顶管施工在市政截污工程中的应用探讨

李建娜+李建伟

摘 要：截污干管施工时，因管道埋深较深、管道管径较大，大大增加了开挖施工难度。顶管施工技术是非开挖施工的重要组成部分，具有操作简单、施工精度高、施工效率高等特点，将其应用到市政截污工程中，能获得良好施工效果。为此，本文结合具体工程案例，对顶管施工原理及市政截污工程顶管施工工艺进行了分析与探究。

关键词：顶管施工；市政工程；截污施工

1 工程概况

某市政截污改造工程，截污主干管管径为DN800～DN1000，全长1007.5m。桩号0+916.616～1+007.5敷设位置为城区小巷道，最小宽度2.3m，西侧为停车场围栏，东侧紧邻居民楼，施工场地狭窄。原方案采用开槽施工，但由于土方量较大，沟槽还要支护，工作面不够，造价较高，最后决定采用顶管施工方法完成。经分析研究，此段管道采用顶管法施工，管材采用D1020×10焊接钢管，包括1个方型工作井，1个方形接收井。顶管结束后将接收井改造为溢流井，并与上游DN1000管道连接。

2 顶管施工原理

非开挖工程技术彻底解决了管道埋设施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等难题，在稳定土层和环境保护方面凸显其优势。这对交通繁忙、人口密集、地面建筑物众多、地下管线复杂的城市是非常重要的，它将为城市创造一个洁净、舒适和美好的环境。顶管施工就是非开挖施工方法，是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术。顶管法施工就是在工作坑内借助于顶进设备产生的顶力，克服管道与周围土壤的摩擦力，将管道按设计的坡度顶入土中，并将土方运走。一节管子完成顶入土层之后，再下第二节管子继续顶进。其原理是借助于主顶油缸及管道间、中继间等推力，把工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推进到接收坑内吊起。

根据顶管设计方案在管道沿线按设置工作井和接收井，工作井内设置坚固的后座，安装工具管、油压千斤顶、顶铁、导轨等顶进设备。接好照明、泥浆管、油管等管线，然后用油压千斤顶将管道顶入土层中。在顶进过程中，通过经纬仪检测控制顶管的方向，利用水枪冲泥，采用水力吸泥机通过管道将泥排到井外，顶进一定距离后，千斤顶回缩，装入新的管道再顶进。如此重复，直至将管道顶至接收井内。

目前，国内管道顶进方法一般采人工掘进顶管法和机械挖掘顶管法。前者依靠人工进行挖土和排土，具有结构简单、操作方便、成本较低等优点，但工人劳动强度较大，施工速度较慢，难以满足工期要求。机械挖掘顶管法采用机械进行挖土和排土，具有技术先进、施工质量好，施工速度较快的优点。

3 市政截污工程顶管施工工艺

1、基坑测量放样

在沉井施工时，施工人员首先要做好测量放样工作，从而为施工的顺利进行打下良好的基础。施工人员要根据工程地质报告、沉井设计图等确定沉井基坑的开挖深度，基坑的边坡要根据工程实际情况确定，整平场地后，施工人员要根据沉井中心坐标确定沉井中心桩、基坑开挖边线、纵横轴线控制桩。

2、基坑开挖

基坑开挖时，施工人员要采用机械开挖配合人工开挖的方式进行，施工人员要严格的按照设计要求进行基坑开挖，从而为基坑开挖质量提供保障。基坑开挖结束后，施工人员要将基坑底面的浮泥清理干净，并保持基坑底面的干燥、平整，同时施工人员要在基坑底部四周设置相应的排水沟，并确保排水沟与集水井的相互连通，对于集水井中的积聚的地下水、雨水，施工人员要及时用水泵排除，避免積水对刃脚垫层的施工造成影响。在进行刃脚垫层施工时，施工人员要确保混凝土垫层和砂垫层共同受力。

3、立井筒内模和支架

顶管施工中，井筒模板采用局部木模和组合钢模相互搭配的形式进行，从而为内模的密封性提供保障；对于刃脚踏脚部分，其内模采用砖砌结构形式，并确保砖砌宽度和刃脚宽度相同；对于井身内模支架，可以采用空心钢管进行支撑，在设置钢管支架时，施工人员必须确保支架的稳固，必要的时候可以采用对撑支架，从而为内模的稳定性提供保障。

4、钢筋绑扎

绑扎钢筋前，施工人员必须确保钢筋表面的洁净，施工人员要将鳞锈、油渍等污染物清理干净，同时要保证钢筋平直，局部没有弯折现象，对于成盘的钢筋，要确保其顺直。在预制构件时，施工人员首先要对钢筋的质量进行抽样检查，确保其符合相关质量标准，在进行现场钢筋绑扎时，施工人员要采用铁丝将其绑扎结实，必要时要采用电焊将其焊牢。

5、立外模和支架

施工人员将钢筋绑扎结束后，要对其进行质量验收，然后架立外模及支架，在井壁内外模，施工人员要采用串心螺丝将其固定牢固，同时要在中间设置合理的止水片，对于两端位置，要利用铁片对井壁厚度尺寸进行有效地控制，并用定制钢螺帽固定好两端。在进行拆模时，先将钢螺帽拆除，并将外露的部分割去，然后采用相同标号的防水砂浆对其进行二次抹平，避免出现渗水的现象。在进行外模支架时，必须确保支架的牢固、稳定，确保在进行混凝土浇筑时，模板不会发生变形、跑模等现象。

6、混凝土浇筑

当施工人员完成模板、支架施工后，监理人员验收合格后，就可以进行混凝土浇筑操作。在施工过程中，为有效地提高工程施工质量，缩短施工周期，施工人员要事先严格的按照相关规定将混凝土配制完成，然后采用泵送的方式进行混凝土浇筑。为确保混凝土不会出现离析的现象，施工人员可以将输送管的软管直接放在浇筑段。在正式进行混凝土浇筑前，施工人员要对各种预留管、预留孔、预埋件等进行认真的检查，确保其位置准确，不会出现漏放、错放等现象。

7、养护及拆模

混凝土浇筑完成后，施工人员要及时对混凝土进行养护，其养护方式可以采用自然养护法，也可以采用塑料覆盖膜法进行养护，在混凝土养护过程中，施工人员要确保混凝土表面的湿润，避免混凝土内外温差过大，引起温度裂缝，从而对施工质量产生影响，在养护过程中，施工人员还不能在混凝土表面进行加压、冲击。在进行拆模时，施工人员首先要控制好拆模的时间，一般情况下，拆模在混凝土浇筑3-4天后进行，在拆模过程，施工人员要从上到下，依次进行，避免对混凝土表面造成破坏。

8、顶管施工

在进行顶管施工时，施工人员首先要根据工程地质报告及工程的实际情况，选择合理的顶管机头，从而确保顶管的顺利进行。对于主顶进设备，要根据工程的实际情况，选择合理的千斤顶，千斤顶的动力可以由油泵提供，在千斤顶的后端，要采用分压环、道木将反力均匀的作用在工作井中，通过前端顶进分压环，利用顶铁将顶力传到管节。

对于长距离顶进，当顶进阻力大于总顶力时，由于不能一次性完成顶进施工，这时就需要设置中继间分段接力顶进，同时还要采用合理的注浆工艺，通过触变泥浆套减少管道和土体之间的摩擦力。在配制触变泥浆时，施工人员要根据事先确定的配合比进行操作，在施工过程中，利用注浆机及管道将触变泥浆输送到混凝土管注浆孔，从而注入土体中，形成泥浆套。

4 结束语

综上所述，作为一种技术成熟、在环境保护和对现有市政管线破坏最小等方面占有较大优势的管道施工方法，随着各级政府加大旧城区基础设施建设的力度，在穿越地面构筑物和地下管线等管道工程中，将得到越来越广泛的应用。具体施工中，施工单位要根据实际情况，合理的应用顶管施工技术，有效地提高截污干管工程的施工质量，从而为我国社会经济的快速发展打下良好的基础。

参考文献

[1]何铭恒.顶管施工技术在截污干管工程的应用[J].企业家天地：下旬刊，2010，（10）：116-117.

[2]霍国友，谢力.顶管技术在市政截污管道施工中的实践经验[J].中国给水排水，2009，25（06）：95-97.

[3]陈淑仪.顶管技术在截污干管工程中的实际应用[J].科技创业家，2012，（10）：142-143.endprint