浅谈非开挖顶管施工技术在市政管网工程中的应用

孔祥璞

摘 要：非开挖顶管施工技术普遍应用于受周边环境影响而无法采用明挖法施工的市政雨污水管网中，现已成为城镇建设所关注的重点内容之一。由于城镇地下环境较复杂，经常存在浅层地下水、含砂层、暗洞、各种管线等不良地质条件，非开挖顶管施工技术的应用极大改善了因开挖难度大、环境复杂的市政管网工程。本文以S221石首市城区至桃花山段改扩建工程 （东岳山路—G234 段）配套工程为依托简要探讨非开挖顶管施工技术的基本工作原理和在市政管网工程中的具体应用实例及对相关的施工质量管理控制要点进行分析。

关键词：非开挖;顶管;工作原理;应用

1 引言

随着我国城镇化建设的飞速发展，许多原有的老旧雨污水管网已不能满足人们的生产生活需要，对现有城市管道网络的升级改造迫在眉睫。受制于当前环境条件的限制诸多管道施工都难以用常规方法进行全断面明开挖施工，而顶管施工技术在此工程中的应用能很好的解决因施工场地狭小、地质情况复杂等原因而无法大面积明开挖的城市管网工程。这一施工技术的应用能够显著降低施工对周边环境、建筑物及构筑物的影响，因此得到了广泛的应用，对此本文将针对非开挖顶管施工技术施工在市政管网工程中的应用开展简要讨论。

2 非开挖顶管施工技术的优点及工作原理

市政管网工程中的非开挖顶管施工是一种土方开挖量较少并对周边地面既有建筑物影响小，能够穿越公路、铁路、地下各种管线等障碍物的一种暗挖式施工技术，特别适用于存在浅层地下水、暗洞、各种管线等不良地质条件不利于大开挖施工的软弱土层。

顶管施工首先要对工作井、接收井、检查井的定位应准确。顶管顶进施工前，应对施工完成的工作井、接收井及检查井井位重新校验以保证管道按设计轴线埋设，掘进机能从工作井顶出后，准确的通过检查井到接收工作坑。顶管施工最主要工作在顶进入土这一施工环节，施工过程中应注意最大顶力和轴向位置的控制。利用掘进机等机械设备将事先安放在工作井中的管节，通过传力顶铁和导向轨道利用液压千斤顶将管节压入土层中，同时挖除并运走管正面的泥土，一节管道顶入土层后再接下一节管节，注意相邻管节之间的接缝处理，防止出现渗漏问题，直至准确到达接收工作坑。将到达接受井的掘进机等设备用起重机具吊起运走后将工作井、接收井进行回填处理。

3 顶管施工技术在市政管网工程中的应用

3.1 顶管管材及参数选择

在市政管网工程建设中经常涉及到的管节材料为钢筋混凝土管、球墨铸铁管、灰口铸铁管、钢管等，在上述材料中，灰口铸铁管抗拉强度应不低于140MPa，抗弯强度应不低于380MPa，屈服极限在110—160MPa的范围。球墨铸铁管子的抗拉强度应该不低于420MPa，抗弯强度不低于420MPa，屈服极限不低于300MPa，管材硬度在230以下。钢管管材的抗拉强度应该不低于410MPa，抗弯强度也应该在410MPa以上，屈服极限不低于300MPa，硬度不高于140。总体来看，球墨铸铁管对抗弯性的要求较高，因为这一类管材在生产过程中需要经过多重工序，进而使其形成良好的抗拉性能，而且在长期使用中不會受到明显的腐蚀。所以，在市政管网工程的顶管施工中，施工人员应优先选择这一类管材，将其作为整个管网的基础性材料。

在确定顶管直径时，技术人员需要对施工环境进行深入考察，既要了解施工区域地质情况同时也要满足其功能性要求，进而确定顶管的直径。在调查分析中，需要对顶进管的承受荷载进行充分考虑，然后以此为参考来明确管径。在顶进管长度的选择中，需要考虑到顶进管长度对顶进效益造成的显著影响，所以，在市政管网工程中，应尽量采用直线顶进的方法，以此来确保施工成本效果。

3.2 顶管工艺的实施

施工人员需要对市政管网工程中地下管线的设置情况有一个详细全面的了解，并明确导向孔的准确位置，而且需要借助探测棒对导向孔内请进行探测，然后将顶管推入，之后需要进行拉扩孔，这一阶段的施工需要借助钻机进行。

3.3 设置工作井

在顶管施工中，可以根据井的差异将施工内容分为两个层面，一是顶管机头安装、出坑顶进井，二是是机头进坑、拆卸接收井。在具体是施工过程中，施工人员需要根据设计管的位置对地下管线的位置予以明确，以此减少施工活动对周围建筑设施的不利影响，根据附近建筑设施的分布情况，确定最小平面半径，然后选择相应的工作井。在选择工作井时，如果确定了使用沉井模式，那么在实际控制时需要以实际工作井深度的1.5倍为标准。

3.4 顶管进出洞处理

顶管进出洞的处理中，需要将工具管放置于距离孔1.1米的位置做好地轨的安装。施工人员需要对掘进机位置进行准确校正，然后将其顶出。

4 完善施工管理工作

顶管施工技术在市政管网工程中的应用中，为了充分发挥顶管施工技术的应用效果，施工单位有必要做好相应的施工管理工作，具体包括以下几方面的内容：

第一，建立完善的施工管理制度。针对即将开展的顶管施工工作，施工单位首先要能够以制度的形式对施工流程以及每一环节的施工内容予以明确，进而对施工人员的施工活动进行有效约束，减少施工人员在施工工作中的不规范性，这对于整个施工工作的推进有着重要的促进作用。其次，在施工管理制度中融合责任制，通过制度的形式对每一环节的施工责任进行明确分配，并确立相关责任人，在责任制的约束下，促使施工人员能够认清自身的责任，并全力以赴投入到施工工作中，一旦出现施工失误，则要对相关责任人进行责任追究，而且，在责任制的作用下，针对那些因自身懈怠而耽误工期或引发不必要工程投入的人员，则依规进行惩处，通过这种方式，促使施工人员能够树立起高度的责任心，并高效参与到施工实践中。

第二，进一步完善施工规划设计工作。首先，要科学制定施工方案。在方案制定过程中，需要对此次管网工程项目顶管施工内容进行全面梳理，然后从宏观层面确立施工步骤，然后根据每一环节的施工内容及相关要求对相应的施工方法予以明确。为了确保所涉及方案的合理性，则可以事先制定多套施工方案，然后结合本次市政管网工程项目的实际要求对每一个方案进行综合评估，然后从中选出最为恰当的施工方案，进而为具体施工工作的开展提供科学的指导。其次，进行技术经济分析。对于施工单位而言，其参与市政管网工程项目建设的主要目的就是获取经济效益，因此，要能够安排专门的技术及经济管理人员对照顶管施工方案内容对各个环节的施工内容及其方法应用进行审核，针对不合理的施工环节、施工人员分配以及施工原料的使用予以剔除，进而确保整个项目的经济效益。

第三，做好施工监理工作。在施工监理中，要能够不断提升监理工作与施工的配合效果，在顶管施工技术的具体应用过程中，通过对每一施工环节的监理，及时了解施工技术运用中存在的不足之处，并在第一时间进行反馈，然后使施工技术应用不合理的环节得到及时的改进，进而确保施工技术的应用效果。而且要加强施工进度的监理。施工进度监理的主要目的在于缩短市政管网工程项目的施工时间，提升整体施工效率。对于监理工作者而言，要能够在监理工作中全面查找耽误工期的影响因素，然后进行及时反馈，促使施工人员能够在认识到相关问题后及时改进，进而保障施工进度。

第四，做好施工物料管理。在顶管施工中，还要做好施工物料管理，针对所购置的施工物料要进行专门的保存，尤其是管材的保存，所保存的空间应该干燥通风，而且温度较低，针对放置于施工现场的物料在每次施工结束后要进行遮盖处理，通过这种方式，能够有效防范施工物料变质，进而保障施工质量。

第五，做好施工人员的技术培训工作。在市政工程顶管施工中，每次施工之前都需要对参与此次施工的人员进行技术培训，通过培训，促使施工人员对本次施工所使用到的技术内容有一个全面的了解，针对存在施工难度的环节进行共同探讨，还可以通过现场模拟的方式来确定特定环节的最佳施工方式。针对施工技术培训工作的开展，要设立完善的施工流程，由浅入深开展相应的培训工作，促使施工人员在全面掌握施工技术的同时，高效参与到施工实践中。

5 结语

综上所述，非开挖顶管施工技术在市政管网工程中的应用，是市政工程项目建设的重要内容之一，为此，施工人员要能够在明确顶管施工技术原理的基础上从多个层面入手完善相应的施工工作，进而确保整体施工质量。

参考文献：

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