市政工程建设中顶管工程技术的应用

2022-12-25胡歧涛

中华建设 2022年11期

胡歧涛

随着科技的快速发展，市政工程顶管技术在有效促进城市健康可持续发展中始终占据着重要的技术领先地位，对社会产生了直接而深远的影响，一个城市常住人口的生产和日常生活，其生产服务质量和日常生活管理方式，重要的技术应用领域之一就是顶管工程技术。在传统的市政工程顶管施工中，主要进行管道沟槽开挖，开挖过程中不仅运输困难，而且进行了大量的设备投资、繁杂的社会协调，使得整个建设过程艰难无比。目前，中国城市地下管道交错进行，管道建设的难度大大增加。面对这种情况，施工单位必须全面考虑所有因素，着力加强对顶管工程技术的研究，确保城市生活秩序不受影响，从而使建设工程项目得到有效开发。为此本文从管道顶管工程的技术特点、具体应用以及注意事项等角度出发，对施工情况进行了深入探究。

随着我国社会经济发展对实际管道工程技术要求的不断提高，在管道工程施工过程中，传统的施工方法主要是封闭施工道路，不仅严重影响施工道路的正常交通运输，而且可能对管道施工周围的交通环境产生不利影响。目前顶管工程技术弥补了以往传统施工方法的一些不足，减少了施工路面大开挖可能造成的道路交通拥堵，不仅保证了施工区域路面的完整性，也保证了施工作业面周边无较大风沙扬尘的可能性，同时也大大降低了施工对周边环境的不利影响，如降水造成的地面沉降、挖断既有市政管道、夜间施工巨大噪音等。顶管工程技术在为市政建设带来极大便利的同时，也对施工技术提出了更高的要求。因此，要对顶管工程技术进行要点分析并不断完善其工艺，对于提高工程效率并保证施工安全而言有着重要的研究意义。

一、顶管工程技术应用特点

近年来，顶管工程技术快速发展。所谓的顶管工程技术，也被称为非开挖施工，是不开挖或少开挖进行管道施工方法。顶管工程技术可以无需开挖地面上层，通过地面建筑物、道路和河流，减少对城市造成伤害，最大限度地保留城市的外观。顶管工程技术的占地面积小，作业面对环境影响小，不产生噪声，充分利用了现有施工资源，降低了项目成本。

1.地面影响小

在市政道路建设中，顶管工程技术可用于穿越道路和河流等许多障碍物，大幅节约建设资金和资源，提高建设效率。在采用顶管工程技术的过程中，不需要沿管道敷设沿线进行沟槽开挖，可以在边施工边敷设相应的市政管道，因此，与传统的沟槽开挖和管道敷设方法明显不同。当前，随着中国城市的持续发展，许多现有的供水和排水系统难以满足新的要求。如果敷设相应的供水和排水管道，地表作业将面临许多障碍，特别是地面工程施工，需要办理道路挖掘占用审批手续、协调交管部门路面交通管控。在此基础上，顶管工程技术的应用，可以将原有的地表开挖转换为便于施工处理的点位，对地表影响小，具有良好的施工效果和社会效益。

2.环保效益突出

顶管工程技术在市政工程顶管的应用中环保效益突出，非开挖顶管的施工过程中振动效果比较小，污染相对较少，干扰较弱，噪声较少，对周围居民的生活危害不大，因此，不会引起大规模扬尘，不会损伤严重的地面植被，因此，具有良好的环保优点。另外，相较于传统的管道敷设方法，顶管工程技术的施工面积较小，不需要特意降排水，可以减少建设期间地面沉降量，能有效满足周边得居民和企事业单位对环境的要求。

3.顶管技术应用普遍

顶管工程技术作为管道敷设技术之一，在国内广泛使用，特别是在市政工程顶管中。顶管工程技术可以安全、可靠地下穿既有建构筑物。近年来随着顶管工程技术的适用范围逐渐增加，发现顶管工程技术具有良好的土壤适应性，可以适应市政工程顶管中不同的土壤地质。第一，顶管工程技术是防水的。顶管工程技术的使用，可以充分避免钻井引起的地下水问题，尽可能避免地下水操作的不便，促进更好的施工流程，缩短施工时间；第二，顶管工程技术成本较低。顶管工程技术节约了大量设备使用台班，不需要大规模的土方开挖，大幅减少房屋搬迁量，大幅缩短管道长度，降低开挖的工作负荷，提高了项目的建设效率和经济效益，能减少工程直接投资。

二、市政工程顶管建设中顶管工程技术的应用

1.前期准备

项目立项前，需要了解施工现场的基本条件，了解市政工程顶管项目所在区域的给排水系统规划，确保建设中和建设后不会影响地区给排水。项目正式开工前，首先取得地质勘察报告，充分了解地下水位、地下建构筑物，及时整理场地，并由施工单位制定详细可行的施工方案，选择合理的工具管道和顶管装置。项目建设工程中，需要掌握施工质量，必须确保顶管结构符合质量标准。同时，注意顶管建设中气候变化对顶管施工的影响，在寒冷地区，冬季需要施加气压，确保顶管工程技术适用。

（1）地质调查

顶管工程施工前，除了做好设备、材料必须要准备工作，对施工现场进行全面的调查和检测也是必不可少。为了更好地优化和改善市政管道的敷设效果，保证顶管工程技术的应用更加合理，为了进一步改善建设效果，充分考虑建设施工周围环境，结合建筑布局结构，合理规划管道路线，提高顶管工程技术应用效率，为后续顺利施工奠定基础，项目建设前必须注意对地质勘察，做好工作的现场建设情况的详细调查。

（2）安全管理

在实施顶管过程中，实施现场监督将显著保证工程施工质量的控制和工程技术应用效果。为了提高现场建设监督质量，必须避免现场管理混乱，防止安全事故。市政工程顶管建设中的顶管技术需要大量的机械设备工作，因此，从现场环境和建设工程结构的角度来看，加强安全管理，提高工程施工质量意义非凡。为了实施安全管理，参建单位可以采取各种措施制定安全管理体系，实施安全管理体系的教育和培训；其次，实施人员安全保护，设立现场安全负责人岗位，在特殊区间和正常区间进行不同的频率往复检查。通过各种措施，提高安全管理质量，确保的生命安全，稳妥推进顶管施工进度。同时保证基础设备不受地下水和地下建构筑物的影响。

（3）加强钢管（砼管）位置的控制

在顶管工程技术的应用过程中，管道的材料、种类和其他因素在敷设管道之前必须综合考虑。另外，加强钢管（砼管）位置的控制影响建设效果的重要因素之一。在建设过程中，为了在合理的范围内控制它，必须加强钢管（砼管）位置的控制。在连接钢管（砼管）的过程中，必须配置钢管（砼管）的位置。在顶管的结构过程中，它必须确保顶管中的所有钢管（砼管）接头，不能根据发生移位和变形到某个位置，从而避免管道底部出现问题。在钢管（砼管）接口的位置还应防止缝隙过大，避免被地下水渗透，确保钢管（砼管）接头内部无灰尘，钢管（砼管）接头连接顺畅。

2.设备装置定位与安装

对于顶管工程技术在市工程中的应用，必须严格按照设计图纸定义特定位置。固定点确定后进一步明确工作井和接收井的大小和形状，并根据实际情况进行适当的变更与调整。当然，顶管施工中井作业和接收的合理配置必须基于总体考虑，施工人员充分掌握总量及其分布后，方能使顶管工程技术的应用更加高效有序。在特定工作井的建造处理中。各阶段施工过程必须严格按规范、规程控制，以确保工作井的可靠质量。在管道起重操作中，管道起重装置的安装是顶管施工的重要阶段，在安装特定设备期间，工作台必须在后续配置中安装和放置模块，为设备提供空间。基础建成后，仪器运输、布置完毕后，下一步就是导轨安装。在安装期间，导轨偏差应该及时检测和纠正，以避免安装偏差导致后期施工出现问题。导轨安装调试完成后随即安装顶管特殊设备，同时在安装过程中检查偏差补偿，以确认设备安装的准确性。设备安装完成后，施工人员必须检查设备的质量，并确保设备能够正常工作。另外，在进行装置定位安装时，施工人员需要时刻关注到地下水位的升降，防止出现地下水位逆流而导致排水不及时。

3.设备布局及管道通风

由于施工现场的复杂性，需要重视施工现场使用的各种设备的布局。另外，用于市政工程顶管的顶管施工设备大部分是自动设备，因此，对线路的连接质量要求很高。顶管作业前，必须提前检查管道布局，以提高顶管方向的精度。在顶管机应用过程中，必须有效记录每台时间间隔，目的是按照设计的参数完成顶管机，避免顶管机出现错误，施工过程注意定期保持校正序列。在施工过程中不仅要控制布局，也进行顶管通风。为了避免潜在的安全危险，必须进行地层和管道堵塞检查工作，同时监测顶管中有毒气体的含量，运用抽风法和鼓风法进行通风，然后通过通风装置排出。

4.顶管机进出洞口措施

在顶管操作过程中，必须有效控制顶管，再进行土层顶进。值得注意的是，在施工过程中，注意观察接收井的相关参数，如果观察有差异，则需要采取措施进行调整。首先，在顶进过程中，需要控制的关键点就是前进速度，太快或太慢都会对顶管施工的整体质量产生不利影响。机头进洞的时候，需要根据实际的建筑土的状态来控制前进的速度。在施工过程中，出现机头下沉等一系列情况时，需要降低机头前进的速度，分析可能导致机头下沉原因，并作相应调整。顶管顶进时，必须控制管路顶进机床的方向并确定其位置：其次，安装导轨，并在指定位置安装管接头。在实际的顶管施工过程中，工作井预留孔的直径稍大于管接头的外径，以帮助顶管顺利出口。顶管机进出洞口是顶管工程一个重要的过程，管道顶进方向正确，才能避免出洞口周围的土层松动，如果发现土层松动则可以在出洞口周边土体内加压灌浆。

5.管道纠偏

顶管工程技术的应用工艺要求在钢管（砼管）交接部分，为了保证顶管位置与施工图一致，应连续增加测量控制点的位置，测量顶管顶入的距离。顶管深入土体离开孔洞后，也可以使用激光经纬仪来确定顶管轴的位置和跟踪光目标测量。在顶管的过程中，如果有需要在时间内修正的偏差，掌握项目的进度有助于进行正确的控制。顶管施工的布线必须严格按照施工图设计的布线进行，避免超长距离顶管。受土层与顶进工具的影响，施工过程中容易出现管道偏差。如果管路的轴偏离设计的轴，则管路弯曲，管路发生较大偏移时，也可能导致管道接头损伤或关节泄漏等。因此，在顶管施工过程中必须定期检查顶管轴位置，可以通过重复测量或增加测量频率来降低轴偏差。在设备安装过程中，需要选择高精度顶管装置，提高设备安装的精度。管道位置偏差是顶管工程建设过程中的常见问题，施工前要对各种可能造成偏差的原因做到心中有数，管道位置、间隙必须严格自动纠正，避免管道损伤等不良质量问题，使工程质量符合规范、规程要求。

三、顶管施工的注意事项

1.做好地表沉降或隆起监测及防治

在顶管的建设过程中，必须充分利用顶管装置的工具，聘请操作顶管的专家，最好由专家进行现场调查，在建设前进行记录，在实施前完全掌握性能。在建设过程中，工作人员必须始终注意顶管的变化，顶管施工要做好地表沉降或隆起监测及防治，有必要跟踪并监视路面状态，调整参数，通常地表沉降存在裂缝，则必须在施工前标记原始裂缝，修正偏差。顶管施工过程中，如出现异常情况，必须立即停止建设，采用科学合理的方法进行有效解决，对于不同的事故，应制定紧急计划，进行不同的处置措施。

2.规范施工操作，强化人员素质

在市政工程顶管建设的全过程中，首先，要不断培养项目施工人员的相关专业知识和技术水平。通过不断稳步地提高专业知识和技术水平，确保市政工程顶管建设按照国家有关规定有序进行，高效准确地保证市政工程顶管施工的安全和质量。施工现场顶管施工单位负责技术、安全的人员必须及时发布信息，更新顶管施工的技术进展，及时组织市政工程顶管施工安全管理技术的培训、学习和交流。要时刻提醒顶管作业人员注意安全和警惕施工现场可能发生安全事故的危险源，确保市政工程顶管施工人员人财产安全。另外，在确保顶管建设安全管理的过程中，要及时对所有市政工程顶管管理安全管理技术人员进行与专业技术有关培训督导，从而有效规范市政工程顶管施工安全管理操作，降低市政工程顶管施工安全管理过程中各操作环节的各种安全隐患。市政工程顶管施工安全管理项目小组必须全面、切实明确各部门安全隐患管理职责，在工作中相互协调配合，落实各项安全隐患风险管理的组织实施，市政工程顶管施工期间及施工结束后，确保市政工程顶管的质量和安全。

3.现场施工管理

在现场施工管理过程中，污染物和各种建筑垃圾都可能影响施工设备的正常运行，其部件需要及时消毒清洗。施工设备安装前，应对设备内部部件进行彻底消毒和清洁，有效减少施工设备后续的日常维护。设备消毒清洗后，由于季节性气候变化，季节性气候变化也可能对施工设备压缩机的正常工作量和运行环境产生决定性影响。在寒冷的冬季，一些地方可能容易结冰，导致使用排气阀的管道内部结冰，因此，通常需要及时采用多个检测设备气压的安全检测管理模式。当施工设备需要进行多次泵压检测时，需要提前进行详细的数据分析，及时分析问题并给出合理的解决方案，以确保施工设备在施工作业管理过程中的安全。