市政工程建设中顶管工程技术的应用

2020-11-27黄旭成仙保东

建材发展导向 2020年11期

黄旭成仙保东

（济南城建集团有限公司，山东济南 250000）

1 顶管施工技术概述

顶管施工技术以非开挖的方式完成地下管道埋设的施工方式。施工过程中依靠主顶油缸、管道间及中继间等的推力，把工具管从工作井内穿过障碍物直至推进到接收井后吊起，随之把工具管后的管道敷设在两井之间，从而实现非开挖方式完成敷设地下管道。主要适用于管径为600～4000mm的管道，因其具有文明环保、施工文明、造价合理等，在穿越湖泊、涵洞、道路等管道工程中得到了广泛应用。

2 顶管施工技术原理

顶管施工技术是现代一种全新的施工技术，主要作用于市政道路排水工程的施工过程中，其优势是无需开挖管道，因此被称为非挖掘式管道排水建设工程。其最大特点是管道内壁相对较光滑，可推进施工速度，所以有利于提高管道。一般状况下不会发生意外，也不会对生态环境产生消极影响。可即便如此，顶管施工技术依然存有部分问题。相比于其他施工技术，顶管施工技术不仅工作周期较长，建设成本也较高。现今，顶管施工技术凭借其施工方法与处理技艺比较安全且相对缜密，所以成为一种发展得比较好的施工技术。

3 市政工程中管道工程建设存在的问题

施工过程中管材允许的弯曲半径有限如果在施工过程中出现管道填埋深度不够或者弯曲管材弯曲程度过大等问题，就可能对市政工程的进行造成一定的影响，很可能影响居民的生命健康安全，不利于工程项目的正常进行。

4 应用顶管工程技术解决市政工程中管道工程建设问题

4.1 顶管设计分析

在市政工程顶管施工过程中，根据国内外顶管技术的不同，将顶管技术分为保护工作井和接收井。在混凝土结构中，如果从整体结构的角度进行施工，则在施工过程中将选择钢筋混凝土结构。如果对结构进行分析，单孔装置的方向可以是矩形、圆形和方形。此外，单排井多为矩形井。在设计过程中，圆形结构最好，其次是正方形，最后是矩形。一般来说，矩形材料的力学性能较弱。因此，为保证顶管施工的整体质量和结构稳定性，有必要通过内部支撑或科学的结构调整，加强施工人员的整体结构布置水平。

4.2 合理选择顶管工艺参数

市政工程在建设的过程中应该对有关的参数以及工艺情况进行合理的把控，尤其是对顶管直径以及长度的选择。一般情况下，顶管的长度以及直径之间有一定的联系，因此工作人员应该对这两者进行合理的控制，制定合适的配合比。为了保证市政工程的进度，在施工的过程中，应该选择顶管直径大于0.5m的顶管。有关研究资料显示，在施工的过程中应该对顶管的长度进行合理的分析，顶管的长度过长会增加工作的重量，不利于市政工程效率的提升。

4.3 施工准备中的技术应用

顶管方法的选择需要对场地水文、地下结构和交通条件进行分析。同时，为了保证顶管施工的安全、稳定和经济，对顶管施工中的地面变形控制进行了进一步的探讨。在顶管施工过程中，首先对整个排水系统进行综合分析，往往与下游断开。在第一开挖段顶管施工中，必须保证施工条件有效，技术风险低。同时，对现场获得的数据进行测试分析，进一步分析具体地下土层的实际情况，进一步保证顶管设备在施工过程中处于良好的施工环境。

4.4 顶管施工过程中的偏差纠正环节

在顶管技术应用的过程中，在顶管进行顶进作业时，因为偏心力及阻力对顶管产生的影响，会导致顶管的实际路线与设计的路线之间存在偏移问题。在这种情况下，必须采取纠正偏差措施，对顶管的实际路线进行纠正，防止出现较大偏差，对顶管施工质量产生影响。在对顶管进行纠正偏差的过程中，要按照小力度、多次纠正的原则开展偏差纠正作业。在纠正偏差作业时，禁止快速大力度纠正偏差，而要一点一点地对偏差进行纠正，这样才能够确保顶管施工的质量。

4.5 做好地表沉降或隆起监测及防治

在进行顶管施工过程中，在管道轴线两侧一定范围内会出现地面沉降或隆起现象，对公共道路、周围建筑物和道路交通及管道等公用设施造成一定的影响。沉降或隆起的主要原因有以下3方面：1）开挖端取土过量或不足，造成土方压力与顶管推进压力失衡，引起地沉降或隆起；2）顶管施工轴线发生偏差后未及时纠偏，造成土层受损引起沉降或隆起；3）顶进管与工程管外径存在管径差，环形孔隙没有及时填充引起沉降。

4.6 管道顶进环节

选择工作坑的位置并进行开挖是顶管施工的首要步骤要严格按照设计图纸管线的位置和坡度对工作坑底的基础进行修建，导轨安装应依照管径大小、管道坡度和顶进方向确定。管道顶进前还须开挖一个深约30～50cm的坑道置于顶管前端。顶进时，应严格遵循“先挖后顶、随挖随顶、连续作业”的原则，断续顶进将造成阻力增大，顶进困难，顶进过程中，如发现顶管前方出现土方坍塌、活油泵压力突然增大等情况，应立刻停止作业，现场分析解决问题后再进行继续作业。