长距离顶管施工技术在市政给排水施工中的应用

陶永隆 兰州水务建设管理有限公司工程师

采用长距离顶管施工技术可以有效地缩短施工周期，降低对周围环境的影响，并从根本上改善工程的质量和工作效率，为城市的现代化建设提供借鉴。但对于一些较为复杂的工程项目，仍有许多技术难点，必须与设计部门、施工单位共同努力，才能得到有效的解决。为保证项目按时完工，施工单位在应用此项技术时应加强对技术的认识，以使其更好地发挥作用。

1 长距离顶管施工技术应用的价值概述

第一，长距离顶管施工技术具有较长的工作距离和较好的给排水效果，无需开挖地表，减少了对周围建筑物的影响，保证地基稳定，确保了道路运输和居民的正常生活。该技术使用时间较短，工作量较少，节省了大量的人力物力，且不会损坏道路，是一种重要的管道铺设方法。

第二，在管道工程中采用该技术既能保障交通安全，又能降低拆迁费用，使工程具有较好的经济效益和时效性。通常在铺设给排水管道时，必须在不同的环境中穿越管道，这样会对现有管道造成损害，从而使工程人员遭受更大的损失。而采用长距离顶管技术可以有效地避免损害现有管道，提高工程的安全性。

第三，将长距离顶管施工技术应用于城市给排水施工能有效地保护地表植被，采用地下工作井可以有效控制管道的流向。在整个施工过程中，可以忽视地面植被的影响，减少外界环境对工程的影响，确保工程正常进行[1]。

2 影响长距离顶管施工技术的主要因素

2.1 材料的选择

在采用长距离顶管施工技术时，必须充分考虑管道材质对工程的影响，正确选用管件，以保证工程的整体效果。由于管道的需求量大且寿命要求一般比较长，因此在选用各种材质时应确保其安全性和稳定性。由于管道材料种类繁多，制造工艺和水平也有很大差别，因此设计者应充分考虑施工要求，选用钢材质的钢管，从而提高管道的使用安全性，延长使用寿命。

2.2 管道的压力及推力

随着城市人口的增多，给排水系统所承受的压力也日益增大，因此建设单位必须对输水管道的管径和长度进行合理规划，才能保证居民的正常生活。在采用长距离顶管施工技术时，要充分理解城市的规划，合理划分顶管的区域，对管道的承压进行试验，并对有关资料进行精确的计算，避免在施工过程中出现压力值与管道承受力之间存在很大偏差的现象，从而保证工程顺利进行。

2.3 管道的位移

采用长距离顶管施工技术时，通常采用长管材质。在整个施工过程中，由于机械和人工因素的作用，会导致管道发生变形。一旦出现推力改变，将会对管道的定位造成一定影响，从而使管道的安装工作更加困难。

为了保证城市排水系统的安全和稳定，必须制定有关的施工规范，使其在施工中发挥更大的作用。同时，还应确保管道的压力达到相应的要求，以保证输水管道在使用中的安全，有利于排水管网的正常工作。

2.4 工作坑作业

采用长距离顶管施工技术时必须综合考虑地质、水文以及施工技术等各种条件，在保证长距离顶管施工质量和安全的基础上，合理选用顶管模式，才能保证施工效果。在城市给排水施工中，施工坑一般采用就地浇注的方式，外形特点多种多样，如圆形、矩形等，其中矩形工作坑最多。一般情况下，矩形工作槽长度与宽度之比约为3 ∶2，常被应用于直立顶管或两段交角接近于平角处的折线顶管。另外，城市给排水施工顶管施工中易发生塌陷，对顶管作业人员的安全产生不利影响，因此在施工期间要根据实际需要采取措施，在工作坑的周围科学布置支撑，或采用水泥搅拌桩、坑内打入钢板等方法制作成围墙，从而提高工作坑的稳定性，为市政给排水工程顶管作业的顺利完成提供支持[2]。

3 长距离顶管施工技术在市政给排水施工中应用的技术要点

随着城市建设的迅速发展，现有的技术手段已不能适应城市建设的要求，必须加强技术创新，提高项目的标准化水平，使项目按时竣工，从而达到项目的最佳效果。长距离顶管施工技术相对于传统工艺有其优越性，需要熟练掌握其技术特点，进行充分运用，不断提高工程建设的水平。在城市给排水工程中采用长距离顶管施工技术时必须综合考虑，在施工过程中不断总结，做好项目的统筹安排，使其效果得到最大程度发挥，保证项目的顺利进行。同时，应注意给排水管道的设计，解决管道铺设过程中出现的问题，减少因施工而造成的影响，达到预定的施工目的。

3.1 施工前的准备工作

采用长距离顶管施工技术进行城市给排水施工时，需要在施工前做好充分的前期准备工作。首先，应结合工程实际合理选用顶管。既要确保其长度和直径符合工程实际，又要对其所能承受的压力进行深入分析，使其在工程建设中得到合理应用。在选材的同时还应注重对施工环境的分析，根据项目的具体情况设计出相应的施工方案，并由专业人员进行全程监控。其次，根据有关规定对墙体的厚度进行严格控制，以保证顶管的内径能够满足工程建设的要求，并通过对顶管长度的控制来保证施工的安全，从而提高整个工程的施工效率。同时，要充分准备施工机械，认真检查机器设备的使用状况，避免由于设备故障而导致的问题，以确保城市给排水工程的顺利进行。

3.2 顶管施工技术的应用

顶管施工涉及很多方面，如顶管触动、穿墙等，要对这些施工过程有一定了解，严格按照有关规范进行施工，以保证整个工程的质量。为了充分发挥顶管施工技术的优势，可以选择不采用缸套，提高公用管道的利用率，并在地面上进行基坑布置，控制基坑数目，同时在井内进行钢管的埋设。将设备置于适当的位置，并妥善布置工作井的出口，确保接收井与土壤之间的紧密结合，这样可以为城市给排水管道的建设奠定了良好的基础。另外，由于施工过程中会受阻力和偏心力的影响，而且顶管与实际线路之间不能很好地协调。因此必须对其进行修正，尽量减少施工误差，提高工程建设的效益。顶管施工现场如图1所示。

图1 顶管施工现场

3.3 水平螺旋钻井技术的应用

水平螺旋钻井技术具有良好的质量、高地表稳定性、保护周边环境以及减少外界干扰等优点，在城市给排水施工中得到了广泛应用。同时，在小直径排水管道的施工中，水平螺旋钻井技术具有很强的适应性，既能满足工程建设的要求，又能保证施工精度，防止施工偏差过大。另外，采用水平螺旋钻孔技术可以提高土壤的强度，同时也能有效保护城市的生态环境，使工程的沉降问题处于安全范围内。在采用水平螺旋钻井技术时，必须充分利用螺旋钻杆进行钻井作业，以达到今后的施工要求。而且实际工程中应对顶管进行管位测量，确保测量误差在允许范围内，否则应采取中线或高程法，以减少管道施工误差，从而达到改善工程质量的目的[3]。

3.4 通风技术的应用

掌握好通风技术，搞好通风系统的建设，既能确保工程顺利进行，又能提高施工的安全性。若空气流通能力弱，则会影响工程场地内的空气质量，从而对施工人员的身体健康造成危害，增加事故发生。长距离顶管施工一旦发生呼吸困难、缺氧等问题，很难采取有效的措施。因此必须充分利用通风技术在城市给排水施工建设中的作用，建立一套科学、完备的通风体系，改善工程现场的空气质量，确保施工人员的工作状态、身体和心理健康。

4 长距离顶管施工技术在市政给排水施工中应用的有效策略

4.1 加强技术的更新

在城市给排水施工中，施工单位要严格遵循技术运用原理，对各施工环节进行全方位管理。工程设计阶段必须严格审查图纸的内容，严格控制施工材料，以确保工艺的顺利进行。在设计工作井时要加强后座的强度，既要保证两条管道交接部位的对接，充分贴合接缝套环，两头垫层更加坚固；又要采取直上的施工方式，以保证斜坡平稳。为了做好管道的连接，可以选择千斤顶等工具对管道进行挤压，如有裂缝等情况则应选用合适的材料进行充填。外部的橡胶密封要严密，管道内的清洗要及时进行，不能有损坏或漏水。

施工人员应选用较先进的经纬仪表和设备，采用吸泥机将管道内的淤泥吸出，然后用喷头冲洗；在进行顶管施工时，应把工作偏差控制在规范的范围内，严格按照设计计划进行施工，以防止施工中的差错和其他问题。同时在进行排水管工程建设时，应对工程工地进行全方位的调查，及时掌握该地区的土壤类型及分布状况，并对其进行综合测量。

在施工过程中，由于管道的深度较大，必须实时测量地下水位，且操作时须严格地控制顶板的力量和方向。此外，施工易受各种外界因素的影响，应根据施工需求制定科学、合理的防护措施，最大限度地减少施工风险。同时也要按照工作需要，及时提供各种物资。工作井的使用性能与其种类有很大的联系，所以在进行工程施工时必须根据施工需求合理选用工作井。

4.2 明确质量控制要点

出入孔是工程施工中的一个重要环节，它能有效防止土体渗透到管道的内部。具体的质量控制要点如表1 所示。

4.3 强化技术管理

在施工期间，必须对管道的中线和高程进行精确测量，全面控制误差。通常应在顶管工作坑两边设置与管道线在同一高度的中心线，并在管道内部设置3个水准点。在进行给排水管道施工时，应对所有的测量资料进行复查，以确保其定位更为精确[4]。在进行管道建设时，应及时纠正出现的偏差，如有任何错误或其他问题则应及时改正；在实施泥浆减阻施工技术时，为了有效控制后坐力，必须将膨润土泥浆注入注浆孔内，并明确施工阻力；对于顶管进入井口预留孔的技术应用有很高的要求，必须严格控制水平和垂直偏差，以保证管道能够顺利通过；在实际工程中，必须对周围的环境进行检测，从而为以后的施工工作提供有力的支撑[5]。

5 结语

随着我国经济的快速发展，城市给排水工程的建设也在不断增加。在进行工程建设的过程中必须加强技术改造，并在已有的长距离顶管施工技术基础上进行创新。同时要加强对各方面的投资与管理，以提高施工技术的使用质量与效率。施工单位应当选择专业技术人员在工地上进行指导，以减少出现质量问题的概率，推动项目的可持续发展。