顶管技术在市政给排水施工中的应用

吕保成

摘要：随着我国近几年来现代化发展的需求，城市化建设步伐也日益加快，在市政的工程建设中，路面的建筑设施越来越多，再加上市政管线分布较广，且错综复杂、相互层叠，以至于在市政的路面建设工程中，大面积的开挖不仅施工成本较高，而且会对交通造成极大的压力，使得环境受到一定的影响，给人们的工作、生活带来诸多的不便，因此，为了解决这种市政建设与施工之间的矛盾，就需要应用一项非开挖的施工技术，即顶管技术。

关键词：顶管技术；市政；给排水施工；应用

一、顶管技术施工的特点

顶管技术是一项用于市政施工的非开挖掘进式管道铺设施工技术，因此，又被称为非开挖管道敷设技术，此技术不需要在路面上进行大面积的开挖，就能穿过建筑物的地面结构以及地下施工作业，与以往的开挖埋管技术相比，它具有对周围环境影响小、施工范围小、产生的噪音小等各种优点，能够大大的节省工期和投资成本且高效、安全；此外，最为突出的特点就是适应性，可以针对不同的地形、地质、施工条件以及设计的相关要求，选择与之相适应的顶管施工方式；不过，尽管目前顶管技术已发展的很成熟，但还是存在一些不足，可不同的施工方式其原理都一样，即将施工面由线化为点，来做垂直的地面工作，是一种无污染且效率高的施工技术；所以，深受广大建筑开发商和施工单位的喜爱。

二、顶管技术施工的使用范围

顶管技术主要使用的范围：一是在城市的繁华商业街道等中心地区进行的市政管网铺设施工；二是对于不能进行大面积开挖的文物遗址等特殊地段；三是因遇到江河、主要交通干線或者铁路等而无法进行空中架线以及开槽管径中所采用的管道直径大于八百毫米的地下埋管施工工作；四是当设置的城市污水管道直径大于五百毫米时，而周围又无其他建筑物设施且无法进行明沟开挖的施工工程。

三、顶管技术施工的应用分析

在市政给排水施工中若没有特别要求通常采用的都是钢筋顶管，其规格需按照相关的钢筋顶管技术规程来选择。

（一）顶管技术施工中顶进管的选择

1、顶管长度的选择

在进行顶管施工的过程中，顶进管的长度选择对于施工过程的经济效益以及控制性都有很大的影响，尤其是在垂直推顶的情况下，如果使用较长的钢管，可以取得良好的效果，可是，随着顶管长度的逐渐加长，会使得实际的顶进路线与原定的路线相偏离，因而恢复起来会比短管顶进的难度大；然而，若使用的顶进管长度太短也会比较麻烦，容易在顶进的过程中使钢管挤入周围的土层中，从而造成整个路线的弯曲，由此，大大降低了对顶管的控制性；所以，在进行顶进管的选择时应合理、科学；根据一般情况而言，顶进管的长度是依照管口的直径来制定的，具体情况为：当顶进管的长度与顶管直径的比值小于或等于一点一时，为短管；当顶进管长度与顶管直径的比值等于一点一五时，则为标准长度的顶进管；而当顶进管的长度与顶管直径的比值大于或等于二点一时，即为长管。

2顶管直径的选择

顶进管直径的选择要根据工程的施工需要以及性质而定，且顶进管的配筋与厚度是根据顶进管所承受的压力来确定的，以此来确定顶进管的外径，但由于顶管技术的施工需要挖土工人的配合，因此，顶进管的内径一般都在五百毫米以上。

（二）顶管技术施工的前期准备

1现场平面的布置

对于施工现场的路面布置，从平面上总体分为自动化的控制室、材料工具的储存室、起重的设备、搅拌浆及材料的堆放处、存放废土的坑洞等一系列的布置；此外，在施工开始之前，应在工作井内安装相关的顶管及其以及千斤顶设施等顶进设备，并在工作井旁边设置专门的楼梯方便工人施工。

2、顶管施工的主要设备

顶管的管道周围环境一般都布满了淤泥、砂子还有粘土等物质，因此，无法采用明挖的方式来进行施工，所以，在这个前提下，应根据管道的材质、顶进管的直径等因素预算出顶进的工具以及千斤顶的数量等。

3、机械设备的交班与检查

在管道顶进之前，需要办理机械的交接手续，将设备的运转情况记录好并用口述的方式报告于接班的机械工，对于刚来上班的机械工则还需要对各项设备进行检查工作。

4、顶管机进、出洞处以及后靠土体加固

为了确保顶管机在出洞后的安全性，需要对洞边的土体采用推土反压法或者其他方法来进行加固，另外，为了防止顶管机在进出洞以后造成泥土的流失，须在工作井的顶管洞口处安装止水的装置。

四、顶管技术施工要点及注意事项

（一）在顶管施工的过程中，必须严格按照施工的设计图来进行顶管顶进，可以将超提刀与千斤顶编组相互配合使用，从而对顶进路线进行纠偏；此外，为了确保是过程中顶进轴线与设计要求相符合，应定期定时的对顶进轴线进行测量，通常情况下，每顶进一节混凝土钢筋管就要进行一次轴线测量，最后，为了确保其精确度，还要对测量点进行复测。

（二）为了确保顶管能够顺利出洞，工作井的洞口应比顶管直径口大一些，而且在顶进的过程中，应采取有效的封闭措施来填补顶管与工作井之间的缝隙，所以，在制作工作井时，首先要在其洞口处理一个十毫米厚度钢管制法兰，然后在上面焊接螺丝，之后再按照十六毫米厚度的橡胶制法兰，最后用十毫米的钢压板将其压紧、压实，等到没有水和泥沙等物质流入井内时，才能收回法兰和压板。

（三）当路面施工周围的建筑物较多时，应设置检测点，并随时观察土体的移动等地表的形态变化，以避免路面下沉以及房屋开裂等事故的发生。

（四）在实际的施工中，往往会遇到障碍物，此时最常用的处理方法有两种：一种是采用破岩井来处理突遇的孤石，根据孤石的大小来合理的设计破岩井，之后再地面进行取石后再继续顶进工作；另一种则是对于长距离的微风化、风化地质的处理，要求在顶管施工的设计过程中，要对地质资料进行详细的分析，再对这两种地质给予合理的处理。

（五）向给排水管道的外壁注入适量的减阻泥浆，使管道的外面形成一个泥浆套，从而对地层起到一定的支撑作用，以减少地面的下沉，降低其与周围土体的摩擦力，最终减少在顶管顶进过程中产生的阻力；另外，泥浆的实际用量一般为计划的四五倍，所以，要时刻保证泥浆的充足。

（六）顶管施工中的一项重要工作就是进出洞，因此，必须保证掘进机穿墙方向的精确度，否则不利于控制后面的给排水管道方向以及拼接工作井内的管节，此外，在穿墙的过程中，应该注意防止工作井内流入大量的泥水、砂石，以避免发生坍塌和泥石流现象；对于地层类型属于较松散的粉质粘土层的给排水管道施工，必须要确保顶进方向的准确性，使管道和轴线保持一致且应对顶进管方向与工作井周围一定范围内的土体进行改良和加固措施，通过加入水的作用来增强土体的强度、黏度，从而有效防止在施工中发生塌方事故。

五、结束语

通过对顶管技术的施工应用进行分析，了解到其施工环节是一项复杂的力学过程，且当中涉及到多种学科知识；所以，应严格按照相关的施工规范及技术标准来运用此技术，从而有效的解决市政给排水网管的铺设问题，以避免大面积土方开挖所造成的影响；由此可见，顶管技术在城市建设中具有相当的优越性，不仅对城市的建设面貌起到了美化作用，也为和谐社会的建设创造了无限生机。

参考文献：

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[2]张宝华有关市政给排水施工中顶管技术的应用研究[J].城市建设理论研究（电子版），2012（13）

[3]王琳.浅析顶管技术在市政给牌水工程中的应用[J].黑龙江科技信息，2011，（13）：238