市政道路非开挖顶管施工技术研究

王 丽 王 怡

（新乡市市政工程处有限公司，河南 新乡 453000）

在城市经济高速发展的今天，我国市政管网建设也取得了令人瞩目的成绩，进一步完善了城市交通道路网络。然而，城市建设存在反复施工等现象，将会对城市道路、城市生活等方面造成极大影响，也不得不面临严峻的城市管道施工问题。顶管法是一项非开挖管道施工技术，不仅可以减少路面开挖面积，还能减少环境干扰，是实现城市文明、安全施工的关键手段。为此，在市政给排水施工当中，应积极运用顶管施工技术，做好施工准备工作，规范施工工艺，从而有效提升顶管施工的整体质量水平。

1 顶管施工技术原理

美国于1896年在某次铁路铺设当中首次采用顶管技术，其发挥出的应用价值得到了人们的认可，全面推进了顶管技术的进一步发展。随着时代的发展和科学技术的不断进步，顶管技术应用越来越多，促使顶管技术愈加成熟。目前，顶管技术在我国市政管网铺设当中得到了广泛应用，是一项非开挖掘进式管道铺设工艺。其技术原理为利用主顶油缸和管道之间的中继间等推力，便能在工作井下放工具管、掘进机等设备，并从土层穿过，直至进入接收井。通过这种施工方法，无需开挖路面，便可穿越构造物，实现开挖敷设目的。相比开挖埋管工艺，顶管施工具有明显优势，第一，对周围环境干扰小，几乎无影响；第二，施工占用土地少，减少资源浪费；第三，不会产生较大噪音，污染小等。

2 工程概况

某市政污水管迁改工程经现场勘查可见，W7～W9段距离某小学较近，无法采用明挖埋管法进行施工。此外，污水管线5～6m为埋设深度，一旦选择明挖敷设方案，将会严重影响相邻建筑物的质量。为此，在综合考虑多种因素的前提下，决定采用顶管法进行W7～W9段施工，始发井以矩形为主，平面尺寸为3500×7000mm，井深为6970mm，C30混凝土强度，支护加固采用高压旋喷桩。接收井则以圆形为主，Φ5000mm，井深为6150mm，C30混凝土强度，支护加固可采用高压旋喷桩。根据地质勘查表明，本路段存在大量淤泥质土，土质强度偏低，易被压缩。一旦前期无法有效加固软土地基，或降水超过标准要求，均会引发沉降问题。因此，在施工中，必须重视管节材料、施工机械等合理选择，避免开挖路段周围出现严重沉降问题，此外，还要做好降水控制工作。

3 市政道路非开挖顶管施工技术要点

本工程顶管施工的始发均为工作井，为W7～W9段。在工作井内安装主顶千斤顶，从而构成顶管动力系统，为顶管施工提供水平推力。在顶管施工前，可将出洞口预留到前墙上，并在导轨上安装顶管机头，由出洞口向土内推进，通过顶管机头进行导向，随后通过顶进系统顶进钢筋混凝土管。在整个顶进环节，经泥水系统将切削下的泥土泵送到沉淀池内，待沉淀完以后，向弃土场内运送沉渣。根据地质勘查结果可见，本路段存在大量淤泥质土，地质情况较差，在整个施工时需保持施工的连续性，可组织2班施工人员进行24小时施工，直到完成顶管段施工。

1）设备调试及土体取样。在安装设备前，操作人员需清理干净油管，并做好除尘干燥工作，避免污染物进入油管。同时，还要做好液压系统检查工作，保证无漏液问题。由于本工程属于污水管网工程，施工作业环境具有较高湿度，为保证线路安全，需提前做好安全防护工作。在机头组装前，应先完成设备调试工作，确保设备正常运行。一般在始发井的后靠墙处安装顶管特制钢后座，保证两者紧紧贴合，主顶油缸和后座之间按90°安装，通过混凝土及时将管间缝隙填满。机头采用起重机向工作井内吊入，机头在井内安装时，刀盘和洞门之间需保持一定距离，约1m左右。待完成安装工作后，需对导轨高程精度进行复测，保证误差在规定要求以内，且同时完成土体取样。根据工程实际情况，可在封口上下两端进行取样。

2）顶管出洞。顶管机头放置在井内管床处，待完成调试工作后，便可做好一切顶管出洞准备。先通过风镐将洞口砖墙凿除，向橡胶密封圈内放入机头，顶入土内，并将鹏润土泥浆填满机头和洞口缝隙，起到管道润滑及土体支护作用。应迅速顶管出洞，避免洞口外土体坍塌。此次顶管施工位于城市中心城区，人口密度大，车流量多。因此，只能采取水平钻抽芯法进行施工，不宜采用爆破施工。为避免管线偏斜，需做到以下几点：第一，做好工具试调工作，保证归“零”，将工具管调成一条直线，随后锁住纠偏油缸。第二，工具管出洞之后，因支撑面面积有限，极易发生工具管下跌情况，为避免此类问题出现，需将支撑加设在工具管下的井壁上。

3）顶管进洞。在施工准备阶段，需做好测量放样工作，保证测量准确，为后期施工提供可靠的依据。顶管进洞是指顶完一段管道后，顶管机破进洞口封门向接收井内进入，同时，还应紧密连接顶管机后一节管和进洞口部位。顶管进洞前，必须做好工具管位置检查工作，并将工具管的位置在接收井砖墙门内侧准确画出。随后将砖墙门拆除，及时向接收井内顶入工具管与首节管，在接收井内外露长度需满足规范需求。最后进行首管和接收井之间空隙密封处理。为保证顶进施工质量，需做好纠偏处理，保证测量准确。

4）管节注浆减阻。管节顶进时，将有大量摩阻产生于管材外壁和土体之间，为达到减阻效果，顶进时，需及时将触变泥浆注入。根据工程实际情况，可设四个压浆孔，且全部安设到顶管机机尾，并将四个注浆孔设于管节。通过压浆孔向管节外壁进行减阻泥浆注入，管节外侧将有泥浆套形成，以此达到减阻效果，大幅减小顶管所需顶力。为保证减阻效果，顶管机尾部的压浆工作需持续进行，保证压浆施工质量。

5）纠偏。在顶管施工中，纠偏问题极为常见，是指工具管与设计轴线偏离，通过工具管内的纠偏装置实现管端方向变化，从而达到管线偏差降低的目的。为有效避免此类问题发生，可采取有效措施加以处理。在顶进过程中，静态纠偏不利于管线施工。一般来讲，钢筋混凝土纠偏灵敏度较高，但需合理控制纠偏角度，不宜太大，防止出现过大弯曲现象。机头通常分为两节，可将纠偏油缸安设于两节之间，一般为2～3根。通过扩张、缩短向设计的顶进轴向来控制掘进头的方向，以此达到纠偏目的。常用方法如下：（1）某根纠偏油缸伸缩处治。一般将激光装置安设到油缸上，顶进过程中，可将激光点射到光靶，按照光靶显示点位置情况调整对应油缸位置。（2）顶进速度合理控制。在软弱土质顶进时，掘进头需向上一点，并加速掘进，避免向下偏差太大。或土质稀松性过于严重，则可采用闷顶纠偏。

4 结束语

综上所述，伴随城市化进程的不断加快，我国城市建设突飞猛进。在市政管网建设当中，涉及的管道很多，比如热力管道、排水管道、电力管道等等，地下管网错综复杂。污水管道是城市基础设施建设的重点，保障施工质量，对城市建设发展意义重大。作为一种常用的施工形式，顶管法凭借自身优异的性能在市政管网建设当中取得了良好的应用效果。