市政给排水施工中的非开挖顶管施工技术探究

于春洋 烟台经济技术开发区自来水有限公司

1 非开挖顶管施工技术特征及应用优势

1.1 特征

非开挖顶管施工技术的定义是在开挖工作井或接收井时，以不开挖或少开挖的方式，铺设地下管道的施工技术。非开挖顶管施工技术能通过开挖较小面积的施工面，实现管线的更换、铺设和维修，这也是其结合非开挖技术、顶管施工技术优势的体现。非开发顶管技术能实现多种管道的良好应用，包括综合管道、给水管道、燃气管道、排污管道以及通信管道等。

1.2 应用优势

传统的给排水施工为了进行大面积开挖，会在道路周围设置路障，屏蔽周围行人，以保证施工条件和路上行人的安全。这种开挖方式有很多弊端，尤其是我国社会迅速发展、人口越来越多的城市内，常常会造成严重的交通和安全事故。与此同时，地表会因为高频率、长时间的开挖，导致内里结构受损，长久施工造成不可修复的后果。

而采取非开挖顶管施工技术具有明显的优势，能产生较大的经济和社会收益，也会使得作业不受气候、环境等影响，同时也能最大限度地缩短工期、减少噪声、粉尘和道路占用，解决开挖过程中灰尘、污水多的弊病，不受河流、地下管线、铁路等的限制，顺利完成在深度低下管道铺设道路的目的。同时，其也具有适用范围广、方向可控、精度高等优点。市政看重其对地面干扰小的优势，而将其广泛应用于给排水施工过程中。

2 市政给排水非开挖顶管施工技术要点

2.1 前期准备

2.1.1 科学选择顶进管

只有前期做好施工准备，后续的施工安全才能得到有效保障。利用非开挖顶管施工技术，在选择顶进管方面要格外注意，结合实际需求选择合适的设备。通常来说，在不考虑抗腐蚀性的影响，可以钢筋土管作为首选，以钢筋混凝土的标准和技术规定进行选择，做好计算。施工人员需按照实际需求和工程的特点进行选择和考虑。

假如按照钢筋混凝土顶管的外径进行施工，就要按照其能承受的压力进行考虑。在市政实际施工中，往往顶进管的内径是在500mm范围之内，这是由于其往往采取非开挖顶管技术和人工相互结合的方式进行给排水工程施工。

市政给排水工程建设中，非开挖顶管的顶进管长度会直接影响相关的质量好坏和经济收益的大小，尤其是钢筋混凝土的顶进管。在设计时，往往这类顶进管能达到要求，具备相关的经济效益，但是实际操作中，往往不尽如人意，可能出现偏差。为了避免这种问题的消极影响，设计人员应当在施工之前，精准按照钢筋混凝土顶进管的长度和管径确定需要的管道，这样也能最大限度地降低成本浪费，同时也能保证工程的质量和经济效益。

2.1.2 科学选择顶管机

地下水位以上和低下通常会选择不同的顶管机，水位以上会选择敞开类顶管机，类似机械式顶管机、挤压式顶管机、人工挖掘顶管机等，而水位以下则选择平衡类顶管机，类似土压平衡式顶管机、泥水平衡式顶管机、气压平衡式顶管机等。同时要充分考虑土层的特点，应当在选择顶管设备时，充分考虑其的安全性和效率性。

在选择主顶油缸时，要考虑顶进管的承受能力，精准计算其机头迎面阻力、管道表面摩擦阻力、顶进贯入阻力、管材自重、管道上垂直水平侧压力等，最终得到顶进的总阻力，并将其与顶管允许顶力进行对比。再者，要确保工作井、接收井的施工的安全和稳定，提前做好周围土体加固、安全防护、安全检测工作。

为了确保设备能安全有效的运转，还应当在选择好顶进管后，在工作井内安装好机头、千斤顶、顶铁、轨道、油泵、出泥设备、送风设备、后座、测量设备、排水设备、供电系统、起重设备、控制系统等。

2.2 非开挖顶管施工技术要点

2.2.1 顶管穿墙技术

为了提高施工的效率，使穿墙管道在抗水土方面具有良好的表现，在打开穿墙闷板时，需要将保障工具管放置在作业井外面。顶管穿墙技术是在把所有的穿墙闷板和工具管放置到井外并安装合适的穿墙止水设备等。

通常来说，是用合适的黏土填充到穿墙管道里，例如采用经夯实的黄黏土和低强度的水泥黏土，并用顶进管堵住中间的缝隙，从而达到止水的目的。

再之后，对穿墙管外侧注浆使其凝固，而后再穿墙，如果在此过程中出现任何问题，需要及时有效的解决。然后，在闷板被开启后，要同时进行工作管的推进和止水工作，在此要格外注意选择好的止水板环，通常是选择拉伸性和耐磨性好的材料，并依靠管道把其顶入提前安装好的橡胶板，从而达到最终止水的目的。

2.2.2 顶管出洞技术

施工人员在保质保量地完成顶管穿墙工作之后，要按照相关的标准和规定，进行顶管进出洞施工作业，该项施工作业在整个非开挖顶管作业中具备重要的地位。现场工作人员在市政给排水施工过程中接触到这一环节时，要在砖封门前，及时将前期所准备的钢板桩均匀铺设好，在这种情况下，通常能使施工的安全性能更好、效率更高，可避免施工可能出现塌方的问题，从而推进顶管出动作业顺利地完成。施工人员要赶在顶管机出洞前，将砖封门及时拆掉，然后及时推进顶管机沿着钢封门前行，如果二者距离在50mm～100mm之间时，要全部拆掉前期安装的一排钢板桩，并按照一侧向另一侧的顺序出洞，这样才能避免水分的渗入，确保止水环在洞口周围真正发挥应有的作用。

2.2.3 注浆施工技术

注浆作业的功能主要是为了消除空隙，尤其是管线周围的空隙，从而确保管线的寿命。注浆作业的质量把控对整个排水管道施工质量具有非常重要的作用。非开挖管定技术重要的一环便是注浆减阻，能确保整个施工的质量，但如果碰到特殊情况时，诸如管线线路过长、管道直径和预先规定的要求不相符合等，则会给管道填埋带来很大的技术方面的难题，更严重的会出现上层土方塌陷事故等。

因此，在对市政给排水项目进行施工时，首先要按照相关的标准，选择合适的注浆材料，这些材料必须要符合国家要求，为了确保泥浆的稳定性和粘性，采用主要材质为聚合物强化型的，然后再把总量不超过2%的优质的膨润土加入泥浆中，这样才能确保泥浆的稳定性和粘性。

随后，施工人员可通过打穿三个注浆孔的方式完成注浆操作，泵送出口的压力需要进行严格的检测，并保持在有效的范围内，通常注浆压力为105Pa～130Pa，这样才能使得注浆施工能最大限度地减少空气阻力，使注浆作用发挥到最大化。

2.3 顶管测量与偏差校正技术

顶管测量工作包括顶管中线桩测设、工作坑内高程控制、导轨安装测量、顶进中管道中线及高程测量等，其构成顶管工作的全过程。首节顶进每200mm～300mm测一次，正常顶进每0.5m～1.0m测一次，校正时每顶进一镐测一次，这也体现出顶进中管道中线及高程测量频次高重要地位。在校正中互相严格配合是十分必要的，顶管校正技术是一项偏差纠正的作业，可能受土层性质、顶进力度、管道连接方式等因素的影响，会使得顶管中线出现偏离20mm左右的问题，然后进行校正。

通常采取挖土校正法、强制校正法、工具管校正法、主压千斤顶校正法等进行纠正。在第一节作业时，除了对长度进行合理选定，确保管材质量和顶进精准度，同时要做到勤顶勤测勤纠、尽量小角度纠、动态及时纠。

如果出现不正常的顶管中线时，要严格监测，以实时测量以及定位等方式进行处理，校验调整出现的偏差，尽可能把误差控制在50mm以内，从而确保管线敷设质量和施工的安全性、效率性。

2.4 管道试压技术

在完成给水管道的顶进作业后，要及时检测所有的管道水压，在进行隐蔽处理之前，要及时对铺设和安装的给水管道做单项水压测试，对所有安装完毕的给水管道进行综合水压检测。通过把所有的空气排出，然后加水进行加压，当压力达到规定的程度后再停止加压，从而能有效检查管道是否存在渗漏的问题。当各个接口与阀门处没有发现渗漏问题并达到规定的时间，可观察当压力排出时会出现的情况，以压力增大和降低的方式，来检测管道安装是否达到预期目的。

3 非开挖顶管施工技术注意事项

融变泥浆的选择也很重要，选择合适的泥浆通常能有效减少土层和管道间的摩擦力，减少地面坍塌的可能性。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。

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，严格按照施工方案部署施工步骤，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。

4 结束语

市政给排水工程建设中，采取非开挖顶管施工技术具有无可比拟的优越性，尤其是提高工程效率、保证施工质量，降低对环境和交通方面的影响等方面，能发挥积极的作用。为了能使该技术的优势持续有效的发挥，应当有目的、有节奏的对其优势进行开挖，同时要加大对其应用和熟悉程度，这样才能避免各类问题的出现，保证市政给排水工程建设能按照预定计划顺利完成。