顶管技术在市政给排水管道施工中的应用探讨

许坤

摘要：顶管技术作为一项新型非开挖掘进式管道铺设技术，具备不影响周边环境、噪音小、不开挖地面等开挖埋管技术无法比拟的优势，在市政给排水管道施工领域中得到广泛应用，有利于工程建设质量与施工水平的提升。基于此，为充分发挥技术优势，本文以顶管技术应用作为切入点，简要叙述顶管技术的工艺流程及操作要点，结合自身工作经验，阐述市政给排水管道施工期间的顶管技术注意事项，以供参考。

关键词：顶管技术;市政给排水;管道施工;应用

一、顶管技术在市政给排水管道施工中的操作要点

1、穿墙

在穿墙环节，施工人员清理穿墙管内的泥土与掉入杂物，在管道内部填充适量的低强度水泥粘土或是纸筋粘土，起到临时阻水挡土效果。随后，检查穿墙孔外侧区域的土体结构的稳固状态，必要时采取注浆工艺，对穿墙管外侧区域进行注浆加固，避免在穿墙期间受施工扰动出现土体流变现象。最后，施工人员打开穿墙闷板，快速将工具管推出井外，并根据实际情况采取恰当的穿墙止水措施，完成穿墙作业。一般情况下，可采取安装止水法兰加压板与橡胶止水板环，在管道顶进带动作用下，使橡胶板形成逆向止水装置的穿墙止水方法。

2、挖土与管道顶进

第一，重复检查工作坑内设备安装情况与各部位状态，将管道下到导轨处就位，安装顶铁，对管道底部标高与中心点进行测量校正，确定一切无误后，开展管前端挖土作业。

第二，根据管线走向等施工现场情况，合理选择管前挖土方向与开挖形状，在管径较大与较小情况下，施工人员分别使用手推车和双筒卷扬机牵引小车作为运土工具，将管前所挖土料运至管外，操纵摇头扒杆将土料经工作平台运输至坑外，在指定位置堆置存放，直至管前挖土量达标后，完成挖土运土作业，进入顶进步骤。一般情况下，在管前端挖设一个深度在30-50cm范围内的坑道即可。

第三，开展管道顶进作业，在后背固定不动条件下，施工人员安装顶铁，在管前坑道挖土完毕后，启动油泵与千斤顶装置，活塞进行工作行程，使管子向前推动，在行程结束后关闭油泵，开启控制阀件，将千斤顶保持为回油状态，重复开展上述步骤，完成首节管子的顶进作业，按顺序依次顶进后续节段管子，直至完成管道顶进作业。同时，要求施工人员严格遵循“先挖后顶、随挖随顶”的施工原则，不得私自篡改作业顺序，尽可量连续性完成管道顶进作业，如果中途出现管道停止顶进情况，将会加大阻力和作业难度。

3、顶管出洞

在顶管出洞环节，施工人员操控顶管机与首节管子自工作井破开洞口封门进入土内，需要提前在工作井指定部位设置预留洞口，根据管节管径来控制孔洞尺寸，要求管节外径值稍小于洞口直径，如果二者偏差值过大，会影响到洞口封闭效果，或是顶管机与管子无法顺利出洞。随后，使用止水法兰等配件，对工作井预留洞口间隙部位加以封闭处理，提前在洞口处埋设法兰件，采取焊接工艺，在法兰件上焊接多处螺栓，设置橡胶垫圈与钢板进行压紧处理，必要时对土层松动的顶管出洞口加以注浆固结处理。最后，为预防管线在顶管出洞期间产生偏斜情况，对工具管进行调零处理，预先在工具管下方井壁部位设置支撑件，持续观察顶管出洞情况，当出现下跌问题时，操纵主顶油缸对工具管加以纠偏处理，或是在出洞前设置初始角来弥补下跌量。

4、注浆减阻

在注浆减阻环节，提前钻设注浆孔与安装中继加压泵、单向逆止阀、存浆箱等工具设备，根据实际施工情况来制备触变泥浆，在正常施工情况下，使用膨润土加水拌制即可获取触变泥浆，将二者配合比控制在1：8左右，可以调节配合比来控制泥浆稠度。随后，通过管道向注浆孔内送入触变泥浆，填充管道周围空隙，在一段时间后固结形成泥浆保护套，起到支撑底层、营造良好顶管润滑环境、减少顶管阻力的作用。最后，明确注浆顺序，以顶管机头尾部作为注浆起始点，延伸开展压浆作业，持续观察注浆情况，对注浆量与注浆压力值进行调整，如在注浆至顶管拐角部位时，可适当上调顶管外侧注浆量。

二、顶管技术在市政给排水管道施工中的注意事项

1、地表沉降与隆起监测

在顶管施工期间，受到管前端挖土量、顶管合力偏差、工程管与顶进管环形孔隙等因素影响，会对周边地层结构产生影响，严重时出现地表沉降和隆起问题，进而影响到顶管施工效果，这也是管道接口渗漏、管道偏位、管道变形开裂等质量问题的产生诱因。因此，为预防质量通病的出现，需要同步开展顶管施工与地表沉降隆起监测作业，提前在作业区域安装压力监测装置、裂缝观测镜等设备，设置若干观测点，持续测量现场作业数据，如果监测报告中显示已出现或可能出现地表沉降、地表隆起、周边构筑物开裂等问题时，采取相应的控制处理措施，如对地表沉降部位进行注浆加固处理，使浆液充满地层中的裂缝孔隙，待浆液凝结固化后起到改善地层承载力的效果。

2、管线纠偏

在顶管施工期间，受到地下土层构造、顶管合力偏差、顶进工具压力差等因素影响，顶进管线的实际轴线和设计轴线往往会产生偏差量，使得管道脱离预先设定的顶进路线，如果二者偏差值过大，将会造成管道弯曲、接口部位渗漏、管道破损开裂等严重后果。因此，需要在顶管期间做好管线纠偏作业，在顶管引入工作坑与管道每顶进一端距离后，重复开展管线测量作业，测量项目包括顶管中线、顶进方向、顶管机位置与高程，如果管位偏差值超过10mm，则及时采取校正措施，缓慢将管子复位，禁止施工人员采取猛纠硬调的不规范操作行为，并在管子复位后重复测量顶管中线。在市政给排水管道施工活动中，可采取顶木校正法或是挖土校正法来纠偏管线。其中，顶木校正法适用于管线轴线偏差过大的情况，设置方木，将方木两端分别支撑在垫设木板处管前土层部位和顶在管子偏向一侧内管壁部位，待方木设置完毕后，启动千斤顶设备，顶木形成分力来使偏离管子复位。而挖土校正法適用于管子偏差值不超过20mm的情况，在管子偏向方向的另一处的超挖土体，控制偏离管子逐渐回到设计位置。

3、施工前准备

考虑到市政给排水管线施工现场环境较为复杂，顶管施工质量受到水文地质、临近建筑物与城市地下设施、机具设备等多种因素影响，存在不确定性。因此，需要在正式施工前做好准备工作，预先开展地质勘察与实地考察工作，全面掌握现场水文地质条件、临近建筑物与地下设施分布情况，论证顶管施工方案的可行性，必要时对施工线路及方案内容加以调整。随后，在顶管工作井内设置集水坑等排水设施，在工作井基础确定后，按照管线走向情况来设置后靠背，根据管径值与顶进方向来安装导轨设备，并安装千斤顶、摇头扒杆、起重器等机具设备，以千斤顶作为顶进设备。最后，在顶管工作坑四周搭设围护结构，摆放醒目的施工安全警示标志牌，开展机具设备调试检查作业，处理设备隐性故障。此外，如果顶管路线上存在不具备使用功能的障碍物和软土地基等不良地质问题时，应及时清除此类障碍物，对不良地质问题采取注浆加固、换填、排水固结等处理措施，避免因此影响到顶管施工质量。

结语：

综上所述，为解决城市复杂环境中无法大范围开挖面层和敷设管道的施工难题，减小施工活动对城市交通与市民日常生活造成的影响，施工单位应在市政给排水工程中灵活运用顶管技术，掌握规范的工艺流程、操作要点，严格控制各施工环节质量，保证给排水管道施工活动顺利开展。

参考文献：

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[2]李胎恩.顶管技术在市政给排水施工中的有效应用[J].绿色环保建材，2019（09）.

[3]丁锡峰.顶管技术在市政给排水施工中的应用[J].工程技术研究，2019，4（23）.