浅谈市政工程非开挖顶管施工工艺

宋菲菲 刘士印

【摘要】非开挖施工技术具备先进性、科学性，其适用范围广、适用性强、效益好，在市政管道工程施工中得到了广泛应用，对提升城市基础建设质量和保护城市环境都具有重要的现实意义。

【关键词】市政工程;非开挖;顶管施工

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.24.

我國属于人口基数大国，这也给排水施工技术带来挑战。传统的市政给排水施工方式已经无法满足实际的施工需求，在施工过程中给人们带来诸多不便，例如大面积的占地施工等，引发了传统市政给排水施工技术革新的迫切需求，非开挖顶管施工技术应运而生，并被广泛运用于市政给排水施工中，在确保施工质量的同时，减少了因施工给人们生活与工作带来的不便。

1、顶管法

顶管法最早出现在美国，是最早的非开挖管道施工技术，在市政管道的非开挖敷设中得到了广泛应用，其最适合用在直径为620～4200mm的管道工程中。在管道施工中使用最多的是密封机械式顶管施工方式，具体有两种施工方式，一种是泥水平衡式，另一种是土压平衡式。顶管施工选取的施工管材是钢筋混凝土管、钢管以及玻璃钢砂管等，其中钢筋混凝土管在顶管施工中的应用最为普遍。近年来，随着我国城市化进程的不断加快，城市建设的规模越来越大，市政管道施工也随之出现了很多问题与缺陷，因此很多施工企业选择顶管法进行实践施工，且该技术的应用效果良好，因此得到了广泛应用。顶管法施工的优势主要有以下几点：控制精度高;可以在极深的地下铺设管道;不需要阻断交通;能穿越障碍物;施工所产生的噪声较小;对施工现场周边区域造成的影响小;可以安全地穿越公路、铁路;在城市中施工时，倘若地下水较为稀缺，或者管道埋深较浅，其经济性更好。不过该方式也并非全是优点，其缺点是要求工作井的深度要大，还要求地下管线曲率半径要大，如果中继站发生异常情况，那么需要用全气压来顶进。在运用顶管法施工技术时，需要事先在管道的一端提前挖好工作坑，挖好之后在坑里安装导轨，一般情况下都是把导轨安装在木基础或者混凝土基础上，然后在导轨上设置管筒。除此之外，还要对顶管施工展开系统精确的测量工作，把握好管底高程、坡度和管道顶进中线的方向。施工时，要将一口已施工完毕的工作井当作出发点，并使用液压千斤顶为顶进供应水平推力，从预留置的洞口处将预制钢筋混凝土管一节一节地跟随工具管向土层推进，并且要不断挖掘管内的泥土，直到工具管顶进前方已经预先完工的接受井。如果市政管道施工是在城区内距离较长且较为复杂的区域，那么除了顶管法施工技术，还应当加设一些辅助措施，例如使用激光纠偏、气压顶进、泥浆套润滑、中继站等措施。此外，在确定工作井的位置时，一定要全面考虑管道沿线路段的地质情况，当顶管长度达到一定量时，应尽量减少工作井的数目。同时要最大限度地将工作井设置在顶管中部，让工作井在施工时能够同时向左右两个方向进行顶管。

2、非开挖顶管施工要点

2.1施工准备

2.1.1顶进管选择

在利用非开挖顶管施工技术展开市政给排水施工作业时，应完善前期的准备工作，包括顶进管的选择。常规情况下的市政给排水施工，当无特殊施工要求的情况下（抗腐蚀），选择PE管为顶进管，并注重该PE管符合施工需求——规格设计达标，已经通过应力验算。在确定顶进管（PE管）内径时，设计者应满足工程性质，满足工程施工需求。在确定顶进管（PE管）外径时，设计者必须严格遵循顶进管受荷载的情况确定数值。需要特别注意的是，在市政给排水工程中利用非开挖顶管施工技术时，主要应当注意以下几点：其一，应充分考虑到人工施工的便利性，确保人工施工能够顺利的完成;其二，应充分考虑到施工过程的经济性，确保施工过程造价处于可控范围之内;其三，但应特别注意施工过程中可能发生的偏离原定路线的问题，一旦出现此问题，恢复难度非常大，所以在施工过程中应格外注意此问题。设计者结合顶进管（PE管）长度、管径的比，最终确定合理的顶进管长度。

2.1.2顶管施工准备

结束了顶进管的选择后，施工者还应在市政给排水非开挖顶管施工作业井中做好准备工作——发射架的准备、顶管机的准备、千斤顶的准备等。同时，在施工前不要忽略将止水装置设置于工作井内。

2.2施工的过程

完成市政给排水施工非开挖顶管施工准备工作后，还应在正式施工前进行复检，确保后续的施工过程可以顺利展开，确保施工安全。

2.2.1顶进过程中的进出洞施工措施

市政给排水工程利用的非开挖顶管施工时，顶进施工环节属于该整体施工中的关键环节。施工者应先完成钢板桩的作业后再封闭砖封门，有效避免施工环境中土体坍塌问题。在完成顶管机出洞后，对砖封门进行拆除，确保顶管机的位置与钢封门的位置间隔50～100mm时，从出洞口的一侧依次向另一侧拆除钢板桩，在后续的施工中也要严格执行该施工程序，使洞口止水圈可以发挥其最大效能。完全拆除钢板桩后，应马上实施顶进施工，有效提升施工效能——缩短施工时间。此外，此施工过程，可能会出现管节后退的问题，这属于非常严重的施工问题。导致该问题出现的原因是顶管机正面产生的主动土压过大，远远超出机头摩擦力、管节周边摩阻力与导轨之间摩阻力的和。所以在施工中，应在洞口两侧安装手拉葫芦，当出现主顶油缸回缩问题时，提前拉住管节防止其后退，有效避免顶管机在后续推进时发生方向失控，也可以避免爬高问题的出现。

2.2.2注浆减阻

城市给排水施工中利用非开挖顶管施工技术时，还应注重高效利用注浆减阻技术，该技术对施工质量存在直接影响作用，在市政给排水工程利用非开挖顶管施工技术时，结合施工的实际情况，合理调整润滑泥浆的配比、合理设置注浆孔、调整与工程需求相符的压浆工艺。换言之，施工者可以尝试在PE管120°的位置设置三个孔，有效控制泵送出口处的压力值，并将压浆孔设置在管节雄头一侧的边缘处，顺利完成非开挖顶管施工技术中的注浆减阻过程。

结语：

综上所述，非开挖顶管施工技术能有效助力市政给排水工程的展开。本文通过论述该技术的特点、优势，同时分析了实施该技术的准备工作与施工要点。实现了市政给水施工作业的顺利展开，明显提升整体工程质量。

参考文献：

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