市政给排水工程长距离顶管施工技术的应用

宋晓利

【摘 要】市政给排水施工中，为了满足城市交通流量需求和减小对地面建筑物及周边环境的影响，需要使用长距离顶管施工技术，采用非开挖的方式进行顶进施工，以提高施工效率和质量。由于整个施工过程均在地下区域进行，施工技术要求较高、难度较大，施工作业环境较恶劣，需要合理运用具体的施工技术，确保市政给排水工程顶管施工的顺利进行。

【关键词】市政给排水;长距离;顶管施工

1 长距离顶管施工技术简介

长距离顶管施工技术可以在不开挖施工的情况下穿越铁路、道路、建筑物等各种障碍物，利用液压顶进工作站从顶进工作坑将待铺设的管道顶入，从而在顶管机之后直接铺设管道的非开挖地下管道施工技术。长距离顶管施工适用于各种土层，施工精度较高，一般小于±50mm，施工距离为1000m以上，适用的管道直径为300mm～4000mm。

2 长距离顶管施工工艺流程及优点

2.1 长距离顶管施工工艺流程

开工前的各项施工技术准备→地下管线的测量定位、放线→工作井、接收井的施工→顶管机、液压千斤顶、照明通风系统等设备安装→全套设备的调试→顶管始发→下放管节、接管→正常顶进、测量→管道排泥及废泥浆外运→顶管接收→下一段顶管施工→管道贯通→闭水试验→竣工验收、清场。

2.2 长距离顶管施工技术的优点

2.2.1 工程影响方面

由于给排水工程顶管施工一般在地下区域进行，对城市路面交通及地表影响较小，且整个施工过程中产生的噪声也比较小，不会对周边建筑物及环境带来不利影响，有利于现场的安全文明施工及环境保护。

2.2.2 施工进度方面

相较于其他施工技术，长距离顶管施工技术在开工前不需要提前开挖地面，且施工过程中风雨雪雹等恶劣天气对施工进度影响较小，由于施工过程主要在地下所建的工作井中，不会因恶劣的天气因素而被迫停工，有利于缩短工期，降低工程造价，确保施工单位的施工进度。

2.2.3 管线设施方面

随着城市基础设施的不断完善，导致城市地下管线规格及数量较多、结构较复杂。利用顶管施工技术，不需要开挖地面，在顶管施工过程中，管道在地下可以曲线的方式穿行，便于绕开地下已存在的管线或障碍物，在整个顶管施工过程中对地下管线设施影响较小。

2.2.4 周边环境方面

由于顶管施工对地表的开挖面积较小，可以对管道的走向进行灵活控制，对工程周围环境影响也比较小，且工程竣工验收后周边环境恢复快，不需要重新进行绿化，对地面植被以及绿地设施的影响基本可以忽略不计，有效地节约了资金成本，提升了环境质量。

3 长距离顶管技术施工难点分析

3.1 管道材质及长度的选择

顶管的材质应根据管道用途、管材特性及现场的具体情况确定，一般使用的管材类型有钢管、钢筋混凝土管、球墨铸铁管等。市政给排水工程顶管施工中，由于千斤顶提供的推力较大，且管道内流淌的多是生活用水或生活废水，对管片腐蚀性较大，因此选用强度高且抗腐蚀性较好的钢筋混凝土管可以长期使用而不漏水，有利于保证工程进度和质量。另外，管道长度要根据管线弯曲弧度进行选择，若管线弯曲弧度小且较长、较缓和的地段，顶管长度不宜过短;若管线弯曲弧度大且较短的地段，顶管长度不宜过长。

3.2 顶管机的选型

市政给排水工程顶管施工应根据工程地质及水文情况、地下水位、施工技术要求等，在保证施工质量及安全的前提下，合理选用顶管机型。地下水位以上的稳定地层顶管可采用敞开式顶管机或土压平衡式顶管机;在不稳定地层和地下水位以下的顶管可根据地层条件采用土压平衡式顶管机或泥水平衡式顶管机;在卵砾石及地下水发育的破碎岩石中顶进施工员时，宜采用泥水平衡式顶管机。

3.3 工作坑的施工

市政给排水工程顶管施工时，工作坑主要采用现场浇筑的方式，其形状一般有矩形、圆形、多边形等，其中最常见的为矩形工作坑。矩形工作坑的长边与短边之比一般为3：2，一般用于直线顶管或两段交角接近1800的折线顶管的施工。

若两段交角较小或在一个工作坑中需要向几个不同方向顶进时，且工作坑深度较大时，一般采用圆形工作坑，并采用沉井法施工。施工过程中为了加强工作坑的刚性与稳定性，一般在工作坑周围设置支撑物对其进行支撑;也可采用水泥搅拌桩或在坑内打入钢板制成围墙。

4 长距离顶管技术在给排水施工中的应用

4.1 顶进施工中测量与纠偏技术

顶进施工过程中，首先需要对给排水管道的中心线及高程控制点进行测量，一般在顶管工作坑的两侧设置中心线，其高度与管件线路应保持一致。为了使顶进轴线和设计轴线保持一致，在顶进过程中，通常每顶进一节管节测量一次，在进出洞及纠偏时，测量次数需适量增加。为了保证测量的精度，还应经常对测量控制点进行复测。在施工过程中，施工操作人员应及时了解纠偏的方向，并根据测量报表绘制出管道顶进轴线控制图，便于跟踪掌握顶进轴线的偏差状况并进行动态调整。顶进轴线和设计轴线经常容易发生偏差，纠偏的方法可以采取调节纠偏千斤顶的伸缩量，逐渐较小偏差值，最终使顶进轴线与设计轴线调整到一致的位置。纠偏时应当按照“勤测、勤纠、缓纠”的原则，严禁剧烈纠偏，否则会对管节和顶进施工造成不利影响。若实际偏差值为10mm～20mm，可采用挖土校正法。若实际偏差值大于20mm，则采用顶木或千斤顶校正。

4.2 洞口土体加固技术

洞口土体加固技术一般有注浆技术、深层搅拌桩技术、高压旋喷技术和冻结技术等，加固时须考虑土的摩擦角、渗透系数、渗水量和标准贯入度等参数。若土质较软，在顶进施工中须对整个断面进行加固;若土质不是很软，可在管道两侧和頂部一定长度及宽度范围内进行土体加固，避免顶管在进出洞过程中发生坍土现象;若土质较硬、较好，且开挖面上的土体有自立性和温度性，也可以不对土体进行加固。

4.3 注浆减阻技术

注浆减阻技术就是在顶管施工过程中，通过在管道和地层之间的环状间隙中注入润滑减阻浆液，形成泥浆保护套，以达到湿润管壁、减小管道顶进施工中的摩擦阻力的效果。

长距离顶管施工线路长，为了保持全程注浆压力的稳定性，一般每间隔400m须增设压浆泵以增大注浆压力。长距离顶管的布浆与补浆应分别设独立的注浆系统，布浆宜使用低压力、大流量的注浆泵;补浆可使用高压力、小流量的注浆泵。在注浆过程中，应经常检测注浆压力、浆液的黏度和用量，并尽可能使浆液在管道外壁分布均匀。管道顶进过程中，注浆应和顶进同步进行，遵循同步注浆与补浆相结合，先注后顶、随顶随注、及时补浆的原则，使管壁外围形成泥浆润滑套，充分发挥减阻和支撑作用，并且顶进中不允许中断注浆，若因故中断注浆，须先停止顶管再停止注浆。

5结束语

总而言之，在市政给排水工程施工中，长距离顶管施工技术具有施工过程中对地表干扰小、对城市交通及周边环境影响小、施工精度高、速度快且施工成本较低等显著优势，是市政给排水工程施工的常用施工方法。市政给排水工程施工中应用长距离顶管施工技术，不但可以提高施工效率和质量，而且还可以降低施工过程中对交通和环境的影响，具有较好的经济效益、环境效益和社会效益。

参考文献：

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