顶管施工工艺在市政工程中的应用探究

张科飞 余兴龙

摘 要： 本文首先论述了顶管工程的特点以及适用范围，紧接着论述了当前长距离顶管施工中现存的主要技术问题，最后结合市政具体工程，对顶管施 工技术的应用进行了更深层次的剖析，旨在为顶管施工工艺的应用提提供具有参考價值的建议。

关键词： 顶管施工工艺;市政工程;应用

【中图分类号】TU99 【文献标识码】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.27.138

1 顶管施工特点分析

所谓“顶管施工法”，主要是指非开挖管道敷设技术，特点总结起来，主要包括以下几个方面的内容。一是减少开挖层级的次数;二是通过地下障碍物具有优势;三是相比挖掘土层敷设，在资金与时间方面，均有着明显缩短效果;四是顶管工程措施的实施，有助于减少工程施工噪音、缓解 粉尘的污染等，有助于减少对工程周边环境的影响;五是降低了对道路的 破坏程度。综上可见，顶管施工技术作为一项十分具有优势的施工技术， 也正是上述优势的存在，使得顶管施工技术在市政工程建设中得到了广泛 的应用。顶管施工技术在市政工程中的具体应用，有着以下几个方面的积极作用，首先，作业面积大幅度减少，由线转变为点，相应的干扰面积减少;其次作业活动不受工程进度的影响，同时施工对交通、环境等所造成 的破坏程度较低，对原管线以及基础设施的正常使用不产生任何影响;最后，能够顺利平稳通过铁路、水路以及房屋等，有效降低施工成本図。然而美中不足的是，该项技术的实施，对工程技术人员的专业知识技能具有着较高的要求，需要专业的施工技术与水文数据信息。

2 长距离顶管施工中存在的诸多不足之处分析

（1）顶力不足。导管的顶力并不是一层不变的，而是随着施工进程的 加大，不断发生相应的变化。但是由于受到敷设管线质量的影响，造成顶 力无法一直提升，从而需要在顶管工程施工中，采用通用手段，即混凝土 水浆降低阻力。简单来说，在作业过程中，借助设备管线与混凝土导线的 预备空洞，在管道外，强制施加压力，将减阻泥浆注入管道内，同时在线 路外层需要构建一种泥浆套，主要作用是减少管节层级与地底岩石间的接 触面，以此有效降低作业的顶力。中继接力方案，主要是将较长的顶管 进行分为数节，之后在数截管道之间构建中继环分节抵抗顶进力。值得注意的是在顶管工程完成之后，作业人员需要切除中继环套以及油缸等，在 恢复线路路径的基础上，做好管道封闭工作。

（2）推力不足。长距离顶管工程需要承受后座推力不足的影响，通常 情况下，顶管施工层后座所能承受的最大压强，主要以顶管所能抵抗的最 大推力作为评价标准。然而，在一些特殊情况下，油缸的爆发强度并不是平稳作用在后座上，而是随机选择作用点，从而导致后座抵御推力的能力 较低。因此，在实际作业中，为有效提高后座抵抗推力能力，可以最大 限度增加作业坑的深度，同时后座墙的深度也需要随之增加。

（3）顶进方向受限。顶管作业的管线可能是直线，也可能是曲线，但 是在顶进作业中，管道均需要严格按照规划顶进。一旦出现顶进距离受限 情况，将会造成管线顶进方向失偏，强度大幅度增加，从而使得后续作业 难度进一步加大，严重的情况下，后续作业将无法持续进行。因此，在 实际作业中，有必要应用一种可以精准监控导管顶进方向的疏导设备，并 且需要进行反复核算，加强导线的校对，以此确保导向不会出现方向偏差。

3 顶管施工工艺在市政工程中的具体应用分析

3.1 工程概况

本工程属于污水截流工程，原规划为主排水管道通向污水处理厂，待处理达标之后排放，但是受限于鱼化区域开发较为缓慢，周边道路网尚未建设完成，同时新型工业园区建设完成，污水排放问题亟需解决。结合当前污水排放实际情况，经规划局研究决定，污水截流管道将引至污水处理 厂。鉴于管线通过的路段，道路基本建设完成，故管道釆用机械顶管法作 业方式，所采用的管道直径设置为50厘米，从东往西辐敷设，沿途不收集 用户污水，管线全长3060米。为避免原先设计的污水、天然气以及给水管 道等，故设计埋深为7.5米到9.1米。鉴于埋深够深，管道施工时也需要进 行必要的排水作业。

3.2 顶管施工工艺的具体应用

（1）穿墙。顶管施工工艺中重要过程之一是穿墙，具体包括调试钻管、 闷管、设备输出孔外、止水操作等。当中穿墙后设备设施的深度与线路的方向具有着密切关系，通常情况下，设备设施的深度决定了线路的方向， 同时对线路敷设进程具有一定的影响。因此，在穿墙之前，应该在墙管内 提前注入强度较高的黄色泥土，主要作用是避免地下水与石块进入作业井， 当中。在实际操作当中，一旦掀起闷板之后，需要在短时间内放入装置管， 同时需要配备相应的防水设施，避免穿墙管长时间处于间断中，引起管道 破损。

（2）纠偏与导向。顶管顶进过程中，之所以出现管道偏斜问题。是因 为顶力不平衡。因此，在顶进过程中，通过加强顶进技术的监控，有助于解决顶力不稳定问题，一定程度上，固定了管线。另外，在顶进时，还需要注重监控预算体系的敷设，主要地点有管道中心线、工作井、作业面积 以及地下部分建筑物。同时为了避免监控体系的损坏，通常会设置相应的保护措施。

（3）部分气压稳定。顶管设备在软土地层顶进时，由于正面挤压力不 足，将会无法缓解坍塌的压力，这样势必会造成地面下沉，从而对管道出 现严重的损坏。针对这一问题，在顶进过程中，通常会采取充气压稳定方 法，局部气压的高低，通常由地面实际状态进行确定，测定标准为土层塌 陷现象。

（4）触变泥浆减阻。在顶管作业时，无法避免一些长距离顶管作业。 为有效减少管壁四周所承受的压力，可以在管壁外压注触变泥浆，形成一 定厚度的泥浆套，顶管在泥套中顶进，以此有效减少阻力。触变泥浆的配 成，主要是膨润土与水按照1比8的比例配制而成。泥浆搅拌完成之后， 需要存放在储浆箱当中，待使用时，直接通过注浆机经管道输送至混凝土 注浆机当中，注入土体形成泥浆套。

（5）其他技术措施。顶管施工过程中，还需要做好相关准备工作，例 如全面勘察施工区域管线分布情况，并加以有效措施，确保原管线不被破 坏，以此保障通信、电力、给水以及煤气等管线的安全运营。

参考文献

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[3] 马丽丽.顶管施工技术在市政工程中的应用[J].山西建筑，2017， 43 （31）： 86-87.