种方法才能够让管道朝着正确的方向顶进。

2)挖土校正方法。这种方法就是通过多种不同的部位使得挖土量增加或者是减少，让校正的目的真正的得到实现，一般情况下，进行校正的误差范围不应该大于10 mm。挖土校正方法往往都是用在黏土或者是地下水位以上的砂土当中。由于施工部位不一样，所以把其具体分为了两种，第一种是管内挖土纠偏，第二种是管外挖土纠偏。在这当中，对于第一种方法进行采用的时候，把开挖面一侧的土体保留下来之后，然后再进行开挖另外一侧，在顶进的过程当中土体的正面阻力会朝着保留土体的一侧移动，这时管道会往这一侧纠偏。采用第二种方法的时候，挖干净管道当中的土之后，还把刃口挖了出来，管道的外部形成了洞穴，管道会在顶进的过程当中朝着洞穴的方向进行移动。

3)强制校正方法。如果偏差超过了20 mm的时候采用挖土法想要校正是非常不容易的，在这个时候应该通过方形木块或者是圆形木块，然后把一端顶在管子偏离中心的管壁上边，另外一端放在木板的管前土壤上边，当固定好了支架之后，运用千斤顶对管子进行施力，从而让管子得到校正。但是当管道在流砂层或者是弱土层当中顶进的一系列过程当中，非常容易发生下陷现象，而且要是管道前端堆土过多外运不及时的时候，也非常容易发生下陷现象。除了以上这些之外，还会经常出现错口现象。当遇到这种现象的时候，应当对于强制校正法进行采用从而来进行校正。

6 顶管施工工艺在市政工程中的应用范围

1)顶管施工工艺运用于城市相对来说比较繁荣的商业街，通常情况下来讲，城市当中的商业街主要是以步行街为主，假如对于商业街进行大面积的实施开挖工作的话，那么就会在很大程度上给城市的交通造成影响。而且还有部分地区，由于正在对管道进行建设及施工，所以，不能够开展管道的铺设工作。在这个时候就应该运用顶管工艺来进行市政工程的地下管道施工。

2)在城市当中必然会有国家与政府部门极力保护的一些文物建筑，不可以对于这些文物建筑地区进行地面的开挖施工。在对空中架线方式进行选择的时候也是非常不方便的，所以为了防止破坏这些文物，在这个时候就应该采用顶管工艺来进行地下管道的铺设。

3)在城区进行改造的整个过程当中，地下管网的铺设相对来说是比较复杂的，完全没有任何规律可循，在这个时候要是随便地开挖市政地面的话，在一定程度上会对不明管线造成破坏，所以，必须采用顶管工艺来进行地下管线的设置。

4)在进行城市治理的过程当中，处理污水管道相对来说是比较重要的一个工作，可是要是地下水的排水管道截面比较大的话，那么就应该采用顶管技术来进行相应的工作。

7 结语

顶管施工工艺在市政工程建设的过程当中起着至关重要的作用，顶管施工工艺在市政工程中的应用使得经济与社会这两种效益在一定程度上得到了体现。通过运用顶管施工工艺之后对于城市环境具有一定的保护作用，与此同时还有利于城市建设的健康发展。

[1] 张梓任.顶管技术在城市给排水管道建设中的应用研究[Z].2014.

[2] 王小国.城市地下管道的施工策略分析[Z].2014.

[3] 李爱杰.给排水管道工程中顶管施工技术的探讨[Z].2015.

Discussion on the application of pipe jacking construction technology in municipal engineering

Wu Baoping

(TaiyuanMunicipalEngineeringCorporation,Taiyuan030002,China)

Combining with the characteristics and key points of pipe jacking construction technology, this paper introduced the preparation work, construction process and deviation control measures of pipe jacking construction, from the use of the city’s commercial street, heritage buildings, underground pipelines arranged three aspects, elaborated the application scope of pipe jacking construction technology in municipal engineering.

municipal engineering, pipe jacking construction technology, foundation, mud

1009-6825(2017)18-0085-02

2017-03-27

武宝平(1980- )，男，工程师

TU990.0

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