市政工程中顶管施工工艺

摘要：加强市政工程中的顶管工程施工工艺，并对工程施工过程中存在的问题进行详细的调整与控制，提高顶管工程的施工质量，最终保证工程的有效实施。本文主要对市政工程中顶管施工工艺进行了分析探讨。

关键词：市政工程；顶管工艺；施工运用

中图分类号：TU99 文献标识码： A

一、顶管施工的特点

顶管施工法又叫做非开挖管道敷设技术，它具有不用对面层进行开挖，便能做到安全越过地面的构筑物和地下管线及铁路、河道、公路等的特点，与开挖敷设技术相比较，其具有工期短和投资少等优点。同时，这类施工技术还具有减少粉尘、降低噪音、减轻对城区的交通、环境情况的破坏和干扰并且占地面积小等优点。因而说顶管施工是真正的高效率、无污染的施工技术。顶管施工法因为具有上述所说的多个优点，所以在市政工程里面，特别是在市政管线工程方面，得到了广泛运用。顶管作业工艺流程简介如图1所示。

图1顶管作业工艺流程简介

二、顶管施工技术与传统市政工程技术的区别

传统的地下网管铺设和顶管施工技术的区别：简单的说传统的地下网管铺设，需要在路面挖槽埋管，这样做所带来的后果就是，路面会受到不同程度的破坏，一方面使路面的状况变得更差，破坏路面结构，另一方面对于行人而言，也是极大的使他们出行不利，甚至会给行人带来生命危险，特别当暴雨等恶劣的天气来临时。而顶管施工技术则有效的避免了传统的地下网管铺设的弱点，它所采取的方式是指，利用现有的地下管道进行整合，有效的利用原有的管道，做到经济、环保，而且能够降低噪声，对于减轻对城区交通和环境的干扰和破坏有着至关重要的作用。这也是在不断的学习外国先进的地下网管铺设之后，我们国家才逐渐的领悟到顶管施工技术在市政工程中的魅力。不仅如此，随着我国城镇化的水平日益加深，城市人口比重的不断上升，对于城市的要求也在进一步的提升，这样的优点使得顶管技术在建设和维护城市的基础设施时有着不可替代的作用。

同时，顶管施工技术在市政工程中的应用范围广泛，不论是在繁华的路段，还是其他一些特殊路段（比如对管道线复杂的旧城区的改造、受国家保护的文物博物馆等），顶管施工技术都能够进行有效的施工作业。能够应对多种路段，让其成为近年来的大热门。

三、顶管技术在市政施工中的运用分析

1、顶进管的选择

1.1顶进管直径的选择

顶进管的直径选择是首先根据工程性质、工程需要确定内径，根据顶进管所受荷载确定混凝土管的配筋及壁厚，进而确定外径。因为顶管工程工作面上需要配备挖土工人，所以一般管内径不小于800mm。

1.2顶进管长度的选择

顶进管的长度对顶管过程的可控性和经济性有很大影响。在直线推项的情况下使用长管可以减少装管的次数，取得良好的效果，但随着管长度的增长，如果偏离原定的路线，使之恢复正确路线要比使用短管更加困难。建造顶压坑时顶压坑的长度也要增大，挖坑、支护、回填、修复的费用将相应地增加。反之，在直线上推顶很短的管也较困难，因为短管比较容易向周围土层中挤入，致使整个管列呈蛇形弯曲，这便降低了管路顶进的可控性。

2、顶管施工的前期准备

2.1.现场平面布置

平面总体布置包括起重设备、自动控制室、料具间、管材堆场、拌浆棚及拌浆材料堆场、注浆系统、弃土坑的布置等。始发工作井内安装发射架、顶管机、前顶铁、主推千斤顶、反力架等顶进设备，工作井边侧设置下井扶梯供施工人员上下。

2.2.顶管机进、出洞处以及后靠土体加固

为确保顶管机出洞的绝对安全，需对后靠土体及进、出洞区域土体进行加固，加固方法有高压旋喷桩加固、混凝土后背墙，堆土反压法等，根据现场情况选择最合适的方法。为防止顶管机进、出预留洞导致泥水流失，并确保在顶进过程中压注的触变泥浆不流失，必须在工作井安装洞口止水装置，确保工程顺利实施。

2.3.顶管施工主要设备

顶管管道一般在淤泥质砂和黏土层中顶进，适用于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，管道直径宜大于800mm。在这个前提下，根据管道材料、管径的大小、土体摩阻力计算顶进机具和千斤顶的大小个数以及反力墙、起重设备等。

3、顶管施工的工艺

3.1.穿墙前注浆止水处理

顶管工作井穿墙洞口前方应采用压浆止水处理。注浆材料用石灰、水泥、黏土搅拌成浆液，注浆液与自然土混合，洞口搅拌范围在4m×4m处，以保证工具头顺利成功出洞。浆液配合比石灰∶水泥∶黏土=2∶1∶3，注入的浆液与自然土固结后既能让工具头顺利穿墙又能起止水和挡土的作用。

3.2.穿墙

打开穿墙闷板将工具管顶出井外，并安装穿墙止水装置，主要技术施工措施如下：（1）穿墙管内填夯压密实的纸筋黏土或低强度水泥黏土拌和土，以起到临时性阻水挡土作用。（2）为确保穿墙孔外侧一定范围内土体基本稳定并有足够强度，工作井工具管穿墙前对穿墙管外侧采取注浆固结措施。（3）穿墙前对可能出现的问题进行分析并制定相应处理措施。（4）闷板开启后迅速推进工具管，同时做好穿墙止水，本工程采用止水法兰加压板，中间按入20mm厚的天然优质橡胶止水板环，要求具有较高的拉伸率和耐磨性，借助管道顶进带动安装好的橡胶板形成逆向止水装置，应防止因穿墙管外侧的土体暴露时间过长而产生扰动流变。

3.3.顶管出洞

顶管出洞属于顶管作业中非常值得注意的问题，在此过程中需要从第一节管子从井中破出洞口的封门来进入到土中，并开始正常顶管前的质量控制工作，这也是顶管施工技术的关键性工序调整工作，为了防止管线出现偏斜，应采取工具管调零，在工具管下的井壁上加设支撑，工具管出洞前预先设定一个初始角弥补下跌等措施；在本工程中离接收井15m左右位置即加强对顶进轴线的观测，若发现顶进轴线偏差，立即用主顶油缸进行纠偏。

3.4.注浆减阻

在顶管施工中还有一个重要的技术措施就是通过压注触变泥浆填充管道周围的空隙，形成一道泥浆保护套，起到支撑地层，减少地面沉降，减少顶进阻力的作用；注浆减阻适于长距离顶管施工，在施工中，首先对顶管机头尾部压浆，并与顶进工作同步，然后在中续间和混凝土管道的适当位置进行跟踪补浆，以补充在顶进中的泥浆损失。

3.5.顶进偏差的校正

顶进过程中发现管位偏差10mm左右，即应进行校正，纠偏校正应缓慢进行，使管子逐渐复位，不得猛纠硬调；纠偏是指机头偏离设计轴线后，利用设置在后部的纠偏千斤顶组，改变机头端面的方向，减少偏差，使管道沿设计轴线顶进，如果同时有高程和方向偏差，则应先纠正偏差大的一边。

4、及时进行相关废弃物的清理

这样做的目的不仅仅是爱护环境这么简单，我们知道对于精密的仪器而言，这些相关的废弃物若不及时清理将可能给阀门、仪表等造成严重的损害，小不为则乱大谋，古人说的千里之堤溃于蚁穴就是这个道理。不要轻视这些所谓的废弃物，我们需要焊一段清一段，这样做既能够减少完工后的清理工作量，又能够对仪器进行适当的保护。对于不同季节也有不同的做法，通常来说，我们会在冬季打气压，这样做的好处就是能够有效的避免管道内结冰的现象，使得工程能够有序的进行下去。

结束语

顶管施工技术是不用开挖的一项很有发展潜力的技术，在市政给排水施工中的应用是非常有效的，它不仅适用于排水施工，也同样适用于不能开挖的城区以及建筑设施中。在顶管施工技术的应用中要把握住施工的水准与质量，所以要掌握好施工的管材、进洞、顶力、出洞以及纠偏等应用要点，进而能够减少应用中的人力浪费和资金浪费。

参考文献

[1]费雪峰，陆海华.顶管技术在市政排水工程中的应用探讨[J].管理学家，2013，2（10）：199-210.

[2]张振宇.顶管技术施工技术在我国的应用与发展[J].武汉工程职业技术学院学报，2013，2（36）：44-46.

[3]金亚凡.讨论顶管技术在排水工程中的应用[J].商品与质量，2014，2（3）：201-204.