市政给排水施工中长距离顶管施工技术的应用

朱巧霞

摘 要：作为一种常见的地下管道施工技术，顶管施工无须面层开挖，且能由公路、地下构筑物等穿越。在我国城市建设快速发展的今天，非开挖铺设管道技术应用愈加广泛。该技术的优点在于不阻碍交通、拆迁量少且对附近环境影响小等。将长距离顶管技术用于市政给排水施工，可有效提升工程质量，延长工程使用寿命。为此，本文在全面了解顶管施工基本原理的前提下，对市政给排水施工中长距离顶管施工技术要点进行了分析与探究。

关键词：市政给排水；长距离顶管；技术要点

中图分类号：TU992 文献标志码：A

近年来，随着社会的快速发展，国民经济不断提升，日益复杂的城市规划给基础设施维护提出了更高的要求。由于受施工场地以及现场环境的影响，管道铺设无法开挖会直接影响施工的顺利进行。应运而生的顶管施工技术不但能够使土地资源得到有效利用，而且能够给人们日常出行提供便利，其意义重大。通过使用顶管施工技术，不但使地面乱挖现象大幅减少，而且不会阻碍交通的正常运营，另外能够有效保护环境。

1 顶管施工的基本原理

手掘式顶管、气压平衡顶管、土压平衡顶管等都属于顶管施工的主要类型。无论何种施工工艺，都需利用一定推力，如主顶油缸、管道间中继间等，将掘进机由工作井内向土层穿越，直至推向接受井内并将其吊起。除此之外，需在两个坑间范围内埋设掘进机后方的管道。当前顶管施工应用较为广泛，且具有较为成熟的技术。在不断提高环保要求的今天，要求尽可能地降低顶管施工对附近环境的影响，进而长距离顶管得到了广泛应用，一次顶进百米极为普及，甚至顶进距离可达到千米左右。因外部环境很少会影响到顶管施工技术的应用，其具有较高的安全性、较好的经济性以及良好的环保功能，特别是在大型管子的管网建设中能够充分体现。现如今，在国内市政给排水施工中，顶管施工技术得到广泛认可和应用。

2 工程概况

某顶管段总长度为3200m，分两段施工。其中E至F工作井中心里程为K0+747～K2+927，总长度为2180m，属于直线顶管，选取顶管机（1台）从E顶进F工作井，并在F工作井吊出，2164.3m为一次顶进距离，属于超长距离直线顶管。F至扩散器段的里程为K2+927～K3+947，总长度为1020m，属于直线顶管，选取顶管机（1台）从F顶进扩散器段。

选取DN2000钢管作为顶管管材，20mm为其壁厚，-21.5m为管道底部标高，顶管全线纵向都属于平坡，顶管需从中砂、粉质黏土层穿越，12m～19m为管道覆盖土层厚度。

3 市政给排水施工中长距离顶管施工技术要点

在充分掌握顶管施工基本原理的同时，应结合施工实际情况，规范长距离顶管施工工艺，以此进一步提高市政工程整体质量。具体施工技术要点如下：

3.1 顶管出洞

由工作井内导轨上将顶管机头向工作井前壁预留洞内推进，且由前墙穿过向井外土层内进入，该过程即被称为顶管出洞。作为整个顶管施工的重要内容，顶管出洞的合理控制，才保证顶管施工质量。根据施工现场实际情况，预留进出洞口选取地下连续墙预埋钢盒，且在洞口前与顶进方向相邻的连续墙外边线进行止水幕墙设置，其尺寸为厚2000mm、宽8000mm。

出洞前期，相比顶管附近摩擦力+导轨间摩擦力，顶管机正面主动土压力较大，这种情况下将有顶管机反弹现象产生，导致顶管前方土体产生坍塌质量问题，进而影响顶管机再次推进施工。基于此，需将一条工字钢分别设置到洞口两侧与地面平行位置，如主顶千斤顶即将回缩加顶铁时，需保证两条工字钢都能焊牢于第一个顶铁，随后进行千斤顶回收，避免出现反弹现象。

3.2 正常顶进

完成管道出洞后，即可进行顶进施工。管道向前顶进的推力主要利用后座主顶油泵、主顶千斤顶产生，在推进管节过程中，经高压水枪冲洗落下的土体可向工具管泥水仓内流入，随后利用排泥管道向机头外排除，并抽到地面位置。紧随机头分节向前推进管节，最终满足设计要求。通常在每分钟20mm～50mm合理控制顶进前期速度，随后按照每分钟50mm～150mm控制正常顶进速度。顶进管道允许偏差见表1。

3.3 注浆

压触变泥浆是顶进施工的主要工作内容，以此降低顶进阻力。一道触变泥浆注浆孔可间隔10m进行钢管布设，共8个，孔直径为25mm，设置角度为45°。按照注浆孔所在位置，构成螺丝孔，且将一块钢板（3mm）加设到孔外侧，以此实现泥浆有效扩散至管壁，避免堵塞注浆口，随后进行注浆管安装。注浆施工应先进行造浆静置一段时间，随后进行注浆，注浆时需逐步进行顶管推进，顶管停顶后，即可停止注浆。相比管道外围环形空隙，压浆量为其1.5～2倍，按照管顶水压力合理确定压注压力。

3.4 钢管施工

严格按照国家标准规定合理确定焊条质量，要求焊条干燥。选取交流电焊机作为焊接的设备，11.3mm为环缝长度，选取两台焊机用于内环缝，3台焊机用于外环缝，所需焊接施工共6h。完成接头焊接后，可根据设计需求进行检测，直到质量合格，随后进行干型防腐涂料涂抹。6m为各节钢管长度，17t为其重量，吊放选取的吊车重量为50t。钢管应对齐其连接的钢管，确保两管轴线在同一直线上。

3.5 顶管进洞处理

由于该工程无接收井，相比设计位置，顶进相距1000mm～5000mm时，即可将水冲吸泥系统暂停，提高工具机头前的土压力，保证工具管腹腔内充分挤入土层，待引水钢管向设计位置顶进后，需将工具机头全部设备去除，并将泥浆管封闭好，随后将工具机头和第一节钢管刚性联结去除，即可进行下阶段施工。

4 市政给排水施工中长距离顶管施工监测

根据工程实际情况，地层以淤泥质土为主，为提高工程施工质量，保证施工安全，必须进行施工安全监测系统的建立，对施工地层变形、地下水位变化情况进行实时观测，通过监测信息的合理利用，用于施工过程指导，且及时找出安全隐患，采取切实可行的措施予以遏制，严防安全事故产生。地层水平位移及地层垂直位移监测是监测的主要类型。选取测斜管进行地层水平位移观测监控，选取地面沉降法作为地层垂直位移监测，观测过程应与顶管施工合理配置，确保施工质量。根据施工现场具体条件，可将两组观测点设置到顶管顶进轴线周围，以此观测地层水平位移、垂直位移，以此充分掌握顶进速度、出土速度影响附近土层的程度。各组设置测斜管1条、沉降观测点1个。各组与顶管前进方向垂直布设，可看作一个剖面。第一个剖面在与工作井相距5m处布设，第二个剖面距离第一剖面5m。除此之外，还需将一个侧移变形、沉降观测点分别设置到4段引水泵房前池进口洞1m位置。该项监测共有测斜管及沉降观测点各4条。

同时，将一组观测点分别布设到工作井后靠背墙后面，以此观测地层水平位移、垂直位移。观测的作用就是监测顶力影响地层的作用或监测工作井的位移。各组需与顶管中心线方向垂直进行布设，要求将测斜管及沉降观测点设置到后座墙后面，布设数量均为4条。

结语

综上所述，伴随社会经济的迅速发展，我国城市化进程不断推进。市政给排水施工是城市建设的主要内容之一，如何保证施工质量极为关键。长距离顶管技术在市政给排水施工中的大量应用，可降低施工干扰程度，减少对施工周围环境的影响，且能够有效提升工程质量，延长工程使用寿命。

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