长距离顶管施工技术在市政排水施工工程中的应用

周克珍 叶战宾 王巧红

（1.濮阳市城乡一体化示范区国土建设环保局， 河南 濮阳 457000）

（2.河南省水利第一工程局， 河南 郑州 450000）

市政工程建设中排水施工作为主要组成部分，施工质量直接对城市建设造成影响。市政排水施工中广泛使用长距离顶管技术，改善传统排水施工方法的不足，缩短工程周期，减小对工程周边环境的影响，大幅度提高工程施工质量与效率，推动城市现代化建设。

1 市政工程施工特点

市政工程建设涉及到城市各方面，不同于一般工程，建设周期长且造价高，需要庞大建设团队完成基础设施，也需要专业人才完成质量管理。

市政排水工程属于公益性民生工程项目，施工安全质量直接影响到政府的声誉，因此要制定完善的安全管理制度，保证工程施工的安全性，全面把控与管理施工内容。同时市政工程施工环境复杂，施工时存在很多不确定因素，要求施工前做好分析，提前制定风险应对措施，降低市政排水工程建设风险[1]。对于市政工程施工而言，要重视前期的准备工作，并做好图纸设计和人员配备工作。并做好市政技术应用以及设备材料采购的核对工作，在正式施工之前应该做好统筹。对于施工人员要重视筛选，从而保证施工效果。做好权责划分，将不同的施工内容划分给个人，出现事故以后要做好及时追责，最终保证市政工程的施工质量。

2 长距离顶管施工技术分析

2.1 技术优势

市政排水工程要针对性城市污水排放问题，做好污染处理与排放工作，完善城市排污系统，提高城市环境质量。长距离顶管施工技术，行业中又将其称为非开挖管道敷设技术，也就是不要开挖地表的情况下完成敷设管道，直接穿过具有复杂地形地貌、建筑物等地下，降低排水施工难度，同时减少施工成本。长距离顶管施工技术不会对周边环境产生过大影响，也不会造成较大的环境污染。因此长距离顶管施工技术具有较强的综合效益，但施工前需要施工单位勘察施工点地质条件与水文环境，施工技术难度较大，对于施工单位综合施工能力要求较高。

2.2 技术问题

长距离顶管施工技术作业时，要综合考虑各方面因素，如排水管道直径、顶进设备、环境因素等，这些因素都有可能对施工效果产生影响，因此施工时要格外重视。

首先分析顶进推力大小。长距离顶管施工要注意顶力大小的控制，保证作业过程顺利进行；其次，顶进方向误差问题。长距离顶管施工中要时刻关注管轴线，整个施工过程中都要调整管轴线。选择不同方式控制顶进放线，这是因为管轴线时刻变化，要持续测量施工方向，发现偏差后及时调整；最后，塌方问题。软土地基施工时容易出现塌方问题，影响到施工进度，并增加施工成本。一旦遇到软土地基，及时采取保障施工措施，避免发生类似问题[2]。

3 市政排水施工长距离顶管施工技术的应用

3.1 市政排水工程概况

某市排水管道要穿过一条河，经过技术讨论分析决定采取钢管顶管施工方式，需要顶管穿越的长度约为650m、管道覆土厚度4-22.3m。河宽78m、最深处约为5m、地下水水位与地表之间距离2-3m。穿越土层主要组成为黏土，其中含有少量的砂姜石。

3.2 顶管施工技术过程

3.2.1 顶管管道掘进选择泥水平衡掘进机，掘进至砂姜石地段时要将特制贝壳刀安装在掘进机的刀盘上，并选择高轻度的合金刀具。顶进施工时将产生的泥水输送到管道外提前准备好的泥浆场。利用高功率激光经纬仪保证管道顶进方向的精确性，管道顶进前、中要利用风管进行强制抽排通风处理，保证管道内部空气的清洁，提高测量精准度。同时，顶进施工时技术人员核对顶管轴线与高程，保证顶进精确度。

3.2.2 顶管施工要通过河流，施工时控制不当容易破话河道与河堤，进而引发塌方事故。本工程施工中提前制定防范措施：顶进前详细计算每段距离进水与泥仓土压力，并调整设置掘进机参数。控制掘进机与钢管外径，其直径≤2m，进行同步注浆施工；完成顶进施工后及时将储变浆液利用水泥浆液替换，增加管道周边土体结构稳定性。

3.2.3 使用中继间。分析摩擦力计算结果，本工程中中摩擦力为1.2×104kN，远远超过工作井最大承受的0.65×104kN，考虑到工程安全设置两个中继间，分别位于管道100m与300m处。

本次顶进施工耗时45d，整个施工作业过程中有效管控管道轴线与标高出现的偏差，施工时并未出现土体坍塌现象，也未影响到河流河床[3]。

3.3 顶管施工技术质量控制

3.3.1 选择合适排土方式。长距离顶管施工效率、顶进推力大小直接受到排土方式的影响，施工前要考虑场地土质情况与顶管管径，以此为基础选择合适的排土方式。

3.3.2 避免管道土体坍塌。顶管掘进施工时，掘进设备直径略大于管道直径，顶进施工时要选择合适方式避免管道外壁出现坍塌。控制掘进面的土体平衡度，一旦出现平衡失控问题，容易造成地面隆起或塌陷，直接影响到施工作业进度。施工中及时同步注浆与管道后续跟进补浆的方式填充管道外壁空隙，实现出土量与管道进尺量之间的平衡。

3.3.3 触变泥浆减阻施工。长距离顶管时受到多种因素影响，选择合适的控制措施降低或消除这些影响。如：顶管管壁四周在顶进时会产生摩擦力，将触变泥浆注入到管道外壁形成泥浆套，这样管道可以处于泥浆套中顶进，有效降低其中产生的摩擦距离，加快施工进度。

4 市政排水长距离顶管施工工程质量控制

4.1 进度控制

进度提前了，意味着各项费用的节省，包括机械设备和材料的租赁费用、管理人员工资、临时设施费等。进度控制是以项目运用的时间为最后的目标，进度控制过程中应采用PDCA循环法，即计划-执行-检查-纠偏。及时收集项目的实际值，与计划值相比较，一旦出现偏差，立即采取相应的措施，进行纠正。

4.2 安全管理

具体施工中安排专人定期检查现场设施与人员，将工作内容落实到人，加强工作人员责任意识；动火作业管理建立动火审批制度。经过批准后并抄送监理单位备案，作业人员带好特殊工操作证、动用明火审批许可证、灭火器，全面落实监护人与监护措施；做好新进作业人员的安全教育、节前节后学习、定期组织安全教育、记录安全活动；做好安全资料的记录；强化施工现场安全用电。临时用电必须采用三相五线制，配电箱设置总开关，完成一机一闸一漏电保护器。严禁混用照明与动力用电，并将设备使用名称标注在插座上。

4.3 强化设备管理

定期对设备进行检测和保养，能够及时发现设备在生产过程中存在的安全隐患，及时对其维修和养护，从而避免不必要的损失。对于未经验收的施工设备不得使用。如果工程的施工设备故障，造成工程轴线整体偏差，最后不得不返工重来，对施工企业带来巨大的损失。

5 结语

总之，市政排水施工时引入长距离顶管技术，要求施工单位有效控制技术影响因素，并利用顶管施工与水平螺旋钻进技术合理施工，并制定完善的管理制度控制施工质量，保证排水工程的施工质量。希望通过本文论述，为类似研究提供借鉴，提高长距离顶管施工技术质量。