市政排水管道顶管施工工艺

摘要：顶管技术也成为非开挖管道敷设技术，其在进行施工时不需要对路面进行开挖，能够穿越地面建筑物和地下管线，实现对管线的铺设与维修等施工。本文结合笔者多年的市政施工经验，对市政排水管道顶管施工工艺进行了探讨。

关键词：市政 管道 顶管 工艺

中图分类号： S276 文献标识码： A 文章编号：

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1 市政顶管施工技术概述

目前，在城市管网施工时，许多城市都存在马路反复开挖的现象，严重防碍了市区的交通，困扰了居民生活，缩短了路面的寿命。配套的电讯、自来水、煤气、排水、路灯、城市坐标、候车亭、广告箱、路牌、电话亭、治安岗亭等都要发生反复拆建才行，这无疑增加了对城市设施的破坏和施工的难度，城市这方面的问题显得尤其突。

顶管施工技术在不开挖地表的情况下，利用液压顶进工作站从顶进工作坑将待铺设的管道顶人，从而在顶管机之后直接铺设管道的非开挖地下管道施工技术：在工程量方面，顶管施工工艺土方开挖量较少，只有工作坑和接收坑。在保护环境方面，施工作业受气候和环境影响比较小，对周围植被的损害也比较小。在文明施工方面，施工安全有保障，工期比传统施工工艺短，文明施工程度高。在覆土深度大的情况下，比传统施工工艺更经济、更科学。顶管技术在市政管道中的应用，有利于保证管道施工的技术和质量标准，做到设施利用率高，避免浪费；加强市政污水管道工程施工管理力度，使工程施工趋于成熟、规范、科学、合理，有利于提高管理水平，降低工程成本。

顶管技术的适用范围：在城市中心地区，或商业繁华街道，以及城市建设中遇到无法迁移或不能实施大型开挖的文物古迹遗址等特殊地段，对不能进行空中架线、开槽埋管来实施作业施工时，一般是采用管径 80~600mm 的地下埋管工程可使用顶管法施工。2）在敷设城市污水管道直径大于 500mm 时，施工现场无法采用明沟开挖埋管施工而管道沿线又无其它建筑物基础时，可使用顶管法施工作业。

2 市政工程中顶管施工的几个要点

2．1 顶管施工中对材料的要求

顶管施工工艺对顶进管道的要求十分的严格，要求管道的材料本身具有较强的抗腐蚀性，具有满足设计要求的抗压能力，能够承受设计的动静荷载以及管道内外部的压力。对管道接头的几何尺寸、轴向荷载能力和防水能力也都有较为严格的要求，保证紧密配合，端部要平整垂直，在发生一定角度的偏移时仍具有防水能力，防水接头不允许突出管道的内外壁。

2．2 机头的选用

顶管机头的选用是顶进施工中的关键。顶管施工包括大刀盘土压平衡法、泥水平衡法、水冲吸法和气压平衡法等多种施工工艺，这是由顶管工具管(机头)的功能分类而定的。施工中应根据机头穿越的土层性质和地下水情况等因素，选择合适的顶管机头。

2．3 工作坑

工作坑形状一般有矩形、圆形、腰圆形、多边形等几种，其中矩形工作坑最为常见。在直线顶管中或在两段交角接近180。折线的顶管施工中，多采用矩形工作坑，矩形工作坑的短边与长边之比通常为2：3。如果两段交角比较小，或者是在一个工作坑中需要向几个不同方向顶进时，则往往采用圆形工作坑。

3、实例分析

3．1 管井降水施工

(1)施工工艺流程。

放线定井位一挖泥浆沟(坑)一钻机就位一成孔一回填井底砂垫层一下井管一填滤料一封井一洗井一安装排水管一装泵一抽水一水位监测一降水井正常工作。

(2)施工方法。

管井井径为600，一径到底，井管为300无砂混凝土管。由于④层含水层为细砂，为防止细砂流入井管中被抽走造成沉降，故针对各段情况对④层细砂层位置井管外缠双层60目尼龙砂网，④层以上外缠单层60目尼龙砂网。井管与井壁填2ram～4mm水洗豆石，豆石填至地面下2m，必须保证豆石填埋高度，lm以上则用粘土填实。对管井采用空气冼井法，水泵间隙抽水直至抽通为止，达到水清砂净。

(3)降水前准备。

根据图纸上的管线位置，对拟建场地降水管井位置处进行平整、清理。开挖泥浆坑和泥浆沉淀排放沟。

(4)钻孔。

钻机按照管井中心位置就位、施钻。钻井采-用泵吸反循坏钻机，自造浆护壁。钻探施工达到15．5m，钻孔深度比管井深度深0．5m。

(5)管井安装。

检查水泥砾石管无残缺、断裂和弯曲现象，并检查井孔。水泥砾石管要用竹片夹牢、绑紧，防止弯曲或脱落。水泥砾石管井要加井盖。

(6)冼井。

由于降水井分布集中，连续钻进，及时进行洗井，不得搁置时间过长或完成后集洗井。安装前进行洗井调整井底泥浆的重度，洗井方法为，填入滤料后，应及时洗井，当井内泥浆清除后，先用活塞洗井器洗井，再用压缩空气洗井，采用空压机气举法，要从井底逐节，逐层吹洗，将井底泥砂吹净，洗出清水为止。

(7)设备安装。

降水井内安装潜水泵装好后，立即进行试抽水。根据出水量的大小，可以掌握基坑涌水量大小，以及井的效果，并及时来调整泵的型号。潜水泵用钢丝绳吊在井内，水泵在井下的入水深度以动水位lm～5m，根据出水量及降深调整置泵位置，直至达到降水要求。

3．2．顶管设备安装

(1)垂直起重运输设备安装

安装前对卷场机、电动葫芦、手动葫芦等起重设备进行全面检查，手动葫芦、卷场机、电动葫芦必须有合格证方可使用。起重设备安装后在正式作业前进行试吊，吊离地面10cm左右时，检物、设备有无问题，确认安全方可起吊。起重设备设专人检验、安装，并遵守安全操作规程。

(2)顶进设备安装。

安装前应对液压油缸、高压油泵、液压管路控制系统及顶铁等进行检查；设备完好，方可安装。应根据顶管坑的施工设计，安装高压油泵、管路及控制系统。

(3)顶铁安装。

项铁放置在工作坑内顶进方向的两侧，摆放整齐。项铁有足够的刚度，项铁上有锁定装置，顶铁单块旋转时保持稳定，采用型钢焊接成型。安装后的顶铁轴线与管道轴线平行、对称。

3．3管道顶进

(1)下管。

下管前应对管材作全面的质量检查，对下管设备作安全检查。下管采用四角支架、卷扬机下管。管子用方木垫在轨道上，用厚橡胶皮将下管的钢丝绳包好，将钢丝绳套人管子。徐徐起吊，将管子拉人工作坑口上的四根QUt00钢轨上，吊起离钢轨50cm后，将钢轨撤离，徐徐将管子下入坑中。管子下完后，将活动平台复位。注意下管方向。

(2)顶进施工。

① 顶进前检查设备、测量高程中心及排水设施等，具备条件后，方可进行顶进。拆除钢木支架洞口处工字钢，并保证上方支撑稳固。② 为防止土方坍塌，确保顶管质量，在首节管前端安装管帽，将管帽项入土中后便可在帽檐下挖土。③ 首节管顶进高程及中心位置是保证以后顶管质量的关键。初始顶进5m～lOm范围内，增加测量密度，要缓慢进行，防止管子上下、左右摆动，增大顶力，影响质量，出现偏差进行纠正时。首节管允许偏差为：轴线位置3mm；高程0～+3mm。④ 管前挖土长度：土质良好，在正常顶管地段，可超越管端30cm～50cm，并随挖随顶；在土质不良地段，开挖超越管端距离，不得大于30cm。

(3)管道纠偏。

一个顶管段完成后，测量一次管道中心线和高程；高程及中线必须在设计规范允许范围内，保证满足设计意图。保证每个接口应测一点，有错口时测两点，并形成文件，将信息及时反馈。②偏差主要是由开挖断面形状不正确、工作面土质不均匀、干斤顶位置不正确等引起，施工中必须予以重视，必须加强量测及调整工作。

3．4闭水试验

采用分段闭水试验，管段按井距分隔带试验，长度不大于l000m，每3个井段抽检l段。事先管道浸泡24h。闭水试验的水位为上游管道内顶2．0m或至井口为止。观测管道的渗水量，从达到试验水头开始计时，直至观测结束。观测期间不断的向试验管段内补水，保持试验水头恒定，渗水量的测定时间不得小于20min。

3．5补浆 压浆

为防止路面沉陷和地上、地下构筑物不受扰动，顶管结束后，应及时对管体四周的缝隙充填水泥浆，使其密实坚固，填充水泥所用设备与触变泥浆设备相同。逐孔注浆，水泥浆液需搅拌均匀，无结块，无杂物，注浆结束后，要及时清理注浆设备，以防堵塞。

4.结语

随着城市人口的迅速增加，城市的拆迁改造工作持续深化。享有城市“经络”之称的地下管网，担负传送能量和信息的重要任务，是城市生存和发展的基础。为了更好地保护城市环境，方便居民生活，减少施工造成的交通影响，目前各个城市都在积极推行顶管施工技术。与传统的开挖敷设技术相比，其不仅能极大的缩短工期，节省工程成本，同时也能够避免工程施工对城市路面和建筑物的影响，减少对城市环境的污染，在经济效益和社会效益方面的促进作用是十分显著的。

参考文献

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