城市道路地下管线顶管施工技术应用分析

郭柯江

（太原市政建设集团有限公司，山西 太原 030000）

现阶段，城市建设不断发展，日新月异。城市地下管线工程是城市建设的重要组成部分，其施工质量对城市建设有很大影响。为了保护城市道路，使其免受破坏，确保人们日常出行的畅通无阻，必须完善管道的施工工艺。为应对上述问题，人们开始研究并产生顶管技术，顶管技术又被称作非开挖管技术，它能够很好地解决上述问题，现阶段已经被广泛应用在城市地下管道的项目工程施工。顶管技术与传统的施工相比，能够节省相当一部分人力，可以直接利用地下管线或地面结构在施工现场实施施工作业。值得注意的是，该项技术的先进性与技术优越性较高，通常对施工技术人员的专业操作能力要求很高，施工操作较为严格。因此，我们有必要对该技术进行深刻而全面的讨论。从而为今后人们对该技术的应用提出相关的理论依据与指导［1］。

1 管顶管施工技术概述

通常情况下，根据施工方案进行顶管施工，在其管道沿线建立接收井和工作井，通过对主顶油缸、中继间、管道间的推力，将掘进机或者工具管沿工作井内部向前推进，穿越土层，从而将其推进接收井内部进行吊起操作，与此同时，还需要将掘进机或紧随工具管后的管道掩埋在这2个作业坑之间，该施工技术是一种非常实用的施工方式。

2 顶管施工技术目前的应用状况

城市道路建设工程日益繁盛，各个城市道路工程地下管网交错复杂，周边环境复杂，对面各种处界因素，采用顶管施工技术起到了非常大的推动作用，切实解决了传统城市管道施工过程中的诸多难题，这种技术在现代城市建设中已被广泛使用。施工中采用的顶管技术可以确保原始路面不被破坏在恶劣条件下，也称为无沟槽顶管。顶管对城市道路的破坏体积小，这能够减少对地面路面的开挖工程，从而极大地减少由于工程施工所带来的城市交通不便与拥堵现象的发生，同时能够保护施工路段上的路面基石。但顶管技术并不是只存在便利的，在实际施工过程中我们仍要面临诸多问题。首先面临的是建设资金的巨大弊端，在顶管项目施工前期，要对施工段完成一个较为详细的规划与布局，因此前期对于施工设备的要求也较高。另一方面，顶管项目施工技术由于较为先进且对施工技术要求更高，在对施工人员的技术水平方面，他们也需要更高的专业化水平才能胜任该项工作。要有专业度高且经验丰富的技术人员在现场完成指挥调度工作，对于该项工程施工过程中所需要的施工人员的把控与安排也是需要关注的重要问题，这是由于顶管施工技术项目施工比一般施工所需的人员数量增加了一倍，从而导致了巨大的项目预算，建设成本不是普通建筑企业自身能够承担的，这也在很大程度上成为阻碍顶管技术在广泛推广和普及的重要原因［2］。

3 顶管施工工艺

3.1 穿墙顶进

顶管工艺流程中，出洞环节将对整体质量造成直接影响，应采取可靠的防控措施，以达到顺利出洞的效果。前期准备工作中在洞口预埋钢盒，同时在该处增设止水钢圈，在此基础上设止胶圈。工具头穿墙作业时，应形成合适的初始角（以5°为宜，方向朝上），目的在于避免工具头下跌现象；同时，前部管子要与顶管机形成稳定的连接关系。需增强顶管机的稳定性，避免管子后移的现象。从具体原因来看，掘进机主动面的工作状况较为特殊，该处的主动土压力相对较大，且明显超过各类摩阻力总和（源自管子周边、导轨间等）。对此，使用钢柱将管子牢牢顶住，以达到增强稳定性、防止后退的目的［3］。

3.2 顶管线路的规划

在顶升技术中对于顶升操作的主要途径方式是通过手钻，该方式要求对于地下水位的控制要有比较严格的标准。如果在管道周围1m之内存在地下水，那在施工过程中会非常容易出现水或者是杂质进入管路从而造成管道阻塞的问题。在顶起管道的操作过程中，需要对线路实施提前并合理的相关规划，合理的路线规划是工作顺利进行的前提。

3.3 顶管线路的规划

在顶升技术中对于顶升操作的主要途径方式是通过手钻，该方式要求对于地下水位的控制要有比较严格的标准。如果在管道周围1m之内存在地下水，那在施工过程中会非常容易出现水或者是杂质进入管路从而造成管道阻塞的问题。在顶起管道的操作过程中，需要对线路实施提前并合理的相关规划，合理的路线规划是工作顺利进行的前提。灵活调整。若施工中出现设备故障，将对持续顶进带来阻碍，因此，工具头的准备要到位，土的数量要足够合理。若因特殊情况而暂停顶进，恢复作业时必须对管路补浆。各阶段顶进速度不同，初始阶段以慢速为宜，具体为20～50mm/min；待进入到正常顶进阶段时，可提升速度，使其达到50～150mm/min。

3.4 土壤开挖

顶管技术的建设取决于早期要开挖的土壤质量，收集和分析与挖掘和施工有关的资料、土壤结构和其他信息。在顶管施工中，需要加固周围土壤，以保证施工安全。一般钢筋的宽度不得小于挖掘深度的0.4倍，最好不小于4m，加强深度优选不小于3m。基坑的加固可以通过使用水泥搅拌桩以及灌浆和沉淀来进行。一些地质条件较差的土壤，可采用高压喷射灌浆桩加固，减少土壤侵蚀，确保施工合理。

3.5 测量与纠偏

顶进作业时，掘进机头是重要的装置，其连接了光电接收靶。同时，观测台上还安装了激光经纬仪，顶进时该装置将产生激光束，调整方向使其与管道中心线保持重合的关系，以此作为顶管导向。若掘进机头存在偏差，对应的光电接收靶中心将发生变化，偏离预先设置的光斑中心，通过对偏移量的分析可以求得顶管机斜率。此时，纠偏千斤顶组随即运行，在其作用下调节顶管机方向，以确保顶进方向的准确性。整个纠偏流程遵循循序渐进的原则，使各管节逐步复位。需注意的是，必须避免强制纠偏行为。

4 长距离管道中顶管施工技术的管理措施研究

为确保长距离管道顶管施工技术效果达到预期，建议施工现场的工作人员应该严格按照长距离管道顶管施工技术规范，准确贯彻与落实施工技术内容。以下是本文结合相关经验，针对长距离管道中顶管施工技术的管理措施问题进行总结与归纳，以供参考［4］。

4.1 积极对施工技术进行完善与创新

对施工阶段存在的问题，要对其进行必要的关注，相关施工技术与管理人员应对其进行总结，并根据实际情况对施工工艺进行更新与完善，促进顶管施工工艺的发展。一方面，需要施工人员在施工过程中针对问题的具体产生原因进行分析并处理，并据此完善施工技术，选择更合理的施工方案与施工技术相结合。例如，在施工过程中，注意施工方式对工程项目造成的影响，保证一线员工的施工技术能够满足施工要求，避免不规范施工。另一方面，相关技术部门要积极开展技术方面的创新工作，对施工流程进行完善，使其更容易操作，并且在保证施工质量的同时提高施工效率。

4.2 确立科学、合理的质量控制目标，深化现场施工技术效果

一是确立现场施工质量达标目标。现场施工人员应该严格按照质量责任制即“谁施工、谁负责”的原则理念，重点针对现场施工作业流程问题进行准确贯彻与落实。与此同时，正式开展施工工序之前，必须进行技术交底工作，以防止出现施工失误问题。除此之外，质检工作部门应该肩负起自身的工作重任，严格践行工艺工检验规程，加强对成品的保护管理。一旦发现质量问题必须及时汇报，并提出针对性措施进行预防处理。需要注意的是，技术部门方面应该加强对施工过程的控制力度，重点针对每项施工步骤进行技术交底工作。对于施工作业期间存在的技术难点，应该及时提出解决方案并加以论证。

二是安全文明施工创优目标。要求施工单位方面应该重点针对现场安全文明工程建设问题予以高度重视。通过制定科学合理的安全技术措施，确保文明施工规划得以顺利贯彻与落实。与此同时，合理编制相应的专项方案，确保安全文明施工目标得以顺利实现。除此之外，相关负责人员应该定期深入施工场地，针对技术交底工作进行全方位掌握，并及时解决现场存在的疑难问题。一般来说，严格遵守上述质量管理目标内容之后，建筑工程现场施工质量基本上可以得到保障。

4.3 提升施工人员的专业素养

处于顶管施工工程建设的一线工人，自身的专业水平会给工程造成直接的影响，所以在正式施工阶段，需要对以下几个方面进行更高的关注：

1）在建筑工程施工单位中，需主动改变人才培养思路，注重人才管理工作，提高人才选拔的认识程度，提高对专业人才专业素质的重视，采取更多的方式提高工作人员的综合素质。

2）在日后的施工作业中，构建更加有效的人才培养模式。对上岗员工进行职业技能培训，有效推动人员在其专业领域的进步。

5 结语

随着城市建设的复杂性，方便的建设是时代的要求。顶管施工技术的应用，可以更好地适应社会发展，避免路基大面积开挖，保证交通条件，对于人口稠密、交通繁忙的城市而言，这极为重要。尽量减少对现有道路和景观的影响。在顶管过程中，改变了以往大面积开挖的方式，以点代替地面，减少了施工现场的占用。顶管操作所需的施工工地非常有限，在不对现有道路和环境造成重大影响的情况下，仅需要隔离一些用于存储顶管及相关设备和设施的操作场所，全天候施工工作。