顶管技术在市政给排水施工中的应用研究

摘 要：现代城市规模的发展扩大，给排水施工已成为现阶段市政工程施工中的一项主要构成内容，而顶管技术作为市政给排水施工中的重要施工技术类型，可在较少施工场地需求及较低施工影响基础上完成地下深入作业，优势显著，但在现阶段的顶管技术实际应用推广中则仍存在较多局限，限制此类技术的实际应用及发展。文章将对顶管技术概念及市政给排水施工应用现状相关研究文献进行分析，以期为此类技术在市政排水工程施工的有效应用提供基础。

关键词：顶管技术;市政工程;给排水施工;应用

一、 引言

现代化城市规模的不断扩大，积极促进了我国建筑行业的快速发展，其中市政建筑工程作为实现我国城市布局基础功能的主要建筑内容，对于居民在城市中的生活便利性具有重要影响。给排水作为居民生活便利性的一类重要影响内容，负担着居民生活用水供给及生活污水排放的重要功能，且对于城市基础建设职能的实现意义显著，而社会发展对居民生活模式的改变，促使各类施工建筑技术开始向绿色化、降噪化方向发展，故顶管技术的出现则在符合施工技术现代化发展要求基础上，为市政给排水工程施工提供了新的技术选择。

二、 顶管施工技术概述

顶管施工技术是现阶段在管道铺设中所采用的一类新型管道施工技术，实际施工中无须挖开地面，即在地下作业环境中即可完成施工，且受其施工技术优势影响，无需对管道布局施工区域内地表及地下建筑、基础设施布局情况进行考量，可在地下作业后直接横穿，完成管道铺设施工内容。在顶管施工技术实际应用中，主顶油缸及管道为施工主要推力来源，其后将工具管及挖掘机经工作井推至接收井后吊起，并在工作井及接收井之间利用机械设备进行地下挖掘作业，完成管道铺设。

三、 顶管施工优势体现

收顶管施工中地下作业技术特点影响，其在实际施工中主要具有如下优势。

（一）施工成本低

在顶管施工中地下作业为主要施工类型，故无需对地表原有建筑施工造成大范围破坏，可直接穿越地下原有管线进行管道布局施工，施工难度相对较低，可实现对施工成本及施工周期的有效管控，且安全性较高，不易受恶劣天气变化影响，施工稳定程度较高。

（二）环境污染小

在传统管道布局施工中，需挖开地面后进行施工作业，故在具体施工前需结合施工范围内地表建筑、绿化覆盖等情况对实际施工环境进行综合评估，以便于选取适宜施工技术进行施工，且受不同施工环境内水文地质环境影响，存在较多施工局限及环境破坏，对地表建筑地基稳定性造成一定破坏。在顶管施工中，地下作业施工优势，大大减少了地表建筑及水文地质环境限制，对地表绿化覆盖面积破坏较小，故环境破坏较小，且地下作业的实施有效减少了对施工范围内的噪声污染。

（三）施工限制较少

在地下管道铺设布局实际作业中，管道布局多集中在城市繁华路段及居民区范围，故采用传统施工方法在挖开地面后进行施工，可在一定程度上加剧繁华路段交通压力，增加居民区生活不便，负面影响较大，且在部分极端气候变化高发区域内，可受气候变化延长施工周期，导致上述问题加剧。在顶管施工中，地下作业的实施则有效减少了对地表路面的破坏，可在不影响城市交通运输、居民生活便利基础上正常施工，且地下作业受恶劣气候变化影响较低，故在实际施工中各类限制性因素较少，可在规定时间内顺利完成施工。

四、 顶管施工技术环节概述

顶管施工环节主要分为施工准备—测量—穿越路线制定—设备准备—地下施工—管道焊接、牵引—管道试压冲洗—土方回填—施工验收如下环节，其中主要环节为如下类型。

（一）施工准备

施工准备是指在实际顶管施工前需在对施工范围内地质环境、地下水文条件、地表建筑分布及绿化分布、地下管道布局、地下建筑分布等进行有效勘察后，制定完善施工计划后，按需选取地下作业设备，并完成地上及地下施工布置后，确保顶管施工的有序开展。

（二）管道顶进施工

管道顶进施工为顶管施工中的关键性环节之一，需在合理选择工作坑位置后依据施工计划进行施工坡度及坑底修建、调节，完成上述工作后，需根据施工要求确定布局管道内径、坡度及顶进施工方向，其后在完成顶管前端坑道作业后，进行施工。施工期间如发现顶进困难、塌陷等施工问题时，需立即停止作业，明确原因后，调整顶进施工方案，二次作业。

（三）管道进出洞

在进行管道进出洞作业时，需要求工作井内径需大于铺设管道外径，便于管道的有效进出洞，且需在完成管道进出洞后对工作井周边空隙取止水材料进行填充封闭，管道进出洞操作前需对工作井空隙进行固化处理，避免实际施工中土层松动问题的出现，影响施工进度。

（四）管道注浆

管道注浆可有效降低工作井周边土方塌陷情况，重要性显著，故在管道注浆操作中应积极调整注浆压力稳定性及注浆用量，确保安全、有效注浆。

五、 顶管施工技术优化措施

（一）提升顶管井设置合理性

工作井及接收井是实现顶管施工有效作业的重要因素，且受不同类型顶管施工作业影响，在工作井建设中可选择圆形、矩形或正方形的单孔井或单排井水实现有效作业，且工作井主要采取钢筋混凝土结构以维持其稳固性，但在工作井施工及顶管作业施工中，机械设备为主要施工动力来源，故施工過程中或存在一定降低工作井结构稳固性诱因。故在工作井建设中多选择具有结构稳定性的矩形或圆形孔工作井。因此在顶管井布局设置中，需积极结合顶管施工规模及施工要求合理选取工作井规格及类型，其后对工作井及接收井间隔布局进行合理调整，确保各节段内工作井、接收井间隔距离一致，为顶管施工质量提供施工基础。

（二）依据顶管施工要求调整顶管长度选择

给排水施工实施环节中对于施工范围内地下水文地质环境具有一定破坏性，可对周边地表环境造成不良影响，故需在顶管施工中尽可能将管道布局施工路线控制在最短范围内，以减少对施工范围内地下水文地质环境的破坏，减少施工涉及范围。对此，在施工规划环节内，则需在实际施工中依据施工范围及规模合理选取顶管长度，确保顶管工作的正常实施及施工完成后管道布局正常给排水功能的实现。对此，在进行顶管长度选择时，需由施工技术人员对实际施工环境及市政给排水管道布局规模后，对细节性问题进行准确分析后，合理选取施工顶管长度，避免顶管长度不足或过长影响顶管的正常施工，以及施工完成后的管道功能性难以满足市政给排水需求情况。在进行顶管施工管道内径选择时，需依据不同城市规模下的给排水需求进行调整，保障管道给排水性能的有效实现。

（三）明确顶管技术施工程序

明确的顶管施工技术程度对于顶管施工进度及质量的把控具有积极影响。对此，则需在实际施工中严格依据穿墙作业、顶管出洞的程度要求进行作业。在穿墙作业期间需注意对穿孔部位的有效加固、填充，提升管道作业稳固性;在顶管作业期间需加强对顶管支撑角度的掌控，并及时通过注浆作业减少顶管阻力，顺利实现作业。

六、 结语

顶管施工作为当前有效提升市政给排水施工质量及效率的一项重要解决措施，对于此类作业未来发展前景具有积极影响，故需在有效了解顶管施工技术特点基础上，实现对此类施工技术的有效利用。

作者简介：陈瞧峰，南京顺宇市政工程有限公司。