市政基础设施地下给排水管道顶管施工技术分析

栾静

摘    要：经济的发展，城市化进程的加快，促进市政工程建设项目的增多。其中，地下工程的建设愈发受到重视。由于传统的排水管道顶管施工技术存在很大的问题和不足，具有比较强的局限性，因此必须对排水管道施工技术进行创新，顶管技术也就应运而生。目前，世界上排水管道顶管施工技术应用比较广泛，其应用形式千差万别。本文就市政基础设施地下给排水管道顶管施工技术展开探讨。

关键词：市政基础设施;地下给排水管道;顶管施工技术

1  引言

由于传统的排水管道顶管施工技术存在很大的问题和不足，具有比较强的局限性，因此必须对排水管道施工技术进行创新，顶管技术也就应运而生。目前，世界上排水管道顶管施工技术应用比较的广泛，其应用形式也是千差万别。尽管应用的形式有各种各样的方式，但是其应用的原理是相同的。随着市政建设工程的不断扩大，排水管道顶管施工技术应用也越来越广泛。本文就对相关技术方面进行了分析，希望在以后的施工过程中能够受到重视。

2  顶管技术的概述

目前顶管技术在市政管道施工中应用比较广泛，顶管技术也叫非开挖管道敷设技术，区别于其它管道施工技术，顶管施工技术具有很多优点：（1）在开展管道施工和铺设时，应用顶管技术，不再需要人工将路面挖开，这样将大幅度减少工作人员的劳动量，与此同时，地面的植被和土地资源也受到了一定的保护。（2）如果遇到需要贯穿地面建筑及地下管道的工程，顶管技术可以铺设、维修施工管道。（3）区别于传统的开挖敷设施工，顶管技术会更明显地缩短工程时间，以节约工程成本。（4）顶管技术的有效推广和广泛应用，可以避免给排水工程给城市建筑带来影响，从而达到降低污染、保护环境的目的。（5）顶管施工技术具有一定的经济效益。

3  给排水管道顶管施工技术要点概括

3.1  顶进管的选择

顶管施工技术作为多力学、多学科知识集合下的产物，其技术复杂性不言而喻，而在顶进管的选择过程中，无论是顶进管的材质、直径还是长度都有一定的要求。目前，对于顶进管的材质，施工中大多数时候是选择钢筋砼管，在对腐蚀性没有做过多要求的情况下，也可以选择钢管。顶进管直径的确定，首先是根据该工程的需求确定顶进管的内径，然后再根据实际作业中的负荷确定其外径，一般情况下，由于要考虑到地面挖土工人的作力，顶进管内径不应小于500mm。长管能够降低装管次数，从而降级成本，但同时过长的管道在顶进过程中更容易偏离预定的路线，所以，长度的选择也是重要的考量之一。

3.2  合理设置顶管井

通常情况下，顶管井即工作井和接收井，结构为钢筋混凝土结构，如果工程地点的土质较差，为了避免孔体破坏和顶管井塌方的情况出现，必须在井体内部设置径向外撑，以确保工程质量。按照结构差异，顶管井又分为单孔井和单排孔井。其中单孔井有正方形、矩形、圆形等结构形式，而单排孔井通常是矩形的结构，圆形结构的承压力更强，矩形承压能力较小。在施工进行的过程中，对顶管井类型的应用需要根据地形的情况选择。排水管道工程中，工作井和接收井的设置应该以间隔的形式设置，间隔间距即为检查井的间距，这样设置之后，检查井的位置就可以设定在工作井和接收井之内。

3.3  顶管施工工艺

顶管施工工艺又称之为顶进法施工工艺，具体是是指按照预先的工程设计，通过一系列顶进设备，将工程构造物顶送到预先设定好的位置的操作。为了完成给排水管道的铺设，前期需先做好工作井和接收井的设置，并在工作井内设置好推力设备，在顶进过程中，由机头作为导向，将预先制定好的钢筋混凝土向前推送，同时顶出前端土体。

3.4  顶进设备的后背墙设计

后背墙是千斤顶的支撑部分，对其的要求比较高，对坚固程度要求相当高，因为其发挥的作用是非常重要的。在通常情况下，后背墙都是采用加宽和加厚的方法来制作的，用厚度来保证其坚固度。一般用钢筋加水泥工艺来处理后背墙，让后辈的受力均匀，再将钢板作为辅助作用，就能够有效地将使用寿命延长。此外，后背墙的设计还应该考虑到后背墙的表面与顶进的方向保持垂直。其误差值应该在允许的范围内，其包括垂直度和水平扭转度。

4  给排水管道顶管施工工序及其注意事项

4.1  给排水管道顶管施工工序

给排水管道顶管施工技术的工序一般包括穿墙、顶管出洞、注浆减阻以及顶管纠偏这些步骤。穿墙即是指打开穿墙闷板，将工具管顶出井外的工作，该过程需要做好严密的止水措施。在穿墙前期需要对穿墙过程中可能出现的问题进行分析并制定相应的解决方案，如在穿墙过程中为了保证穿墙孔外侧土地的稳定性，对穿墙管外侧进行注浆固结操作。顶管出洞是顶管施工工序中非常关键的一道工序，具体是指顶管机和第一节管子破出封门进入土中的操作，由于其复杂性该过程事故发生的频率很高，其中，管线偏移是最为常出现的状况。为了防止管线的偏移，我们可以事先将工具管调零，并在工具管下安装支撑设施，一旦出现管线下降的状况，及时采取措施进行调整，常用的方法有主顶油缸纠偏、设初始角等。注浆减阻是顶管施工中非常重要的一道防护工序，其贯穿于整个顶管推进作业中，具体是指对管道外围的缝隙填充压注触变泥浆，以减小推进过程中的阻力，同时也能起到防止地面下沉的作用。在顶管施工中，管线的偏移是较常出现的状况，在实际作业中，通常是通过设立四台纠偏千斤顶对方向进行纠正。纠偏千斤顶的纠偏是一项细致的操作，通常是通过多次的微调来达到最终的纠偏目的，纠偏的方法视具体操作而言，如机头偏左时则左伸右缩，出现旋转情况时则采取反相加重的措施等。

4.2  给排水管道顶管施工的注意事项

4.2.1  顶管偏差的测量与校正

顶进过程中的纠偏是顶管作业质量好坏的关键，若操作不当，可能造成顶力骤升、管接口破损，严重时可能造成管道无法顶进，引发严重的安全、质量事故和重大经济损失，尤其是在砂层中顶进，管道极易因为泥水过度冲刷造成顶管机机头下沉，因此，对于顶进过程的纠偏显得尤为重要。顶管施工的过程中，一般程序是每顶进0.5m～1m，就要测量标高和中心线一次。如果发现偏差，不仅要及时校正，还应在每顶进一个行程后，正式测量和校正一次。在机械式顶管中，激光经纬仪使用较广，激光经纬仪即在普通经纬仪上加装一个激光发射器，将激光束打在掘进机的光靶上，可根据观察光靶上光点的位置能判断管的上下和左右偏差。一旦管的偏差超过允许值时，应根据实际情况采用适宜方法进行纠偏。顶进时，一定要加强第一节管道顶进质量的控制，使起顶误差减少。此外，导向轨、千斤顶受力点、管底滑道、管侧超挖必须严格按照施工要求进行。

4.2.2  进出洞以及顶管过程中的注意事项

为了保证管子出洞过程的顺利进行，一般工作井的预留洞口需要比管节的外径稍大一些，需要注意的是，此预留的间隙在顶进时需要采取一定的措施进行有效地封闭，一般采取的是洞口止水法，常见的做法是事先预埋一个一定厚度的钢法兰，焊接螺栓并安装好橡胶垫圈后用钢板压紧。

5  结语

市政给排水管道施工過程中，对比传统开挖技术，顶管技术的优势明显。这样从根本上就遏制了城市乱挖沟槽的现象。同时，顶管施工过程中，具有较低的工程成本，能够带来较高的社会效益，而且不会对施工周围的环境造成影响，给施工地点造成较大的破坏，这项技术对城市给排水工程具有重大意义。

参考文献：

[1] 秦勇.市政道路市政给排水管道顶管法施工技术[J].科技与企业，2015（23）：130.

[2] 孟丽娜.市政给排水管道顶管施工技术探析[J].科技创新与应用，2016.