市政给排水施工中的非开挖顶管施工技术分析

陈云新

摘    要：随着我国经济社会的不断发展，市政基础工程的建设越来越重要，而且难度也越来越大。给排水施工是民生工作中非常重要的一部分，也关系着人们的生产生活。在这样的背景下，传统的市政给排水施工方式方法逐渐不能完全适应时代建设的需求。随着城市建设的深入新的给排水施工技术也不断升级，其中非开挖顶管施工技术在实践中取得较好应用效果。本文笔者主要探讨非开挖顶管施工技术在实际施工中的应用，并对该施工技术进行分析。

关键词：市政工程;给排水施工;非开挖顶管施工

1  引言

市政给排水工程指的是合理地为城市解决给水、排水，处理污水等问题。我国的城市给排水系统建设呈现出建设规模大、建设难度大等特点， 而传统的施工方式会在施工地进行大面积的开挖，在此条件下，无论是对日常的交通还是对人们的生产生活都会造成极大的影响。为有效解决这个问题，非开挖顶管施工技术也开始逐渐应用在市政给排水施工中。

2  应用非开挖顶管施工技术的优势

非开挖顶管施工技术指的是在不开挖或少开挖（仅开挖工作井和接收井）的情况下进行地下管道的铺设的一种施工技术。

为了保证施工的条件以及行人的安全，传统的给排水施工中大面积开挖的情况不得不在施工路段进行道路的隔离。这种方式在如今人口基数大，发展非常迅速的国内众多城市已经产生了非常多的弊端，交通拥堵、安全事故时有发生。同时，因为经常大范围的开挖，地表结构受到了严重破坏，给长久的运作带来了压力，而开挖过程中产生的大量灰尘、污水对周边的也造成了负面影响。而非开挖顶管施工技术在不开挖、少开挖、不拆迁、不破坏地面建筑、不隔断交通、不受气候和环境影响的情况下就能完成管道的铺设，还能减少施工时间、减少噪音和粉尘、减少道路的占用，还能实现穿越河流、地下管线、铁路等的铺设，并可以在很深的地下完成管道敷设，具有显著的经济效益和社会效益。

3  非挖顶管施工在市政给排水施工中的技术应用

伴随非开挖顶管施工技术的不断成熟，其在市政给排水施工中的运用范围越来越广。因此要准确把握非开挖顶管施工技术，利用该技术提高我们的施工能力。

3.1  施工准备

为了确保顶管施工安全顺利的进行，必须做好施工前的准备。首先，要做好顶进管的选择工作。目前主要的顶进管有钢管、钢筋混凝土管、玻璃纤维增强塑料夹砂管、球墨铸铁管。顶管施工的关键是顶进管，应确保顶进管的质量，确保顶管的选择符合实际施工的要求，且具备相应的安全性能及抗腐性。选择顶进管时应对供应商进行严格的资质审查和实体关键的质量检查、检验试验符合要求才能使用。通常此情况下，市政给排水工程的开挖顶管施工是需要与人工方式相配合的，因此，所采用的钢筋混凝土顶进管内径需要控制在 800mm 以上。其次，要做好顶管机的选择。在地下水位以上选择敞开类顶管机如机械式顶管机、挤压式顶管机、人工挖掘顶管机，在地下水位以下选择平衡类顶管机如土压平衡式顶管机、泥水平衡式顶管机、气压平衡式顶管机。在应用过程中应考虑施工土层特性在最大程度上保证施工安全和效率选择合适的顶管机械。根据顶进管允许顶力选择主顶油缸，计算机头迎面阻力、管道表面摩擦阻力、顶进贯入阻力、管材自重、管道上垂直水平侧压力等得到顶进总阻力，对比顶管允许顶力，确定是否需设置中继间。最后，要做好工作井接收井的施工，并做好工作井周围土体加固、安全防护、安全检测，确保工作井的安全稳定。在完成顶进管的选择后，施工工作人员还应该在工作井内安装好机头、千斤顶、顶铁、轨道、油泵、出泥设备、送风设备、后座、测量设备、排水设备、供电系统、起重设备、控制系统等，并进行调试验收确保设备系统安全可靠运行。只有如此，市政给排水工程非开挖顶管施工才可以逐渐展开。

3.2   施工过程

顶管施工过程如下：工作井接收井施工——顶进设备系统安装调试——顶管穿墙出洞——正常顶进——顶管进洞到达接收井——设备转移工作井接收井处置。首先，頂管施工时，先采用井下等方式做测试放样，明确施工的具体地点及实施方式，标出安全高度。然后通过井上井下的相互合作将顶管机、千斤顶、轨道等设备，待安装完毕后检查设备的运行状态，各方面都有准备完毕后再结合实际情况按照规划开展施工。顶管施工最为重要的环节为下井和出洞，在确保了施工环境的安全及稳定后，通过起吊设备将所需的顶管机安装到相应位置进行施工，在顶管出洞前也要确保墙体具有了较高的强度并且已经能够对洞口外水土压力有利很强的抵抗作用。

此外，在出口的地方放了顶管机后，可以针对出洞进行切割与封堵。需要注意的是，打开洞口的时候，需要对土体进行加固，增强其稳定性。其次，顶管机的进洞、起吊和转移都必须建立在清晰来掌握了洞口所处位置的实际情况、地质条件以及水的流动情况，并将这些条件如果发生变动后的应急措施考虑到，确保施工安全了，再安排施工人员拆除接触机头与管道之间的连接。在完成顶管机的转移后，洞口的彻底清理工作必须及时进行，止水设备也会在这个阶段进行安装并使其发挥作用。通常情况下，洞口封闭采用的是混凝土浇灌的方式。

3.3  常用的市政给排水施工中顶管技术

3.3.1 顶管穿墙技术

顶管穿墙技术指在实现把穿墙闷板和相应工具管顶到井外后，在合适的位置及时安装穿墙止水设备。总的来说是将经夯实的黄粘土以及低强度的水泥粘土填到穿墙管里后，通过顶进使管里的填充物堵住工具管与穿墙管间的缝隙堵住，进而实现止水。随后结合实际情况进行穿墙管外侧注浆固结，再行穿墙，这个过程中间产生的问题必须及时处理。最后，正式开启闷板后，需要将工具管的推进以及止水做到非常好的协调，此过程需要注意的是止水板环必须有非常良好的拉伸率以及耐磨性，并借助管道将其顶进至原已安装完毕的橡胶板，最终完成止水的任务。

3.3.2  进洞施工技术

进洞施工是指工具头顶进至接收井前3倍管径范围内为进洞段施工。到达这一区段时应对顶进轴线、里程进行复测，评估和调整工具头姿态，减慢顶进速度，变换压浆位置确保顺利进洞。此后，确定顶管机到了距封门一定距离时，拆除封门，立即顶进，确保施工的连贯性以及工作效率。待工具头进洞后停止顶进，立即做好洞圈封堵止水堵漏及填充穿墙管与关节之间的间隙，避免渗漏水引起沉降过大影响地面建筑物及管线安全。在这个过程中，需要注意的是管节后退的问题。它的出现会引起顶管机在推进过程中方向失控的情形，影响施工的顺利进行。

3.3.3  注浆减阻技术

注浆减阻技术是一项常用于长距离、大管径顶管施工中，主要通过压注触变泥浆填充管道周围的空隙，形成一道泥浆保护套，支撑地层，减少压力，减少地面沉降情况的发生率，实现减弱顶进阻力的目的。在实际施工中，要根据不同土层性质选用不同配方、不同粘稠度的泥浆，要对顶管机头尾部压浆，与顶进工作步伐一致，对压浆情况实时跟进，及时补浆，以此弥补顶进中泥浆的损失。非开挖顶管施工中，注浆减阻工作对施工的质量具有较大的实际影响。因此，合理调整灌注浆中润滑泥浆的配比是非常重要的工作。一方面，控制注浆孔布置的科学合理，另一方面在施工中认真落实注浆减阻施工工艺。只有如此，非开挖顶管施工在市政给排水工程施工中才能真正发挥其应有的作用。

3.3.4  顶管测量与偏差校正技术

顶管测量工作一直贯穿顶管工作的始终，包括顶管中线桩测设、工作坑内高程控制、导轨安装测量、顶进中管道中线及高程测量。尤其以顶进中管道中线及高程测量频次高重要性突出，首节顶进每200mm～300mm测一次，正常顶进每0.5m～1.0m测一次，校正时每顶进一镐测一次。由此在校正中测量的紧密配合尤为重要。顶管校正技术一般是在顶管工作中由于土层性质、顶进力度、管道连接方式等因素的影响下导致顶管中线出现偏离20mm后不得不实施的偏差纠正。偏差纠正的一般方法有挖土校正法、强制校正法、工具管校正法、主压千斤顶校正法等。在合理选定第一节的长度并确保第一节的管材质量及第一节顶进精确顶进后的主顶段中要勤顶勤测勤纠、尽量小角度纠、动态及时纠。在处理时，必须对发生异常的顶管中线进行实时测量以及定位，进行密切关注，对于偏差及时进行校验调整，将误差控制在50mm 以内，保障管线敷设质量，保证施工的安全有效。

4  结束语

本文對市政给排水工程的非开挖顶管技术进行了详细具体的一般性阐述。在实际施工中除应遵循的一般性原则为更应根据施工项目的具体情况具体问题作具体分析，以确保顶管施工技术的合理运用，以此提升施工质量提高施工效率，为城市建设发挥积极的作用。

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