给排水长距离管道的顶管施工技术研究

赵明辉

中交一公局集团第七工程有限公司 河南郑州 450000

1 长距离顶管施工的主要影响因素

分析长距离顶管施工的主要影响因素，就要了解顶管施工的基本施工过程。顶管施工的优点是能够有效的避免给排水管道的铺设造成公路的挖掘和破坏，穿越河流、渠道。长距离顶管施工工艺，只需要在一个方便施工的特定范围内制作沉井，然后通过土压平衡、泥水平衡、气压平衡等方式，按照指定的路线进行管道顶进铺设。利用这种施工工艺进行管道铺设，不仅能够保留公路的原貌，避免影响人们的正常交通，还能够为我国的节能减排方面做出贡献。通过对基本施工过程的分析，可以知道长距离顶管施工的主要影响因素为以下几个方面。

首先，顶管工具头的选择，顶管机机头直径必须符合设计的尺寸和满足功能性需求，直径略大于管道直径20 mm，与工具管连接紧密不渗水，外壳圆顺无变形，各管路的连接处应不漏水、不漏油，刀头安装牢固，满足长距离顶进磨损要求。其次，因为距离比较长，所以需要液压推动装置给予的推动力就比较大，如果推动力过大会对沉井及后靠背产生结构性破坏，同时会影响管材的使用寿命，如果推动力过小，又不会达到预期的顶进距离，所以必须设置中继间，逐级增加推进力。另外，管材的选择也会影响长距离顶管。现阶段我国进行顶管施工工艺中所采用的管道材质主要为钢管和混凝土管，与混凝土管相比，钢管因为和土壤之间有更小的摩擦力，并且所能承受的推力也比较强。同时，长距离顶管施工工艺还要考虑顶管施工过程中管道的检查和通风等问题，这个影响因素的重要性主要体现在它与施工工人的生命安全直接关联。如果在顶管工艺施工过程中，通风管道或者通风系统没有良好的性能，就会导致管道中的施工人员出现安全事故。最后是顶管沿线的地质情况也会影响长距离顶管施工。长距离顶进过程中可能会遇到流砂层、地下暗河、抛填片石、顶管所在土层不均匀等问题，会造成顶管出现移位、沉降、透水、顶进受阻等现象，导致顶管无法正常施工。所以针对长距离顶管施工的主要影响因素，需要进行相应的技术措施和设备选择才能保证给排水管道长距离顶管施工的顺利进行。

2 给排水施工中长距离管道的顶管施工技术

2.1 非开挖顶管施工技术

当前非开挖施工技术尚未形成较为独立的系统性研究体系，但随着经济的发展，城市化进程的加快等，给排水施工也在不断地发展，这推动了非开挖顶管施工技术的应用。对于非开挖施工技术需要注意的是，其在施工中需要进行工作沟的开挖，而不是不挖沟的。在当前时期，给排水施工中非开挖技术已经超过了地质工程技术，在工程中运用地质工程技术手段来限制非开挖技术，可能会导致一定的偏差问题，进而对整个工程施工产生影响，这同样不利于非开挖施工技术的发展以及创新。所以，唯有在给排水施工中科学合理地运用非开挖顶管施工技术，才可以将非开挖技术的作用给充分发挥出来。

2.2 顶管施工技术

在给排水工程施工过程中顶管施工技术能够在无钢套或顶进钢套管的情况下开展，从而有效确保顶进公共管道得以有效应用。在工程施工中可在地表设置上2 个基坑井，并在其中设置钢管，从而可以在千斤顶的影响下把机械推至顶部。除此之外，还应该在工作井之中设置出口，这样可以确保土层和接收井进行联系，并且可以穿过接收井之上所预留的口，这就构成了管道工程施工的整体过程。

2.3 水平螺旋钻进法

在给排水工程中水平螺旋钻进法的应用较为普遍，其主要是应用螺旋钻杆于工作井之中进行钢管的推进操作，将钢管推至预留的井之中，从而构成管道施工管理的有效方式，可以切实降低对地表产生的干扰，避免土层破坏产生的环境破坏问题。水平螺旋钻进法一般是于小口径刚进混凝土排水管道之中开展。

2.4 通风系统

在长距离管道顶管施工之中，应该将通风问题给明确化，保证工作人员在开展长距离顶管施工中不至于存在氧气不足的问题。有害气体不但会影响工作人员的生命安全，同时也会对工程测量操作产生影响，因此需要有效开展通风散气操作。现在常用的通风形式主要包括：抽风、鼓风以及抽风鼓风相结合。其中，鼓风模式的通风出口气流范围较广，可以将工作面中的有害气体给排出来，也具有较强的烟尘能力，较高的安全性能，但是这一通风模式的通风距离较短，所驱散的空气可能会在工作坑之中停留，因此应该引起注意。

3 排水施工工程中顶管施工技术的应用

3.1 准备环节

对于开展此技术，应对实际情况勘察，并画图纸规范施工环节，对于画图环节应做好调查、记录等工作，此图应准确反应施工点的情况，不能随意添加点、遗漏点等，待其图纸完成后再综合此技术汇总操作图，所开展各项工作应当遵循图纸，其画图、汇总工作不能出现误差，若数据有误差的情况下，会影响其他环节工作。待其工作完成，应综合图纸准备工具、轨道、水、灰等工作，完成此工作后应开展架建、测高等，待其架好导轨，应及时装置油箱、起重机等，此工作完成应关注底板强度，若达不到的情况下则不能开展工作，若未严控其强度则会造成施工较差的情况。应做好止水工作，避免其应用中出现泥水洒漏情况，施工者应掌控好高度、长度等，对于此工作具有认真度，耐心度。

3.2 穿墙技术

在穿墙管中需要填充一些黏土水泥拌合土，选择的是一些强度较低的拌合土，能够有效防止水土的侵入，通过注浆对穿墙管的外部进行加固，防止土体发生松动，在进行穿墙施工时，需要对周围的施工环境进行分析，根据实际的施工情况制定出施工方案，在开启闷管之后，需要及时推进工具管，做好止水工作，选择的止水板要是20mm 左右，要能够耐磨和拉伸，及时做好安装工作。

3.3 纠偏技术

在排水管网的施工过程中，随着管道的逐渐顶进，管道所遭受的阻力也逐渐增加，由此出现了偏心力，这也是导致管道偏离管网规划路线的主要原因之一。鉴于此，在顶管施工中一定要对管道进行纠偏。例如在某大型城市的排水管网施工过程中，技术人员要随时对管道的方向进行测量，要对顶管上下左右的偏移量进行测量，对照偏移量数据表来检验顶管是否在顶入过程中产生偏移。比如可以在顶入的管道口进行人力施压工作，以确保管道方向和预先的设计方向一致。同时，为了避免压力过大损坏管道口，施工人员可以采用逐步增加压力的方式少量多次的进行管道纠偏工作。此外，施工人员在纠偏时，要灵活使用千斤顶和超提刀，在这两个工具的帮助下让管道逐步回归到原来的设计路线上。同时，为了确保管道方向没有发生偏移，在进行纠偏工作时还要采用“顶入一次、测量一次”的工作方针。

3.4 注浆减阻

在使用顶管技术时，利用相应设备所产生的泥浆来对管道附近的缝隙进行填充，这样就能够很好的保护管道，并且还能够起到支撑地面的作用，减少地面沉降的问题。在给排水工程施工中对顶管技术应用时，要对其顶管的尾部和顶部进行施工，随后的注浆施工必须要在混凝土管道中完成，弥补在这过程中泥浆施工的不足。

3.5 顶管出洞技术

在排水管道的架设过程中，顶管出洞是整个顶管施工技术的核心环节。顶管出洞技术即顶管机的机头和顶管管道出洞口的过程。在顶管出洞过程中，由于管道顶入的黏土密度很小，不易成型，因此容易导致管线偏离预设的方向。如果管道口遭受的压力过大，还会导致管道变形。鉴于此，施工人员在进行施工时一定要结合实际的施工情况采用正确的纠偏措施。例如在重庆某区域的排水管道铺设过程中，重庆地势情况较为复杂，且土质非常松软，这些地理要素对排水管道的顶管出洞过程产生了严重影响，稍有不慎就会出现管道偏移的情况。鉴于此，当地施工人员采用对主顶管施加恒定压力的方式让管道缓慢回归到原来的设计方向上。除此之外，为了保障顶管出洞过程中施工人员的安全，一定要对顶进管道的土壤采用相应的加压加固的方式，避免在顶管出洞时发生塌方事故。

4 结语

综上所述，当前很多大中型城市的排水管道都采用了顶管施工技术，该技术不仅可以减少对城市交通道路的破坏，而且可以有效降低对城市环境的二次污染。正因如此，越来越多的地区政府开始采用顶管施工技术来铺设城市的排水管道，但是该项技术对政府施工单位的技术要求很高，相关施工单位一定要结合实际的施工情况进行顶管施工，在保障施工进度的同时提高施工效率。