关于市政工程顶管施工技术的探究

陈小芳 诚捷祥集团有限公司

一、非开挖顶管施工技术特征及应用优势

（一）非开挖顶管施工技术特征

顶管施工技术是一种专用于埋设管道的施工技术，通常被应用到给排水管道工程中。在具体施工过程中，施工单位需要通过顶进设备将管道顶进到坑中。在顶进的过程中，施工单位应考虑工作坑的坡度，以及坑壁与管道的摩擦力，必要的时候可以采用分节顶进的方式。在管道推进的过程中，推进力主要来源于管道层、中继层以及主顶油缸层，结合掘进机开展管道的预埋工作。

（二）非开挖顶管施工技术应用优势

在市政工程中应用顶管施工技术，可以有效避开地面开挖，最大限度保证城市的本来面貌。顶管施工技术的应用具有控声降噪的特点，地下顶进的方式对施工区域周边环境造成的影响是非常小的。与其他施工技术相比，顶管施工技术不会大规模破坏地面、土层结构，在具体施工过程中对生态环境造成的影响相对较小，技术实施过程中体现出较强的生态性。顶管施工技术的应用，以其节能降噪、破坏力小等特点实现了降低工程造价的目标，缓解了地方政府资金压力，是一种能实现地方政府、施工单位共赢的施工技术。

二、市政工程顶管施工技术与质量控制分析

（一）科学制定施工方案，确定各项技术控制标准

在应用顶管施工技术之前，施工单位要对每一项施工步骤有良好的把控。首先是确定管线的质量，综合考虑管线的长度、类型以及材质等因素后，再开展铺设工作。管道的辐射范围还要受土壤结构、地质结构的影响，所以这也是施工单位需要重点考虑的问题，在具体施工之前施工单位需要安排技术人员对辐射范围内地质结构、土壤结构进行调查和分析，为顶管施工技术的应用创造良好条件。同时，要根据项目设计图纸，结合施工场地的再次实际勘察结果，制定、优化施工方案，确定顶进施工工序和作业技术方式。

（二）施工前的各项准备工作

施工前必须做好相关的准备工作，确保规范施工，安全施工。一是技术准备工作。包括三项工作内容：（1）岗前培训，技术交底。根据项目设计图纸的技术要求，组织员工按照岗位要求进行技术交底、安全生产培训；（2）控制点加密，测线放量；根据设计图纸设置的控制点，实地核准，对控制点进行加密，根据规范要求的标准精度，闭合和引测水准点；反复测量核准控制点后测量放线；（3）搞好地面沉降监测。在顶管沿线以及工作井附近，布置地面沉降观测点，随时掌握地面沉降变化动态。二是调查施工作业区域的障碍物；首先结合探测与主管部门就地下管线设施障碍物进行排查，弄清燃气管道、生产生活用水、通信线缆等铺设的走向、位置、埋深距离等，其次对地层结构变化充分了解，对自然发育过程产生的障碍、人为干扰地层结构形成的障碍等摸清查实，分类想办法解决，确保顶进施工顺利。三是准备好顶管施工需要的物资材料；结合项目设计图纸确定的工程规模、工期、工程质量等要求标准，编制机械设备表和物资材料表，对设备材料的规格、型号、数量做严格的控制，确保有序进入，不影响顺利施工。四是电能供应和照明设备的准备工作。顶进施工是地下作业，没有自然光线保证，需要配备相应的照明设备，同时，顶进机械设备也需要电能动力，因此，必须围绕安全生产做好电能供应与照明设备的准备。（1）工作井栏杆固定钠灯设备，挖土作业佩戴矿灯照明灯；（2）电气设备由专人布置线路，固定控制装置；（3）所有电气设备均设置漏电保护器，确保安全使用；（4）工作井内的配电箱固定安装的位置不低于距井底90cm，电线。线缆严禁在水中浸泡，要采取空中悬架。五是通风设备和毒气监测检测装置的准备。（1）选择型号合适的鼓风机，放置工作坑地面，鼓风量700L/min；（2）布置O2浓度、CH4浓度、CO、H2S浓度的监测检测设备监测点，设置安全范围，O2浓度≥19%为安全，≤17%为警示值，≤12%为危险状态；0≤CH4浓度≤0.25%为正常，浓度0.25%-0.5%为不安全，0.5%以上为危险浓度；CO浓度35ppm为警戒线；H2S浓度＜7ppm为正常，10ppm＜为警戒值。六是通讯设备的准备。所有作业人员一律配置专用无线通讯设备，顶进、吊车、指挥人员保持联系畅通，为避免网络信号质量问题导致的通讯问题，配置施工专用通信设备。七是明确顶进施工过程的各类技术参数。根据地层勘测、工程质量和设备工艺的要求，编制地层参数表、顶管参数表、顶管井/接收井参数表、工程参数表等。

（三）主要的施工方法和质量控制措施

市政管道施工工程施工项目可分为排水工程施工、工作井接收井工程施工、顶进工程施工、碰管工程施工、检查井工程施工、闭水实验施工等内容，现将具体的施工方法和质量控制措施进行分析：一是排水工程施工方法与质量控制措施。根据地层结构和地下水埋深特点，相应采取明排降水施工方式，或者特殊的降水方式，确保工作井施工和顶管施工处于无水环境即可。技术质量控制措施就是在底部最低地面挖积水坑，在用抽水机或者泥浆泵把水或泥浆全部抽干，考虑到顶管过程岩土地层的渗水外溢，降水排水必须无间断进行，确保施工地面不存积水。

（四）工作井、接收井的施工及质量控制措施

结合施工图设计要求，一般采取逆作法施工方式，接收井采取深基坑支护结构，工作井和接收井壁分层循环施工，上一层井壁施工完成，达到质量要求标准后，在进行下一层施工。接下来就是土方开挖，开挖施工过程随时做好支护、围挡、防水排水措施，坑底设集水坑，坑口预备盖板，施工完成后，及时封底，覆盖井口；施工场地周围设置安全围挡和防雨排水设施，井内留有安全上下通道，确保施工过程人员能够安全撤离。

（五）顶进施工技术及质量控制措施

（1）钢板后背墙的质量控制措施：规格：200×200×2cm。保证后背墙能够均匀受力；（2）导轨安装的质量控制措施：状态稳固，轨距要求、高程要求、流水方向数据精度必须满足顶进施工需要；（3）千斤顶的方向位置推进力度必须均匀；（4）顶铁安装及注意问题：顶铁是千斤顶与管道之间具有“力”的组织协调能力的设备，根据工程规模选择适宜的横顶铁、竖顶铁、U型顶铁或圆形顶铁，确保顶力均匀，平稳推进管道；（5）工具管试顶结束，安装第一节管道，处理好防水止水措施，先挖后顶，即挖即顶，循序渐进，稳妥施工，启动油泵，千斤顶活塞伸出一个冲程，推进管道；停止油泵，打开控制阀，活塞抽回，在启动油泵，继续顶进，循环施工。

三、非开挖顶管施工技术注意事项

现阶段，在市政工程项目中，非开挖顶管施工技术虽然应用比较广泛，但其实适用的时间并没有多久，因此不能盲目使用，要综合考虑其科学性、有效性，同时关注其施工期限，对于施工中出现的各种问题要及时发现和解决，在施工过程中，施工人员的整体施工水平也有很大的影响，要注重提高非开挖技术在实际中的操作能力。要在施工时严格按照市政部门所要求的施工标准和要求完成施工作业，从而保证整个施工能按照要求及时完成。同时，要严格按照施工方案部署施工步骤，同时方案要综合考虑非开挖顶管施工技术可能出现的各种问题和意外情况，并制定各种应急预案，这样才能及时应对各种问题，确保工程能顺利完成。

四、结束语

综上所述，市政工程顶管技术在城市建设和城镇建设的基础设施建设中的应用越来越广泛。将顶管施工技术应用到市政工程中，能有效避免因地面开挖，对城市、生态环境等方面带来的严重影响，即便有些影响，相对来说也是非常小的。在市政工程中应用顶管施工技术的过程中，相关施工单位要提前了解施工区域地上、地下环境并对其进行勘察，做好施工前的准备工作，以保证市政工程管道施工的顺利进行。