简析顶管技术在污水管道施工中的应用

甄志军

摘要：随着社会建设的逐渐成熟，交通要道、城镇住宅、企业厂矿等不断增加和完善，城市地下也管网如线。污水管道作为市政工程的重要组成部分，关乎市容市貌、民生建设等方方面面，而顶管技术的便捷、环保等优点很好地切合了污水管道施工的技术要求。本文简要介绍了顶管技术的应用优势，以及顶管技术的施工方法，并分析了其在污水管道施工中的应用要点。

关键词：顶管技术;污水管道;施工要点

一、顶管技术的应用优势

随着政府以及社会对于城市文明建设、环境治理越来越重视，对地下工程建设尤其是污水管道施工的要求也越来越高。在这种情况下，顶管技术的应用优势就越发明显。

首先，顶管技术是采取由线到点的施工工艺，避免了以往的大开挖铺设地下管道的方式，且占地面积小，这就大大降低了对地面交通及生产生活产生的影响，还能优化施工环境，改善传统施工造成的粉尘、噪音污染大的情况，占地面积少，对地面施工的震动也较低，满足了环保的要求;其次，顶管技术能够到很深的地方进行管道的铺设作业，最大程度减小了市政工程的施工难度，保证工程施工进程，对现成建筑物与管线也不会造成影响，符合现代社会建设技术要求;再次，施工高效安全，能够安全地穿越河流、地面建筑等，提升工程整体建设质量，也能较好地实现社会效益。

二、顶管技术的施工方法

在污水管道施工过程中，顶管技术关系着工程的最终质量与效果。因而要了解顶管技术的施工方法，因地制宜地对污水管道进行科学施工。

（一）顶进方法

管道的具体顶进方法需要根据污水管道工程的实际情况和具体要求来考量，施工场地的客观条件是主要考虑要素，再结合施工进度、地质状况、水利条件等，科学规划和把控顶进井的方位，利用施工设备并采用主干顶油缸结合顶进力的方式，达到顶管破开土层并保证井内吊装设备的稳定性。顶管顶进时，要判断工地是否是软性地基，要规避潮性、砂性土或者黏性、松性泥土地域与地下水，在软性地基内要采用网格式方案，防止地面塌陷和破坏地下水质，确保地基的平衡性和施工安全。

（二）设置顶管井

管井的设置基础是钢筋砼与碎石。施工工地地形与条件决定了顶管井的设置方式，比如，土质过硬的话不易操作，还可能造成施工环境不稳定，这时候需要用方木设计，并支设支架作为保护和支撑，提升顶管井的稳定性与安全性。同时，要根据建设地的坡度，对管控管线的位置、导轨和顶管的位置等进行严格的确认，大的误差不但会影响施工的进度和工程质量，严重时还可能导致地基损坏造成工程事故。

（三）管道的顶进操作

管道顶进施工一般在顶管井的布置后期。在操作过程中，施工人员需要提前开挖符合管道规格的坑道，一般为30到50厘米之间。管道挖掘需机械与人工相结合，可用千斤顶等机械相助。

（四）顶管的接口操作

接口工作一般运用电弧焊进行操作，对管段顶入部分进行焊接，再用麻丝油毡处理混凝土管接口。同时需要注意的是，在管道侧面要预留1到2厘米的间隙，管道与管道之间也需保RK8证顶进操作后仍然留有1.5厘米左右的空隙，防止热胀冷缩毁坏管道的同时，也可用于接口工作的后期优化。

（五）管道的压浆操作

压浆操作是为防止地面出现沉降而对管道形成压力损坏，需要在每节管道预设的压浆孔位置进行压浆，严密、细致、规范的操作流程才能保障顶管管道的安全性和使用的持久。

三、顶管技术在污水管道施工中的应用要点

（一）选择专业团队

顶管技术需要专业的操作方法和工艺流程，因此在污水管道施工过程中，必须选择具备熟练的顶管施工专业技术和有效实践经验的专业团队。专业的团队能制定科学合理的操作流程、可行性指导方案、具体施工计划等，有效保证工程质量和安全，并能根据市场需求和社会发展来调整顶管技术的，使其更符合环保和安全的要求。

（二）落实现场勘探工作

现场勘探是污水管道施工的前提和基础性工作，也是实践成效的重要保证。顶管技术尤其需要现场勘探，来了解施工地的地形地貌、土质结构、地下水位置以及地下管网的构成等等，这样才能为顶管管道布设位置、施工环境、人力机械运作情况的有效管控提供依据，才能保证施工规划符合实际。此外，还要对施工地面的建筑进行安全检查，最大程度保证顶管施工的有效有序进行。

（三）完善施工线路

施工线路是顶管技术的关键，也是前期工作中最重要的一环。线路设计直接关系着后期的施工和使用。科学合理的线路设计，能降低施工难度，提高施工的安全性，增加污水管道的使用期限，保证施工质量和社会效益。在确定管道的设计线路时，各方面的数据都要经过严格、精确的反复检验，杜绝出现任何误差。另外，钻孔要点的规范设计、管道的顶进和压浆操作、顶管的接口操作等，以及后续完善优化的流程都是施工单位需严格按照要求执行的项目部分，尤其是钻孔人员的技术专业性与后续扩展工作的全面性都需要严格把控，这钻孔效果与整体工程安全性的保障和关键。

（四）严控工艺材料

在污水管道施工中，顶管技术的运用必须要注重各种材料的选择，做好材料质量的把关，这也是施工稳定性和使用寿命的保障。除顶管的管材要严格按照要求进行筛选外，润滑材料、止水圈等工艺细节也要精益求精。一般选用粘土和膨润土等材料制成的浓度在5%-15%的泥浆液体作为润滑材料，使用量也有要求，需控制在≤100L/m³，且需使膨润土泥浆套随顶管机向前移动，形成连续的环状浆套。在不同的方位对浓度也有不同要求，出洞时要降低润滑材料的浓度，在离洞口约6m时就要改用清水，把泥水压力降到最低，防止由于正面土压力减小，过大的泥水压力造成对洞口土体的扰动。止水圈是用于止水密封，是由橡胶圈、压环、压板三个部分组成。安裝止水圈时，首先要打好膨胀螺丝，再将橡胶圈套在膨胀螺丝上，将压环压在橡胶圈上，最后将压板压在压环上，并上紧螺丝。橡胶圈的压紧程度可以通过压板的移动来控制。此外，还要注意几个控制参数的确定，如刀盘扭矩和顶进长度的计算、泥水舱压力值的计算等。

（五）掘进速度与进出洞控制

掘进的速度不是越快越好，而是要以保持开挖面土平衡为依据， 对排土量进行计算。而排土量的理论值由排泥管的流速以及断面面积得出。实际挖掘量可以由受控制的推进速度与顶管机断面面积确定。

进出洞是顶管技术最重要的工序之一。一般来说，顶管技术的进出洞工序都需要顶管机来进行。出洞是顶管机按设计高程及方向将顶管推出预留孔洞， 进入正常土层的过程;而进洞是顶管机在地层中完成某一区间的隧道施工后进入接收井的过程。在掘进过程中，顶管机进行进出洞操作时推进方向一旦出现偏差，就可能造成破坏土体平衡，从而引起地层移动或工地附近地面塌陷或隆起，因此，要制定量测值信息反馈及施工参数，来科学把控进出洞的方向及进度。

四、结语

顶管技术在施工过程中有着方便高效、环保性好的特点，在污水管道的应用中技术也较成熟，只要了解其施工方法，把握技术要点，就可取得较好的效果。科学合理运用顶管技术，就可在市政建设中显示出无可比拟的优势，实现城市建设的经济效益和社会效益的良好结合。

参考文献：

[1]吕广梁.浅析顶管施工技术在市政给排水工程中的应用[J].建筑工程技术与设计，2016（12）.

[2]赵辉.市政工程施工中顶管技术分析[J].住宅与房地产，2018（18）：274.