市政道路配套污水管道顶管施工技术

摘要：随着时代的发展，各个国家对城市建设越来越重视，一个城市要想发展，就需要对道路给排水工程进行详细的完善。道路建设项目中，排水工程切实关系到人们的生活，因此近几年污水管顶管施工技术应用广泛。这种技术的实施可以很大程度上提高排水工程的安全性，随着顶管施工技术的普及，排水工程施工会更加轻松，本文就对道路排水工程中的污水管顶管施工技术进行深入的探究。

关键词：市政道路 配套 污水管道 顶管施工

市政道路给排水管道在进行设计的过程中，由于给排水管道具有建设难度高、施工周期短的特点，在市政道路配套污水管道进行设计的过程中往往会使用顶管施工工艺。本文主要针对市政道路配套污水管道顶管设计，对其相应的设计优化策略进行分析和研究。

1 顶管施工技术的施工工艺

我国市政道路排水工程使用的顶管施工工艺大多有两种，一种是人工掘进顶管，另一种是机械顶管。

1.1人工掘进顶管

1.1.1施工方法

人工掘进就是采取人工挖土的方式进行挖土施工并借助机械动力使管道推进人工掘出的孔洞。为保证施工安全，挖土施工人员一般在顶进的管内前段操作，土方随着开挖人工装车运至工作井吊出外部堆放。    1.1.2优劣分析    其优点是施工人员可随时观察土层与工作面的状态，如遇有障碍物、其他管线及顶进偏差等易于采取应变措施，做到及时处理，便于掌握。缺点就是受制于土质、地下水等因素，以致施工进度缓慢，延误工期，增加工程造价，人工顶管容易造成顶管上部塌方，难以确保道路工程质量，且相对施工工人具有一定风险，遇有特殊情况如有毒气体等会危及生命安全。人工掘进的风险相较于机械施工较大，在科技发达、机械运用灵活且相对施工速度突飞猛进的今天，一般很少采用。该种施工方法主要适用于一些管段较短小、施工空间狭隘且没用施工危险的管道非开挖施工操作。采取人工掘进顶管施工，一般不受限于工期要求，工期相当宽裕，且地下土质、地下水的干扰不大。

1.2机械顶管

1.2.1施工方法

其就是利用管前泥土切削粉碎挤压机将管前土方旋切粉碎并挤压成泥条自管前机身泥条出口挤出至已顶进的管内，使之管前空洞，管道在顶进机械的动力下不断向前推进。

1.2.2优劣分析

其优点是施工进度快，易于操作，且质量效果好、施工安全、造价低廉。相较于人工顶管而言，不但顶进速度快捷，减少了工作坑的制作，加快了施工进度，节省了施工投资，而且减少了劳力的投入，而且不受制土质、地下水等限制，同时其所占施工空间亦不需要太大。相较于泥水平衡顶管而言，不但顶进速度快捷，减少了水资源的浪费及污水的排放，而且避免了因泥浆排放而污染环境，节省了施工投资;同时施工噪音低，安全程度高，因其是挤压出土，没有塌方、管顶孔洞等后遗困扰，在管道顶进的长度上亦可长可短易于控制。土压平衡顶管是使用范围最广的一种，其潜在的使用价值和不受条件限制的特性自进入市场后一直备受欢迎。

但是在上述2种施工技术中，顶管施工工艺的应用包括3个环节，第一个环节是为确保顶管作业的顺利进行，应当在动工以前选择恰当的技术工作者，另外将施工所用到的工具、建材等准备完毕，在所有准备工作都做好后步入第二个环节。第二个环节要求所有部门的实操工作者等候指令，为顶管作业的顺利进行提供配合。第三个环节便是施工环节。

2 顶管技术施工的具体运用剖析

在污水管顶管作业以前，应当先全面掌握工地周围的状况，掌握真实的作业环境，进行精准评判，编制完善、恰当的施工计划。在选取管道口径的时候，应当依据排水项目的现实需求，以及施工条件管道所承担的压力选择，依据外部的真实状况，确定材料的硬度，污水管顶管长度也要求设计工作者在对现场考察以后再确定。

在施工期间，污水管顶管作业应当仔细、谨慎，应当确保所有安装工作都安装到位，安装位置准确无误，此外，应当在部分区域以添加木桩的方式提升牢固水平。

现实中，污水顶管作业的流程共计包括3个步骤：首先，在污水管顶管作业以前应当将所有前提工作抓好，在进行实际勘察的过程中应当将勘察的情况具体记录下来。其次，应当掌握周边的地质水文状况，以及作业场所周边的自然条件，在掌握了施工场所周围的状况以后，编制恰当、完善的作业路线，确定科学的作业步骤。在尽量确保建设质量的前提下，提升施工效率，确保施工活动不对周边人们的生活产生不良影响。最后，为确保污水管顶管作业平安进行，要求施工人员确保作业的精准度，作业人员应当随身携带测量仪器，修正存在偏差的机械。保证污水管顶管作业路线的科学。但是在施工期间也应当校对施工状况，为总体掌握精准度，施工企业可构建单独的测量管控系统，以便第一时间掌握地下情形，可经过调节顶进的效率，降低施工给地面造成的影响，保证污水管顶管作业的顺畅进行。

3 实例分析市政道路污水管道顶管施工技术

3.1施工项目案例

昭山示范区朝阳渠截污干管工程位于湘潭市昭山示范区范围内，拟建场地沿线有铁路、城市道路、沟渠、农田和水塘，地面标高约0.08～8.6m，地势起伏较大，地处长衡丘陵盆地中部，属湘中丘陵至湘南山地的过渡地带。地表以人工填土層为主，下部为第四系冲洪冲刷淤积层。依据现有的区域地质资料，该区全新世以来没有活动断层，对拟建工程没有不利影响，是一个构造稳定的场地，适合修建该工程。10个工作井及接收井周围30m的农田内没有建筑物。本次调查中，所有上部基岩均未发现明显的孔、洞、孔临空面和软弱岩层。

3.2本项目重难点剖析

整体而言，昭山示范区朝阳渠截污干管项目的重难点包括下述几点：施工区域的土质比较恶劣;作业场所的顶管需要穿过2条铁道、4条道路、3条直交管道。本项目运用泥水均衡模型作业是恰当的，重点是顶进过程中应当注重推进效率与出泥浆量的均衡，出泥浆量不可比顶进管体积大。从铁道与直交道路横穿时：第一，铁道与管道交合处的间距是管道安全距离的150%，事实表明，这种距离能够保障顶管施工的顺利进行，为此无须在顶管之前采用管道增固举措;第二，横穿的时候速度不可过快;第三，在顶管上设立检水点，第一时间掌握管道的下沉状况，进而调节顶管的顶进效率;第四，管道顶管穿过之后，应当把之前减小阻力的膨润土全部清除，特别是管道位置，应当着重替换，避免管道后续发生下沉问题，导致管道出现风险隐患。

顶管工艺是运用时间较长的一种施工工艺，在城市发展过程中，多种构筑物的横穿、规避等均已处理得比较娴熟，为此在该项目中可发挥出优良的功能。

3.3顶管施工工艺的施工计划

顶管作业工艺在实际应用以前应当重视管沟的挖掘，通常而言，从上到下加以掘进，抑或了解了部分特点以后再进行掘进，管沟挖好以后若对管沟加以作业，架构便会失稳，为此在考量作业环境的情况时，应当基于现实状况决定作业的时间和方式。当前顶管施工技术运用十分普遍，同时也是效果比较理想的一种方式，可以有效处理土方堆积问题。

3.4市政道路污水管道顶管施工技术剖析

（1）依托先进仪器保证顶管施工技术运用效果。为大幅提升顶管施工的实际效果，在施工活动进行期间，可运用专门的控制系统对顶管挖掘机器进行管控。该系统主要包括西门子可编程控制器、电脑，能够远距离操控。系统大致包括3个部分：其一是机电控制箱;其二是地面操控仪器;其三是配电箱。机电控制箱可运用PLC工艺实现对刀盘电机内泵站的有效保护。另外，还能够依托PLC达成顺畅通信的目标。这种方式能够第一时间使操机者掌握刀盘电机承载数据和机头设备的倾斜角度，进而对顶进机器的前进效率进行管控。在平衡机械的作用下，能够对出泥效率与顶进效率进行均衡。另外，机电控制箱依托PLC系统可实现对调向泵、刀盘电机、纠偏液压缸、机内泵站、泥水阀体的操控。

（2）运用测量程序保证顶管地点的精准。在顶管施工期间，需运用精准度较高的测量程序，通常状况下，测量程序包含3种设备：其一是测量靶;其二是监控仪器;其三是激光经纬仪仪器。这种系统的作用是对施工实践中顶管机顶进成效加以监控，在运用该系统时，应当事先进行调节。技术工作者应当把顶管机机器放到作业井中的轨道上，之后把测量靶核心点与管道核心点对齐，且依据现实状况调节激光经纬仪的高度，保证该设备的高度与管道核心点高度相同。

3.5顶管施工期间后座墙面硬度对顶管施工工艺的作用剖析

在顶管顶进期间后座墙的硬度数据与推进过程中千斤顶给其增加的压力存在紧密关联，在不考量其他影响要素的状况下，数据几乎和最高水平的顶力完全相同。整体而言，影响要素类别众多，大致能够分成两类：一类是主观要素;另一类是客观要素。具体而言，客观要素包括土层覆盖厚度、管道规格、管道所运用的材料等。主观要素包括施工期间停止机器运行与否、顶入的方式、操作过程中出现的偏差等。下文针对顶管作业期间后墙强度影响要素展开剖析。

（1）顶入偏差。在顶管推进期间，因为受顶管机械、土质等要素的作用，或许会致使管道与提前确定的方位存在一些误差，此误差通常叫作顶进误差。此误差或许致使顶力增高，为此，在推进时，应当第一时间采用干预手段减小误差的程度，乃至减小误差产生概率。另外，应当结合偏差的情况加以调整，在允许的范畴内，顶力增高数值一般较小。然而若产生顶管偏差而不进行调整，较易致使顶进作业时产生错线等问题，为此致使顶力大大增高，进而导致后墙受损。

（2）若在顶进期间产生暂停现象，或许会对后墙造成一些影响。若在顶进期间暂停顶进后再次进行施工，形成的顶力通常高于停止施工前的顶力，若暂停时间很长，或许致使土层垮塌。但是在水下实施顶进施工时，若暂停顶进会致使液态的细砂流入管中，导致顶力大大增高。需指出的是，顶进期间采用注浆润滑举措会在一定程度上影响到顶进效果，若使用注浆润滑，顶力施工时面临的阻力会大大减少。

（3）在顶管施工期间，人为要素是不可忽视的一个重要因素。为此，在施工实践中，必须要采用科学的举措确保施工活动的安全进行，防止安全风险的产生，以减少各种要素对顶管作业的干扰。另外，应当在核算顶力的前提下增添恰当比重的安全指数，以减少主观要素产生的不良影响。另外，作业人员应当遵照有关规章，对后座墙的硬度进行严控，防止由于顶力太大而受到毁坏。

3.6施工效益剖析

在工程施工期间，对于一些重难点，应当采用科学的施工方式，不仅要达到质量标准，还要遵循项目质量管控准则。在项目建设期间，应当依照施工图纸的要求与技术规范进行作业，保证所有分项工程检验达标率达到百分之百。另外，为了保证项目建设品质达标，依据之前的管理实践和本项目的特征，运用项目责任制和目标管控方式，企业所有部门倾力配合。施工过程中依照ISO9001∶2000质量机制的标准开展质控工作。

4 市政道路配套污水管道顶管施工推进时需关注的问题

顶管作业会对整体的排水系统产生不可忽视的影响，若不注重这类问题的解决，排水系統在正式投入使用后便会产生安全隐患，危及人们的人身与财产安全。具体而言，应当注重下述几个问题。

（1）谨遵顶管作业有关技术标准，从严控制实操工作者的技术，对于部分关键操作，管理人员应当依据有关规定进行监视。

（2）要求操作人员定时勘察，定期对顶管施工技术运用的企业加以监管，第一时间发现出现的偏差，最终修正存有的不足。

（3）在顶管施工工艺运用实践中，顶铁发挥着不可忽视的功能，有关人员应当定期查看，防止顶铁产生歪扭问题，对所发现的异常第一时间加以解决，在施工完毕后，要将活塞收好。

（4）如果推进过程中发生异常，应当对顶进内部进行清理，若产生土方垮塌问题，作业人员应当暂停推进，对土方进行清理，且在平常施工期间完整记录机械运行数据。

5 结语

总而言之，在市政道路配套污水管道项目中，顶管技术运用范围很广，与过去的施工工艺比较来说，此种技术的运用可以减小对人们日常生活的不良影响。在深层管道建设过程中，顶管技术还可以大大减少施工费用，获取可观的物质收益。因此，增强对顶管技术运用的探究，能够有效提升运用成效，从而提升污水管道工程建设质效。在运用顶管技术时，有关企业应当抓好前期准备工作，且在建设过程中对施工现场加以严控，保障顶管建设效果，防止项目建设过程中产生质量缺陷，确保排水项目的总体建设效益。

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中图分类号：U417.3DOI：10.16660/j.cnki.1674-098x.2203-5640-8318

作者简介：童波（1984—），男，本科，工程师，主要从事监理相关工作。