试析顶管技术在市政道路施工中的应用

苏瑞玲

摘 要：随着城市现代化进程逐步深入，人们对城市功能和市容市貌提出了更高需求。不仅要求及具有健全的城市功能，还要求各项市政工程施工不得破坏周围环境，尤其地下管网工程。现代城市规划与建设中不可避免地将在地下铺设各种功能、直径不同的管道，为了不破坏施工现场周围环境，减少对车辆、行人出行不良影响，顶管施工技术在市政地下管网工程中得到广泛应用。与传统的挖沟埋管法相比，顶管施工技术是一种非开挖施工技术，具有自身独特的优势。本文简要分析了施工准备工作，重点分析了顶管施工工艺。

关键词：顶管技术；市政道路；施工工艺

1市政道路顶管施工准备

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；此外，认真调查附近桥梁等构筑物的桥台基础、桩基深度及间距、建筑物基坑的結构形式，以便于确认是否要对其进行喷锚结构施工，为顶管技术的顺利实施打好铺垫。

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。在岩层的地质情况下，要勘测是否有裂隙发育的情况；风化岩的地质，则要了解强风化、中风化或是弱风化等级，并且了解抗压强度和抗剪强度以及结构状况等。作为施工单位，一定要认真考察施工地质状况，结合业主所给的资料，运用各种施工技术手段进行勘察，以备顶管施工实施的需要。

2 市政道路工程顶管施工工艺

1、工作井预制及下沉施工

（1）开挖工作井浅基坑。测量放线施工完成后，需开挖基底位置，与工作井外廓相比，开挖基底的尺寸需多出1.5m左右，根据1：0.5对四周边坡放坡。为降低沉井深度，需开挖基坑深度需控制到地面下方2.8米，整平基坑坡顶场地，为排水提供便利。

（2）确定制作工作井高度。选取钢筋混凝土沉井方法进行工作井施工。按照具体工程情况，选用三次浇筑混凝土的施工拟定工作井，且做好二次下沉施工，本工程以4—1工作井为例分析。

圆形钢筋混凝土结构为4—1工作井的类型，14m为其内径长度，1000mm为其壁厚，15.32m为下沉深度。为提高安装D3520防水钢套管稳定性，需先对套管下方3660mm刃脚部位进行第一次建筑，随后向套管上方1000mm以上位置进行浇筑，当刃脚位置混凝土强度符合施工规定，即100%后，要求混凝土第二次建筑强度需在70%以上，此时需实施沉井作业，5.82m为沉井深度。第一次沉井完成后需进行钢筋混凝土（上部6.7m）浇筑，确保其强度与施工规定相符后即可进行二次沉井作业，6.7m为其深度，最终需符合15.32m沉井深度需求。

2、模板施工

（1）刃脚模板支设。厚井壁、大重量为工作井特点，为此应确保刃脚模板支设施工的质量。也就是在地基夯实整平后进行石粉渣铺设，厚度为300mm，随后通过振动夯施工，及C10混凝土浇筑（100mm厚），确保其强度符合施工规定后即可支设刃脚模板。选取垫架法支模施工方式，选按照设计施工图，把刃角斜面进行定型木模板制定，宽度为400mm，安装模板后加固施工可选取立档木方，尺寸为100x100m，随后通过对拉螺栓进行紧拉。

（2）安装井壁模板。该工程工作井共4个，其中圆形、方形各2个。为此可分别选取以下方式安装井壁模板。

第一，方形工作井选取木模板作为井壁侧模，厚度为20，尺寸为184x92cm；选取木方进行立档加固，尺寸为50x100mm；选取脚手架钢管进行横档加固，450mm为其间距。

第二，圆形工作井选取木模板作为井壁内模，厚度为20，尺寸为184x40cm；选取20厚木模板（184x92cm）作为外侧模。选取木方进行立档加固，尺寸为100x100mm，450mm为其间距，成型钢筋为横档加固。

3、制作与安装钢筋

除锈、调直钢筋后需做好切断作业。钢筋弯曲成型过程中，通过石笔按照弯曲角度具体情况及相关调整值将所有弯曲点位置划出，再弯曲成型，—10到+10mm为弯曲成型后全长允许偏差，20mm弯起钢筋起弯点位移范围。

选取焊接方法搭接钢筋，选取电弧焊连接井壁水平钢筋，单面焊焊缝长度为10d，双面焊焊缝长度为5d。选取电渣压力焊进行井壁竖向钢筋施工。绑扎全部双向主筋钢筋网交互点，为防止歪斜、变形现象出现在钢筋网内，需按照八字形设置相近绑扎点铁丝扣。井壁、底板受力钢筋混凝土保护层50cm。

4、浇筑混凝土

混凝土强度应与设计需求相符，也就是C10为所有垫层，C30为顶管工作井底板、侧墙，W6为抗渗标号。其选取的原材料应与施工规定相符。选取商品混凝土作为该工程所有混凝土材料，浇筑通过汽车混凝土运输泵车施工，分层分段进行混凝土浇筑，70cm为各层浇筑最大厚度，2到3m之间为各段浇筑控制长度。20到30摄氏度情况下，各层混凝土浇筑允许间隔时间为90分钟为普通岁酸盐水泥、120分钟为矿渣硅酸盐水泥。要求振动棒需向下层表面5厘米深度插入，以确保混凝土具有良好密实度。垂直施工缝不能安设到混凝土浇筑施工中，在浇筑水平施工缝混凝土前期，需将水泥砂浆在其上铺设一层，厚度为10到15厘米，其配合比需符合混凝土砂浆需求。完成混凝土浇筑工作后，需做好养护作业，即洒水、覆盖，通常情况下2周为最短养护期限。

5、顶管施工

按照工程实际情况，选取人工半机械化方式进行顶管施工，具体流程如下：

（1）顶管出洞。洞口密封结构的功能为避免顶管施工中由管道外侧、洞口缝隙内泥水向井内流入，且对顶进施工起到气压密封功效。按照管道壁预留孔位置，进行防水钢套管设置，选取水泥砂浆砖砌体对工作井预留洞口进行临时封堵，顶管出洞前期，需将砖砌体拆除，在推进机头，向土体内切入，完成以上工作后即可进行顶管施工。

（2）顶进施工。选取气压平衡方式进行顶管施工。相比所在土层地下水、土压力，顶管气压舱压力较小时，地面沉降现象较为明显，反之，则会出现地面凸起现象，为此必须做好平衡控制工作。按照工程案例具体情况，需焊接钢管接头，其呈刚性，在开始顶进施工中需确保顶进方向正确，避免变形、脱焊现象出现。为对顶管顶力偏心度进行有效控制，需定期进行检测。选取触变泥浆注浆减阻，注浆能够帮助管道外壁形成泥浆润滑套，进而对顶进阻力有效降低。

（3）测量控制及顶管轴线测量。依托顶管内地下导线测量达到控制顶管轴线的目的。地下导线测量起始方向为从工作井地面引测到井底，通过井底14m起始边对顶管线路（903m）进行有效控制，要求选取RTS623型全站仪作为顶管轴线控制，选取几何水准进行高程测量。当土层向工具管施工，每顶进30cm，测量次数在1次以上。

3 结束语

总之，顶管技术在道路建设中的应用，不但可以减少面层开挖对原有道路造成的破坏，而且具有较少的占地面积，能够在地面构筑物和地下管线中进行穿越，另外还使沿线的拆迁工作量大幅减少，保障了交通畅通，使工程造价得到降低，具有较好的社会效益和经济效益，在未来道路施工中具有广阔的发展前景。

参考文献

[1]王飞；浅谈顶管法的应用与技术措施[J]；科技信息（科学教研）；2011（22）

[2]段孟春；市政给排水施工中的长距离顶管施工技术分析[J]；科技资讯； 2010（27）endprint