对顶管施工技术在市政管网中应用的实践分析

摘要：顶管施工技术在市政工程建设中的应用越来越普遍，在施工过程中使用顶管施工技术能够提高市政工程项目的整体质量，具有十分重要的意义。本文针对顶管施工技术在市政管网中应用的实践问题，概述了顶管施工技术，以及介绍了顶管施工技术要求工艺和顶管施工技术质量控制措施，希望为本方面的研究提供一定的指导作用。

关键字：顶管施工；市政管网；实践；应用；

中图分类号：TU996.7+2文献标识码： A 文章编号：

1、引言

随着现代社会的快速发展，市政管网建设在社会生活方面的比重越来越大，国家对市政管网建设的重视程度也越来越大。因此在实际工程中采取何种方式进行市政管网布置以及施工显得尤为重要，本文在翻阅了大量的前人研究成果并总结实际工作中顶管施工技术的施工特点及注意事项的基础上，探究了顶管施工技术在市政管网中应用的实践问题，对市政管网建设的施工具有一定的理论依据和实际参考价值。

2、顶管施工技术概述

顶管施工技术是在城市建设步伐加快、道路承载逐年增加的前提产生的不破坏路面设施、地下液压顶进作业的施工技术。随着顶管施工技术的不断完善加之政府限制市政道路开挖的政策出台，该技术在保护居民生活环境、减少交通拥堵现象、方便市民行走、建设和谐社会等方面起到十分重要的作用，在未来时间内顶管施工技术将会广泛应用于城市建设中。与其它施工工艺相比，顶管施工技术优势明显主要表现在：

（1）地下施工，不占用地上太多面积，能保证市民的正常出行，可以很好的维持正常的生产生活活动，同时减少了交通拥堵现象、不会毁坏地面公用设备和建筑物，市政地上管道铺设不会受到施工的影响，有利于整体工程量的缩短，可以为企业创造更高的经济效益。

（2）基于顶管施工技术的施工方式为地下作业，只挖掘作业的小坑，所以地表开挖面积小；在顶进工艺过程进行时，挖掘土方面积仅为管道断面面积，节省了工程量和工程成本，对总工程的工期缩短有促进作用。

（3）从工艺手段来说，顶管施工技术是现阶段机械化程度相对较高的施工工艺，对施工人员技术要求高，但人员数量需求非常少，从而降低了工作人员的疲劳作业度，有利于市政工程整体效率的提高。

（4）地面沉降量降低。一直以来地面沉降量都是工程中主要考虑的问题，沉降量的出现对于控制沉降量有很大的帮助。由实践结果显示，采用该技术后地面沉降量非常小基本不会影响到地面建筑。

（5）与开槽施工相比较而言，顶管施工地下作业的工作方式决定了其工作会给外界带来良好的环境，不仅工作噪声小而且粉尘量极少，有利于创建安静、祥和的居民生活环境。

3、顶管施工技术在市政管网作业要求

3.1顶管施工技术要求工艺

（1）管井降水工艺是顶管施工技术的主要组成工艺之一。施工前要对施工地的地理环境进行周密的排查，熟悉施工工艺流程，熟练掌握施工方法及相关数据要求；在做降水前准备时，要特别注意放线的准确性，做到无偏差的放线以及清理干净降水管井周围的垃圾；引进泵吸反循环钻机进行钻孔，井深严格遵照施工要求深度施工，不得出错；安装采用水泥砾石管，检查无误后方可安装；在设备安装前洗井工艺是必不可少的，确定井内泥浆清理干净后将潜水泵装于井内，进行试抽水。

（2）顶管设备的安装包括起重运输设备垂直安装、顶进设备安装以及顶铁安装三部分，都要严格遵照规范进行安装。起重运输设备垂直安装前的排查工作非常重要，工作人员持证上岗作业，各种重型设备均要有合格证书，试吊工作必不可少，达到没有安全隐患后才可以进行整体设备安装；顶进设备安装要确认涉及的泵、管路控制等完好无损即可进行；对于顶铁的安装工艺流程来说，顶铁的刚度要求极为严格，必须符合标准，其次是顶铁单块的稳定性要求，旋转后要保持稳定。

（3）管道顶进工艺流程为下管、顶进施工和管道纠偏三步骤。下管主要要对其方向调整，让其方向满足后期工作。管道顶进最主要的步骤为顶进施工流程，其注意事项非常多。首先检查机械正常工作、确定外界条件已经具备下步工序进行的条件后才可以顶进；在施工过程中质量控制十分重要，不仅包括顶进高程控制还要保证中心位置不变化等关键质量点的控制；在管子之前的开挖土方长度一般确定为：良好的土质区域超越管端范围控制在[30，50]之间，单位为厘米，土质比较差的区域挖土长度超越管端的距离最好要小于30厘米；施工中定期或不定期的测量，确保高程和中心无偏差，禁止坑内运输物品行为，尤其是垂直运输行为，对此现象操作人员进行严惩；工作人员必须认真准确的做好工作记录，交接时传于下一任工作人员，工程上出现的事故及时上报，并做好相应的处理。管道纠偏工序是紧接着顶进施工工序进行的，当测量出高程和中心不符合设计要求后，及时反馈偏差信息，分析产生偏差的原因并进行相关的处理，准确的对工序易错点进行调整，确保工程顺利进行。

（4）顶管施工技术中闭水试验是已经完成顶进工作后的调试阶段采取的方式，工程中常分段进行此试验。闭水试验要求每段管段应小于一千米，抽检比例要高于33%，即平均每三个井就必须检查一个井。检查前要做好充分的准备工作，试验时满足水位要求，检测渗水量应大于或等于20分钟。

（5）顶管施工技术最后一道工序为补浆和压浆，目的是保持路面平稳、建筑完好无沉降。在顶管施工完成以后利用泥浆将开挖过程产生的缝隙补平，完成补浆和压浆工序。填入泥浆过程中要注意泥浆的颗粒小以免堵塞微小缝隙，产生不必要的孔隙度造成安全隐患，危及工程质量，对人们的生命财产构成威胁。

3.2. 控制后背墙施工质量

质量控制一直是工程中重点考虑的问题。在市政管网顶管施工过程中，后背墙的质量控制也是我们要着重考虑的问题，控制的目的是为了确保后背墙枕木严密并且平整的与土壁接触，使工程按设计进行。在实际工程中，经常会遇到后背墙土体表面凹凸不平、外侧土体含水量居高不下、局部塌方等情况，这时就要进行相应的处理。分别采用整平、降低含水量和清理步骤逐一解决，保证管道的顶进工作顺利进行，后背墙受力均匀。

3.3.控制轴线和标高的准确性与纠偏方法

轴线、标高是工程顺利进行的基础，如果前期工作做不好，后续工序就无法进行。有相对准确的轴线、标高对于顶管施工能否正常投入应用十分重要。施工人员根据设计要求准确将水准仪放置需要标定的位置，根据其定位复核顶管的方向。此过程就是根据标高和基准点定位的，选择的仪器以精确为主。

在施工过程中经常会出现管道不满足设计值，出现偏差现象，对于此种现象常采取的纠偏方式如下：

首先可以采取挖土的方式纠偏。两侧不均衡的挖土对于管道状态的改变起到改善作用，这种挖土方式适用于没有外在可用工具的情形下，轴线偏差在[10,30]毫米范围内，但此种方法费时费力，对于节约成本投资不利。其次是顶木方法。顶木是利用平衡力的原理实施纠偏的工序。将出现偏差的管道偏向设计一侧用符合要求的木头顶住，木头同时与管前土体相顶，都过而力平衡原理将管道重新回到合理状态。这种方法与挖土方法适用相同都适用于没有外在可用工具的情形下，而轴线偏差大于30毫米的范围内，该方法简单、易操作，对外界环境没有破坏，工程中广泛使用。最后也可以采用千斤顶工具纠偏，工程中一般都会把千斤顶设置为配套工具，实时使用。在对管道纠偏过程中，将一定规格的千斤放在超挖一侧的位置上，目的是在顶进进行时完成纠偏工作。纠偏过程中不要一次性的施加过大的力，避免不必要的问题出现，每次纠正一点，逐一完成纠偏工作，千斤顶的规格要根据实际情况而定，不要过大也不要过小。

3.4. 减小注入泥浆的阻力

避免地面沉降问题的出现必须要将管道注入适当的泥浆，由于空隙非常小，泥浆的注入会遇到许多阻力，所以减小注入泥浆的阻力是不可或缺的步骤。工程中减小泥浆阻力的方法有很多，比如设置泥浆套减小管道与侧壁土层的作用力，降低土层塌方几率，保证泥浆顺利灌入，避免工程完成若干年后的沉降问题。还可以将泥浆的颗粒减小，利用内部摩擦力减小的办法减小注入管道的阻力。

4、结语

随着前沿科技的进一步发展，顶管施工技术独特的优势将会在城市建设中明显体现，在市政管网建设中，顶管施工技术对减少作业面积、缩减开挖土方工程量、提高工程效率等方面起到重要作用。市政管网作业过程中对顶管施工技术有必要工艺要求、背墙施工质量控制要求、控制轴线和标高的准确性与纠偏方法要求以及减小注入泥浆的阻力的要求。希望本文研究对后续研究者起到一定的作用。

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