对市政给排水施工中长距离顶管施工技术的分析

摘要：给排水系统建设质量影响都市基本职能，须通过各类技术手段寻求优化，这为顶管施工提供了应用空间。以市政给排水施工中长距离顶管施工技术优势为切入点，在此基础上分析其应用的具体方式，包括工艺流程、技术应用的准备工作、技术应用具体方法等，最后就该技术应用要点进行分析，以系统呈现技术优势，为其后续进一步发展、运用提供少许参考。

关键词：市政工程给排水施工长距离顶管施工中继间

AnalysisofLong-DistancePipeJackingConstructionTechnologyinMunicipalWaterSupplyandDrainageConstruction

ZHAODapuWANGLi

BeijingEquipmentInstallationEngineeringGroupCo.，Ltd.，BeijingCity，101100China

Abstract：Theconstructionqualityofwatersupplyanddrainagesystemsaffectsthebasicmunicipalfunctions，andoptimizationneedstobesoughtthroughvarioustechnicalmeans，whichprovidesapplicationspaceforpipejackingconstruction.Thisarticletakestheadvantagesoflong-distancepipejackingconstructiontechnologyinmunicipalwatersupplyanddrainageconstructionasthestartingpoint，andanalyzesitsspecificapplicationmethods，includingprocessflow，preparationworkfortechnical&nPXqO3FdsHhoejpWD5ZkKgA==bsp;application，specificmethodsfortechnicalapplication，etc.Finally，thekeypointsoftechnicalapplicationareanalyzedtosystematicallypresentthetechnicaladvantages，providingsomereferencefor itsfurtherdevelopmentandapplicationinthefuture.

KeyWords：Municipalengineering;Watersupplyanddrainageconstruction;Long-distancepipejackingconstruction;Intermediatejackingstation

顶管施工（PipeJackingConstruction）是一种非明挖施工方法，可以削减开挖工程总量，常用于管道埋设施工，以设备提供动力完成管道埋设和顶进，在现代市政工程、管线工程中应用广泛。就市政给排水施工而言，顶管施工可以减少施工工期，提升施工效率，但长距离施工的难度、作业要求也较高，需要在实际工作中予以更多关注[1]。从现状上看，各地市政给排水工程建设要求逐渐提升，需要加强施工技术控制工作，长距离顶管施工技术应用流程比较固定、方式也较为成熟，对其技术应用方式、要点等内容进行分析，可提升其在市政给排水工程中的应用效益，具有较突出的现实意义。

1长距离顶管施工技术的优势

1.1基本作业原理

顶管施工的作业原理比较简单，主要发挥主顶油缸及管道间中继间等的推力作用，按照预设方向进行顶进，使管道克服与土壤之间的阻力，被顶入预定位置，使用工具管的情况下，可以利用其他设施将其吊起，再将目标管敷设到对应区域内。只要土壤强度满足施工需要，且设备功能满足顶进、起吊的需求，即便施工距离较长，也可以利用顶管技术完成市政给排水施工。

1.2技术优势

从优势上看，市政给排水施工中应用长距离顶管施工技术，具有3个方面基本优势：一是施工对环境的扰动较小；二是安全性较高；三是施工进度较快。与盾构法、明挖法不同，顶管施工技术无须进行大量土方开挖工程，可以穿越公路、铁道、河川、地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线对地表环境、地下环境影响较小，尤其是地面建筑、道路等设施受到的影响不大。同时，施工过程中无须进行复杂的支护系统建设，人员、机械设备参与劳动时面临的安全威胁较小，可以提升施工总体安全性[2]。从进度上看，施工土方部分规模较小，前期开挖和后期回填工作压力不大，明确的施工原理则提升了施工过程干预能力和质量，进一步降低了工作的复杂性，使施工进度得到一定保障。

2长距离顶管施工技术的应用方式

2.1工艺流程

从共性角度出发，市政给排水施工中应用长距离顶管施工技术，其基本流程是相似或相同的，除早期准备、施工验收之外，核心部分的施工内容以及工艺流程如图1所示。

施工作业开始阶段需要组织测量放线以确定施工位置，之后进行地基处理，并建设工作井、接收井，之后组织封底施工，并组织顶管作业。顶管过程中，需要重视注浆作业，分节敷设管道，完成敷设后再对施工情况进行检测，并通过闭水试验确定施工质量和管道的密闭性，最后组织验收[3]。

2.2准备工作

尝试在市政给排水工程中应用长距离顶管施工技术，需要做好准备阶段工作，主要工作内容集中于信息采集、方案分析、设施准备3个方面。信息采集主要针对施工区域地上环境、地下环境、土壤信息等开展，包括地下管线分布情况、地上建筑信息、绿化植被情况、土壤强度情况等，原则上采用新管让旧管思路，同时减少施工对地上都市活动和设0974d13334d67e95bd7a92bd3d288933施的影响。根据前期信息采集的结果出具施工方案、施工组织设计，再做施工人员、设施等准备[4]。

以设施准备为例，主要关注主顶、机头的选择。在无特殊要求的情况下，可以采用气压平衡网格（水冲）式机头进行施工，也可以根据土壤情况等选用液压设施等其他设备组织施工[5]。要求在施工过程中保证土压稳定，控制施工对土壤周边结构的破坏，也减少外部土体对施工活动的负面影响。主顶应保证具有一定的顶进能力，可选用工程用各类千斤顶，要求单顶的作业能力在200t左右，如果施工难度较大、作业距离较长，应使用4台或更多千斤顶提供支持。

2.3作业方法

2.3.1中继间设置

进入现场施工阶段后，需要首先组织测量放线，并对各区域位置进行标示和记录，根据标示信息进行土方开挖，根据施工位置标示结果初步完成顶管区域施工作业。之后进行中继间设置，因市政给排水工程中长距离施工难以一次完成，需要在施工过程中设置若干中继间。所有中继间应确保根据测量放线结果精准设置，根据施工要求，其间隔可控制在60～120m之间，不宜过远或过近，以避免方向偏移的问题，也避免非必要的施工资源浪费[6]。

所有中继间的功能均是相似的，主要服务顶管过程中质量控制，也提供必要的顶进动力作为施工辅助。这要求以前壳体、千斤顶、后壳体组成中继间作业系统，分别借助前接管、后接管实现与前后壳体的稳定连接，一般以承插式提升连接质量和固定效果。为避免泥浆进入中继间结构中，需要通过橡胶止水带进行连接部位的密封处理。

中继间的动力系统须根据施工要求具体确定，原则上可略小于主顶动力水平，使用30～40t/台的千斤顶提供辅助，使用数目可以在5～10台之间，必要时也可以进一步增加。中继间内的千斤顶需要沿圆周均匀布置。其行程参数可设定在15～50cm之间，并以固定设施使其稳定与作业系统的壳体牢固连接，同时所有设备均应具有较强的刚性，以应对可能出现的挤压形变和位移问题。

2.3.2顶进施工

完成中继间设置后，开始组织顶管施工，利用起吊装置，将管节吊起至空中，在此过程中需要由施工人员现场组织监督，确定管节起吊平稳，不存在重心偏移情况。按照现场标示信息，将管节平稳置入地下施工区域内，并利用动力设备提供顶进动力，缓缓向前顶进。

施工过程中，需要确定比较合理的行程参数，主顶的行程应在0.8～2.0m之间，主要根据土壤强度，土壤强度过大或存在砂石，应适当削减行程参数，土壤比较软弱、便于顶进的情况下则适当提升作业参数，以加快顶管效率。利用千斤顶持续提供动力，将顶力传至管节，利用分压环、顶铁等保证设备与管节接触充分、后者受力均匀，以减少不当顶进造成管节损坏的可能。顶进过程中，需要借助中继间进行方向控制，并关注顶进过程中可能出现的异常情况，如顶进异常减缓，需要暂停施工以观察是否出现刚性较强的障碍物、管节是否损坏等。

2.3.3接口施工

接口即不同管节的连接部位。市政给排水工程中使用的管节需要保证具有良好、稳定的连接效果。接口处可以使用橡胶止水带、软土衬垫以及具有较强紧固作用的金属套环进行施工，金属套环规格应统一，在施工前根据方案设计要求确定其具体大小，运输时保证存放得当，不出现形变和损坏情况。

组织管节接口施工时，先取橡胶止水带，将其黏接在混凝土管口凹槽处，并以小型设施或人工方式进行简单固定，外涂防腐液体，形成防腐层同时减少摩擦魔力。之后以金属套环提供紧固，并在金属套环外层涂刷防腐层。两段管节的连接还应使用软木衬垫，以避免管节直接接触出现碰撞损伤，可使用厚度1cm左右的胶合板作为主材制作软木衬垫，将其固定在前一节管节末端，再以金属套环进行固定，使之与后一节管节稳定连接。管道顶通后，管道须作内接口处理，将管节间的胶合板凿至同样深度（深度2～3cm即可），并用沥青弹性嵌缝膏或水泥砂浆抹平。

2.3.4注浆与验收

市政给排水施工中，采用长距离顶管施工技术还需要组织注浆，主要目的在于减少土壤与管节、设备之间的摩擦力，减少施工难度、避免土体损失。一般可在施工时取适量膨润土，按照1∶8的比例融入水中，制备为泥浆，注入储浆设备中，随着顶管作业开展，将其输送至混凝土管注浆孔、注入施工区域土体内形成泥浆套，直到顶管作业完成。注浆作业还可以改善顶管过程中、施工完成后管线周边土壤的稳定性，以控制渗水、形变等问题。

完成上述所有工作后，需要组织技术验收，根据前期施工方案要求等分析顶管施工是否满足设计标准。包括位置校对、封闭性测试等。以封闭性测试为例，可以0.2MPa压力，给排水管线进行注水，观察管线各处是否存在接口处理不当、管节位置偏移、管节损伤等问题，核准无误后完成顶管施工。

3长距离顶管施工技术的应用要点

3.1施工条件分析

市政给排水施工中，应用长距离顶管施工技术可以提升施工效益，但需要在施工前做好条件分析，主要关注区域基本信息、技术适用性分析。其中：区域基本信息包括上文所述的地下管线、地上建筑等信息；技术适用性是指根据施工区域的一般条件，分析能否使用长距离顶管施工技术。按一般研究，目前适用顶管施工、可满足市政给排水施工的土层包括黏性土土层、粉性土土层、砂土土层、风化残积土土层、软土土层等，硬度较大的环境不适宜使用fCV6EaClMboUmX/QHbJZkw==顶管施工技术。

3.2施工规范性控制

除要求确保施工条件无异常外，在市政给排水施工中应用长距离顶管施工技术，还要求做到规范有序，合理进行施工参数控制。包括顶进参数、中继间参数，也包括顶管机长度、顶管机外径、刀盘更大外径、机头总功率、刀盘扭矩、主电机功率等。这些参数原则上需要根据施工区域具体情况在施工准备阶段确定，施工过程中如果存在调整需要也应进行记录，确保调整得当、必要。

此外，施工过程中，由于长距离顶管施工技术在各地应用情况各有不同，还需要在工艺流程、技术设备等方面做好分析，保证所选设备性能优良，技术人员熟悉施工流程和技术方法，以求充分提升技术应用的规范性，保证市政给排水施工质量。

4结语

综上所述，市政给排水施工中长距离顶管施工技术的优势突出，施工安全性和进度、污染情况较可观，可在未来工作中予以重视和关注。从流程上看，顶管施工工艺成熟、流程固定，准备阶段需要做好主顶、机头选择，施工阶段需要加强中继间设置、接口施工，跟踪顶进施工和注浆情况，保证施工和进度。该技术在市政给排水施工中的应用，还应关注施工条件的综合分析，有效控制施工有关参数和技术规范性，也保证工程综合效益。

参考文献

[1]余国爱，陆致发，胡云现.市政工程顶管施工过程中常见问题及处理措施[J].云南水力发电，2023，39（12）：46-51.

[2]陈开俊，刘峻材，周宏虎，等.某市政工程顶管施工异常问题处理技术分析[J].科技创新与应用，2023，13（34）：160-163

[3]张勇，邓力铭，周田园.泥水平衡式顶管施工技术在排水管道施工中的应用[J].四川水泥，2023（10）：230-232.

[4]郑泊轩.市政给排水施工中长距离顶管施工技术的应用与分析[J].城市建设理论研究（电子版），2023（28）：214-216.

[5]文晓.顶管施工对地表变形影响的有限元分析及沉降信息化监测系统设计[D].武汉：华中科技大学，2021.

[6]李超.复杂接触条件下超长距离岩质地层顶管施工力学效应研究[D].重庆：重庆大学，2020.