市政给排水施工中的非开挖顶管施工技术思考解析

王梅泰

(兰州城市供水(集团)有限公司，甘肃 兰州 730060)

现阶段我国各个城市的建设与发展都在如火如荼的展开，市政给排水工程的重要性不言而喻。已建城市的给排水管网系统存在规模大、施工周期长、建设难度高等特点，如果沿用传统大面积开挖的施工方式进行市政给排水管道系统的工程施工，必然会对道路交通及人们的正常生活产生极大影响，所以选用更为先进的施工技术，既能保证工程的总体质量，又不会对道路交通产生较大的影响与破坏。基于此观点，本文主要针对市政给排水施工中的非开挖顶管施工技术进行深入探讨。

1 非开挖顶管施工技术的含义

1.1 非开挖顶管施工技术

时代的不断发展，促进了科学技术的不断革新，建筑行业当中许多新技术、新工艺应运而生。最具代表性的当属非开挖顶管施工技术，此技术最早运用在欧美发达国家的施工技术中。非开挖施工主要是指在对地层破坏较小的情况下，使用不同的技术手段来对城市建设过程中的污水管线、天然气管线等进行铺设和维修。在非开挖施工技术的作用下确保各个管线能够顺利穿越河流、护坡等地区。现阶段非开挖施工技术的应用方法主要有两种，一种是顶管施工方法，另外一种是水平螺旋钻孔施工方法。

非开挖顶管施工技术将顶管施工技术与非开挖施工理念完美的融合在一起，二者相互影响、相互促进，在相辅相成当中提升了施工效果。非开挖顶管施工技术的特点在于仅挖开小部分地面作为施工工作井，运用高压液压千斤顶通过此工作井垂直进入地下后进行地下横向顶管施工工序。由于此种施工方式并不会对市政路面，尤其是在一些交通拥堵的路段或者是人口数量极多的地区产生较大的交通通行影响，而且能够有效地缩短施工工期，因此在市政给排水管道施工中运用较多。非开挖顶管穿线施工和管道施工分别如图1和图2所示。

图1 非开挖顶管穿线施工图

图2 非开挖管道施工图

1.2 工程概况

为研究非开挖顶管施工技术，本文结合某一具体工程的基本情况，展开相应的研究，并发挥该项技术的作用，全面提升该项技术的合理运用，从而使得市政排水效果得到全面提升。

本工程为某市市政排水工程，首先，排水工程中线与附近建筑的距离为10m，另外，管节外径为2 600m，管节内径为2 200m，并且管节的总长度为510m，同时，管节顶进长度为2 400m，为了满足施工需求，还要对管顶上部覆土的厚度进行控制，结合设计需求，本工程对覆土的厚度控制在4.5m。

为了满足本工程的基本需求，还要对市政排水的相应内容进行研究，确保非开挖顶管施工技术能够得到合理的运用，进而降低各类安全隐患的发生概率，促使施工技术能够满足实际应用的基本需求。

市政排水是城市生活中的基础设施，通过市政给排水施工，能实现对城市雨水的合理排放，降低雨水淤积。雨水是城市中常见的问题，如果雨水不能得到合理排放，就会给城市环境带来影响，甚至还会导致大面积洪涝灾害的发生，所以，需确保市政排水系统的功能，使排水系统可以对降水量剧增的问题进行控制，从而极大降低城市洪涝灾害的发生概率。确保市政排水系统的功能与作用。

另外，城市污水也要经过给排水系统，将污水排出，从而确保城市的服务能力，避免污水给城市环境和城市居民的正常生活带来影响，通过给排水系统，合理的将污水运送到净化场所，并对污水进行净化处理，促使污水可以得到合理排放，降低污水给环境带来的负面影响。

除此之外，在城市面积大范围增加前提下，市政给排水系统能够为城市居民提供日常所需用水，可以满足日常生活基本需求，提高日常生活质量。

2 非开挖顶管施工技术在市政给排水施工当中的应用优势

市政给排水施工的传统方法主要以大面积挖掘路面后敷设管道为主，此时为了保证周边人民群众的人身安全，需要对施工路段进行围护管理。这给人民群众的出行带来了极大的不便，开挖过程中出现的大量粉尘也严重影响了市容市貌和人民群众的健康安全，同时这种施工方式也增加了周边道路的通行荷载，导致交通事故发生率大大提高。非开挖顶管施工技术的出现，可以有效弥补传统施工技术当中的不足。此技术在不开挖道路的基础上进行施工工序，有效的缩短了施工工期，减少了噪音污染和粉尘污染，缓解市政给排水管道施工对周边行人、车辆正常出行的影响。

非开挖顶管施工技术运用在铁路、河流、地下管线等下穿工程中，也能有效提高施工效率，保证施工人员的人身安全。

总之，非开挖顶管施工技术作为更具现代化施工特点的施工技术，目前已得到了广泛应用，其所呈现出来的施工效果也十分明显，是现代社会文明施工、安全施工的具体体现。

3 非开挖顶管施工的准备工作

3.1 顶进管的选择工作

一般情况下，市政管道均有耐腐蚀的需求，因此常采用钢筋混凝土管作为市政管道的常用管材。在选择顶进管材料时，要加大对供应商资质的考察力度，确保其具有国家权威机构承认的相关生产资质。结合具体工程的施工要求，顶进管自身要具备较好的抗腐蚀能力，以防其长期在潮湿环境内发生局部腐蚀、破损等问题。加强顶进管的直径、管节、配筋等部分的控制，确保其符合工程质量及安全设计要求。具体设计过程中，设计人员应结合工程实际，在计算钢筋混凝土顶管内径时，根据地质条件、抗震烈度等实际需求，进行管道参数的选择，同时应保证钢筋混凝土顶管外径严格遵循顶管的荷载条件[1]。钢筋混凝土管作为顶管进行施工时，应满足钢筋混凝土管的标准设计和应力集中实验，并严格遵守顶管施工规范要求，以保证施工质量。

3.2 顶管施工的准备工作

当顶管选择完成后，工程人员应将顶管机、千斤顶等设备安装在施工工作井附近，采用高压旋喷灌浆装进行加固，为后续非开挖顶管施工的有序展开做好准备。在施工过程中，工程人员还需在工作井中安装止水设备，这样做是为了有效地防止泥水长时间停留在顶管机预留孔顶端，保证顶管施工的顺利进行[2]。

3.3 导向孔轨迹的设计

导向孔轨迹作为扩孔拉管的母线，导向孔最终会形成管线孔。在具体施工中，非开挖拉管施工技术重力管对深度、坡度的设计误差有着明确的要求。在管道设计的时候需要相关人员能够全面考虑排水工程的实际情况，结合施工条件确保设备能够以最小的入土角度进入到土层中。同时，在工程施工的过程中需要根据非开挖顶管工程施工要求、市政道路排水工程对工程施工提出的要求设置出合理的工作井区间。

3.4 管道材料的选择应用

在排水工程施工中顶管的长度对整个工程施工的施工效益和施工控制有着十分重要的影响。在垂直推顶的影响下会使得顶部路线和预定好的路线设定存在较大偏差，且这种偏差在形成之后很难进行恢复。在顶管长度不符合规范标准的时候会出现顶进线路弯曲。为此，在施工之前要严格按照规范的标准选择顶进管道的长度。一般情况下，顶进管道和顶管直径的比值如果超过了2.1，就需要选择顶管施工；而在顶进管道和顶管直径比值处于1.15的时候需要选择标准长度的顶进管；在顶进管道长度和顶进直径比值不超过1.1的时候使用短管。

4 非开挖顶管施工的主要流程

在进行市政给排水工程顶管施工的过程中，施工管线的管中心需要与周边楼群外侧保持一定的安全距离，以防止管线施工导致周边楼群出现不均匀沉降，墙体开裂等问题。因此，因地制宜的选用顶管机是非开挖顶管施工的关键。在顶进的过程中，为了能够让施工更加的稳定、安全，可以搭设与之相对应的钢板桩，这样能保证顶管机有序、顺利的进、出洞。当顶管机出洞之后，应立即拆除转封门，拔除钢板桩， 避免在顶进过程中出现管机倒退等问题[3]。第一，穿墙。穿墙是在打开穿墙闷板之后使用管推工具将其推送到井外部，并安装科学有效的止水装置。在穿墙施工操作的时候要注重使用粘土、水泥混合形成的填充物填充到穿墙管中，并在穿墙之前在墙体管外部开展注浆加固操作。在打开闷板之后需要立刻进行工具管的推进操作，并在这个过程中做好一系列止水工作。第二，顶管出洞。在顶管设备进入到土层之后会出现顶管出洞工序。为了能够减少顶管推进过程中管线偏移的问题，需要相关人员在工具管的下方设置一个支撑力量，并在施工操作的时候密切观察工具用管的凋零情况，在出现凋零之后及时采取措施纠正工具管的偏移和下沉。第三，注浆减少阻力。为了能够降低顶进管顶尖的阻碍力量，缓解顶管过程中的地面下沉问题，需要在压住触变泥浆之后在管道附件周围打造出一个保护层。在顶管顶进的过程中完成顶进机头尾部的注浆施工。第四，顶管测量与偏差校正技术。顶管测量工作主要由顶管中线桩测量与布置、工作坑内高程调控、导轨安装测量、顶进中管道中线及高程度量等工序构成。要求第一节顶进每隔200m～300m进行一次测量，正常顶进每间隔0.5m～1.0m测量一次，校正时每顶进一次复测一次，以上操作表现出顶进施工中管道中线及高程测量次数多的重要地位。校正实践中，工人之间要加强配合，顶管校正是一项偏差纠正的手段，土层性质、顶进力度、管道衔接方式等可能会给其带来一定影响，容易导致顶管中线发生偏离问题，随后进行校正。可供采用的纠正方法有挖土校正法、工具管矫正校正法等。现场施工中，尽量要做到小角度、动态及时纠正。

5 注浆减阻

非开挖顶管施工时，注浆减阻工作对于工程的总体质量会产生不同程度的影响，应引起重视。该部分内容应由专业技术人员对灌注浆当中的润滑泥浆比例进行优化调整，保证泥浆的比例满足规范要求。这为注浆工艺的有序实施打下了基础。在顶管施工过程中，应保证注浆减阻技术真正的落实到实处，方能大幅度提高此项工作的施工效果[4]。

6 非开挖顶管施工技术应用过程当中的注意事项

笔者认为，非开挖顶管施工的技术重点在于润滑泥浆的科学配比。润滑泥浆比例的优化调整能有效地降低土层和管道之间所产生的摩擦阻力，避免出现地面坍塌、周边建筑不均匀沉降等问题的发生。

其施工重点主要在于不同工程实际的项目复杂性。在具体的施工过程中，应严格遵循施工规范及标准要求。非开挖顶管施工技术是一种具有现代化施工特点的施工技术，但其真正得到广泛运用的时间并不是很长，所以在具体施工过程中，工程人员还需对该项技术进行更深入的分析研究，保证施工的合理性和安全性。如发现安全隐患或施工环境安装难度大等问题，应及时与建设单位联系。另外，定时、定期地组织施工团队进行培训教育，大幅度提高施工队伍的综合素养与工作水平至关重要，这可为非开挖顶管施工技术的发展打下坚实基础[5]。

除此之外，实际的施工中还要建立相应的质量控制体系，通过施工质量控制体系的建立，能实现对施工的控制，全面降低施工期间，各类施工质量问题的发生概率，从而提升施工质量效果，使得市政给排水工程的功能性，安全性和质量性都得到保证，为城市居民生活质量的提升奠定基础。另外，为了保证施工质量的合理控制，还要对施工期间的监督和控制体系进行完善，发挥在线监控系统的作用，实现对施工的在线监控，从而使得施工中的相应问题都能在第一时间找到问题的负责人，避免推诿的事件发生。同时通过监督作用的体现，还能对工程中存在的问题进行优化，经过优化处理，施工中的问题就能得到合理的控制，进而能够满足实际施工的基本需求，全面推动非开挖顶管施工的应用效果，确保工程的整体质量得到提升。另外，还要借助监控体系，落实对施工人员的管理工作，确保施工期间，各项技术都能得到合理的运用，确保施工技术能够按照规范和施工设计进行利用，进而提高给排水工程的建设质量[6]。

7 结 语

随着国家经济的不断发展，人民对于美好生活的需求更为迫切。市政管道工程的安全性、高效性受到了人民群众的广泛关注与重视，并且对其提出了更高的要求与期望。非开挖顶管施工技术在市政给排水施工中的应用，可有效提高工程质量，提升施工效率，保证工程人员的人身安全，但其仍面临着施工现场情况复杂、顶管深开挖会引起周边建、构筑物地基不均匀沉降等问题，因此仍需在实践中总结经验教训，以期优化非开挖顶管的施工技术，满足人民的美好生活需求。