市政排水工程施工中顶管技术的应用

周奇

中铁十一局集团有限公司勘察设计院 湖北武汉 430000

城市中的市政排水工程，对城市发展而言具有非常重要的作用。因为该项工程实现了雨污水有组织的排放，所以要对市政排水施工加以重视，使城市的积水问题可以得到有效的解决。在市政排水工程进行具体的施工过程中，需要对各项施工技术加以分析，使其能够发挥出最大的作用，而其中非常重要的技术之一就是顶管技术。

1 顶管施工技术的基本概述

1.1 顶管技术的基本含义

顶管施工在市政排水的具体管道施工过程中，采用非开挖掘进式管道铺设的施工技术。顶管技术的应用，可以使地下管道在非开挖的基础上能够顺利完成管道敷设，这样在一定的程度上，就可以使市政排水工程的施工效率得到有效的提升。不仅如此，施工期间不对道路进行破坏性开挖，对道路的通行影响降到最低。在进行具体顶管技术施工过程中，首先需要做的是在垂直的地面上完成工作井的施工，然后使用高压液压千斤顶，将涂抹润滑介质的管道沿预先设计的路径顶入地下，挖掘出顶进的管道中泥土。顶管施工与明挖沟槽相比具有高效、保护环境的综合功能，首先，不会对既有道路路面进行破坏性挖掘，对道路的占用降到最低，对路面交通影响也降到最低。其次，顶管施工与明挖沟槽相比，挖掘土方量少，对环境影响较小，不需要对沟槽进行降水处理，若明挖沟槽较深，还节省了沟槽开挖支护的工作量。顶管技术施工的缺点是工程造价比明挖施工高。

1.2 顶管技术所具有的特点

顶管技术所具有的施工特点有：一是施工效率高；二是不需要对地面进行开挖，只需在顶管范围两端开挖工作井，顶管技术通常情况下只需要在地下完成相应的建设，而不会对道路路面进行破除；三是使环境得到最大程度上的保护。在传统的建设工程中，为了能够使质量得到保证，明挖就会对周边环境造成非常大的破坏。通过顶管技术的应用，可以在最大程度上避免对周边环境造成破坏，从而使经济效益和社会效益都得到明显的提高。所以在市政给排水工程中，对顶管技术的应用非常的普遍。

1.3 顶管技术的发展基本情况

虽然在市政排水工程中，顶管技术具有非常多的优点，但是在我国的城市排水工程应用却非常少，主要的原因是因为在实施该项技术是，所消耗的成本比明挖施工大，所以在实际应用的过程中，顶管技术由于本身所具有的局限性，还不能够得到广泛的应用。并且在目前的应用过程中，顶管施工的质量控制难度非常大。主要是由多方面的因素共同决定的，而其中最为重要的因素是施工人员在技术上还没有得到高度认知；另一方面是因为相关的专业性人才还处在非常稀缺的状态。目前，我国所应用到的高端顶管技术，大部分都是从国外引进的，所以我国现阶段的顶管技术的应用，与其它相对发达国家相比还有很大的进步空间。

2 市政排水施工中顶管技术的具体应用

2.1 施工前的准备工作

市政排水工程顶管施工过程中，需要做好各方面的前期准备工作，包括参与施工的人员以及施工中所需要应用的材料、机械设备。在顶管工作实施前应选择专业的施工人员进行施工，人员应进行专业技术培训，考核合格后方可施工。在工程施工前需要对所涉及的施工图纸进行图纸审查，图纸审查合格并进行技术交底后，使其在具体的施工过程中，能够与设计相符合[1]。施工过程中使用的材料和机械设备应准备充分，施工所需材料应该满足设计要求，施工工器具参数应该满足设计要求，经过专业校核后方可投入使用。在工程实施之前，要编制进度、质量和安全保护方案，在保证施工进度和质量的同时，可以尽量避免施工人员在施工中受到伤害[2-3]。

2.2 进出工作井施工

顶管施工在实施之前，需要对进出工作井做好相应的设计，进出井施工质量得到保证后，才能使管道的施工能够畅通的进行下去。工作井采用人工开挖施工，开挖前对施工范围内地下管线进行探测，探测深度至少应在设计井底以下2m范围，如有地下管线，需做好既有管线防护方案，并征得权属单位同意后方可实施。开挖前对顶管工作井工作范围进行场地平整，并有保证材料及土石方运输的通道。工作井开挖渣土采用桁吊铁桶上下垂直运输，桁架起重设备需经检测合格后方可投入使用，同时垂直运输土渣时，井下挖土人员应避开至一边，以免发生安全事故。每往下挖深1米，需安装井壁护板，浇筑井壁混凝土，完成上一级工作后，方可进行下一级井坑开挖。护壁采用C30钢筋混凝土，钢筋连接处采用绑扎或焊接处理。浇筑混凝土时加强振捣，确保混凝土与孔壁间连接密实。

工作井开挖遇地下水丰富区域，应做好防水降水工作。保证工作井内不积水，井较深时还应做好机械通风工作和有毒气体检测，确保施工人员安全。

2.3 顶管设备进洞、起吊以及施工过程监测

顶管机械利用千斤顶进行施工，管井挖出后应及时进行顶进作业，利用千斤顶出镐后在后背不动的情况下将管节推向前进。吊入管段，安装好顶铁，启动千斤顶，活塞伸出一个行程，将管节向前推进一定距离，千斤顶回缩，增加顶铁，重复上述操作，直至需要吊装下一节管子。卸下顶铁，下管并用钢套管连接砼管，在砼管接口处放一圈环形橡胶圈，保证接口缝隙和受力均匀，保证管道之间连接安全。如此循环至管道顶进至接收井。顶管应遵循先挖后顶，随挖随顶的原则，应连续作业，避免中途停止，造成阻力增大，增加顶管难度。如出现中途停止顶进时，需对管口进行临时封堵，防止管道中泥土进入工作井。顶进过程中随时监测管道顶进方向和高程，发现偏差应及时纠偏。

顶管施工过程中应加强监测监控，设置监测点时，应避开各种可能产生的影响因素。施工开始之前，按要求埋设沉降位移观测点并记录初始数据，顶进施工期间根据管道顶进情况进行实时监测。发现问题，特殊是关系到施工安全方面的问题，应及时停止施工并进行妥善处理。

3 结语

市政排水工程是城市的基础建设工程，对城市的发展有着重要作用。市政排水施工特别是老城区施工，常规明挖施工会造成路面反复破坏性开挖，形成拉链路，对人们的出行和生活产生很大的负面影响。顶管技术的应用，具有对道路路面破坏小的特点，在工程实施过程中有其优越性和适用条件。对顶管技术的分析和探讨，为实际顶管施工提供参考，具有积极意义。