关于顶管技术在市政地下管道施工的应用分析

摘要：市政基础设施地下管道顶管施工技术，是一项最新的安装管道技术，尤其是在需要经过城市的建筑、公路等复杂难以施工的情祝下，更能够发挥出其独特的优势。我们就目前管道顶管施工技术的相关问题进行了分析与研究，希望使其能够得到更广泛的应用。

关键词：顶管技术、市政地下管道施工、应用分析

中图分类号：TU99 文献标识码：A

近年来，我国城市建设的大范围推进，城市施工中的管道施工工程也在不断增多。在大城市施工过程中经常碰到管道纵横交错，施工条件苛刻，技术复杂等情况，通常一般的施工几乎难以达到预期的施工口标，同时还会危害到周围的道路和建筑。所以在管道施工的过程中，应用非开挖技术才能避免上述在施工过程中所遇到的问题。顶管技术最大的优势在于进行管道施工过程中不会影响周围的环境，且要求的施工场地较小。施工最大的好处是可以在地下作业，特别适用于城市管道施工。

一、顶管技术施工原理

顶管施工是一种新兴的地下管道施工方法，它区别于盾构施工，其最重要的特点是顶管施工不需要开挖面层即可完成相应的地下管线施工，顶管施工主要利用主顶油缸以及管道间、中继间的推力，将工具管以及其他挖掘管道设备由工作井一直穿过土层推到接收井，将工具管以及挖掘管道设备吊起，紧随其后的管道则埋设在两井之间，进而实现了非开挖敷设地下管道的施工工艺。见图1：

图1

二、顶管在市政管道施工中的特点

顶管施工又称为非开挖管道敷设技术，它的特点是不用挖开地面层，就可以直接穿越地面构筑物和地下管线、公路、铁路等，和开挖技术相比，非开完技术的投资和工期都将节省很多。除此之外，顶管施工技术在市政排水施工过程中，可以大大降低噪音、减少粉尘，降低对环境的污染和对空气的破坏，是一项真正的无污染，高效率施工技术。顶管技术在市政排水施工建设中得到了广泛运用。将顶管技术的优点概括起来总共有以下几点:

1、施工面从线，缩短成点，减少了对地面的损害面积，减少了占地面积。

2、地面活动不会受到施工的影响，从而不会干扰到交通的正常运行。

3、噪音很小，震动很低，对城市居民的生活环境不会造成太大影响，不会影响到管线的使用。

4、顶管设计可以安装在很深的地下敷设管道中，它可以跨越铁路、公路和建筑物，降低市政排水建设中的工程造价。顶管设计的主要缺点，是它的施工技术很高，必须要有专业人员来对其进行操作，要非常详细的工程地质和地质勘探资料。

顶管技术在市政排水施工中的设计，因为市政工程的排水管道在地下，后期如果要对其进行维护、维修的话会相当麻烦，所以在施工前，一定要做好各项准备工作。技术设计顶管的前期，根据城市的实际情况，选择合适的材料，进货应从正规厂商处进，材料的使用寿命才能保证顶管技术。通常情况下，二级以上的钢筋混泥土排水管一般是车行道下方的排水管用；选择要根据覆土厚度为原则是排水管道选择的原则，厚度大于4米的覆土，一级承插式钢筋混泥土水管是首选。在此之外，还要注意管道的结构出现遗漏现象，在材料的选择上，要根据实际用途来选择相应的结构材料。

三、顶管施工应注意的几个问题

1、水文地质条件与工程地质: 必须了解土层的变化情况在施工前；但是要经过回填土的地带，必须提前加固处理，避免地表有过大幅度的下沉在施工过后。

2、检测与预防有毒有害气体:顶管施工通过的地层，淤泥层一般都会出现，会在地下生成有毒有害的气体而腐烂的动植物，顶管施工过程中，管内有毒有害气体的含量需要定时监测，为了确保安全，及时通风换气。

3、提前探察地下管线: 其它地下管线的埋设深度，必须在顶管施工时提前查明，不仅有利于顶管施工工程的顺利进行，其它地下管线的安全也能得到保证。

4、对基础的探察在穿越建筑物时: 建筑物基础下施工时的顶管，所遇到的建筑物基础类型需要明确在施工路线上，对部分不稳定的基础，可以采取托换与加固措施顶管顶进前。

5、项进训一算;根据准确训一算顶进推力等训一算结果，选用相应的油缸类型和确定中间的分布;通过工作设计，根据计算得到最大顶力，提出工作井的加固方案。

五、顶管技术在市政工程中的应用

目前，我们的城市管网施工时，马路反复开挖的现象在许多城市都存在，市区的交通被严重妨碍，居民生活受到困扰，路面的寿命被缩短了。配套的煤气、排水、路灯、电讯、自来水、路牌、电话亭、治安岗亭、城市坐标、候车亭、广告箱等都要发生反复拆建才行，城市设施的破坏和施工的难度被无疑增加，城市这方面的问题显得尤其突。

住宅是城市建设过程中数量最多、涉及而最广、与人们日常生活关系最密切的一种建筑类型，它的发展方向和速度，将对整个城市建设起引导和制约作用。目前在我国，以住宅为可持续发展与支柱产业的概念，作为社会发展与国民经济的两个基本战略，提出了方向和目标，为今后住宅产业化的发展奠定基础，因此，开展的相关技术研究需围绕住宅项目，如污水处理技术、工业化生产、节能节材技术和施工技术等；建筑技术发展将为我国今后可持续发展提供资料，中国特色与大量实践优势的住宅系列技术群将终会形成。

六、实例阐述

解放西路顶管工程:热电联供集中供热管道工程穿越解放西路，采用顶管法施工。根据设计文件，顶入套管规格为54m两根1520mmx14mm的螺旋焊缝钢套管，套管净间距0.8m，顶管工作井9mx6m，接收井4mx4m。

解放西路地下水位高，顶进时宜采用“先挖后顶，随挖随顶”的施工顺序，顶管作业不应中断，当暂时停止顶进时，也要尽量缩短停歇时间，以免加大增加的土压力。在顶进过程中要有严格的放样复核制度，并做好原始记录；必须避免后背墙在顶进时移位和变形，要定时复测并及时调整;在初始推进阶段，方向主要是主顶千斤顶控制，一方而要减慢主顶推进速度，另一方面要不断调整机头。

启动千斤顶，将套管顶进，千斤顶行程终了，复位千斤顶，加塞垫块后复顶。本工程地下水位较高，为保证顶管施工质量，可采用套管与基础同时顶进的施工方法，在工作坑内铺设枕木和钢轨，在钢轨上支设基础模板，基础侧向模板要包上一部分套管。在底部模板上铺两层油毡，两层油毡之间要均匀地涂以黄油。于油毡上绑扎基础钢筋，浇筑混凝土作业，且应将顶管首端顶进工作帽与基础混凝土浇筑在一起。基础经养护后，使套管与工作帽相接，固定套管，绑扎套管两侧纵向钢筋，再浇筑套管两侧混凝土，并进行养护。待基础部分混凝土达到强度后，即可于套管内挖土，将套管与基础一并顶入土层。

根据出土量、运输距离和现场堆土条件，可用人力车、机动翻斗一车或自卸汽车将弃土运送至堆土场，然后再用垂直吊机或铲车堆高，做到文明施工。堆土场应具有良好的排水和通行条件。为减少扬尘，施工场地应按规定作硬化处理，沿线安排洒水车，洒水降尘，并设专人清扫。施工过程中做到“活完、料净、脚下清”。长距离顶管施工中，为了减小顶进阻力，而必须注入浆，从而降低了顶进时的摩阻力，注入的浆应均匀地覆盖于整个管道表面。注浆压力和注入的浆液量应该随时进行监控，以避免对管道和邻近的建筑物造成破坏，它是顶管施工中不可忽视的一个重要环节。

总之，顶管技术在城市排水管道施工工程中具有举足轻重的作用，特别是对于一些深覆土大管径的管道工程的施工，在一些比较恶劣的施工环境中，顶管技术具有较高的优越性。随着我国城市建设的不断发展，地下的各种管道的建设工程也会随之增加，利用顶管技术的工程量也会加大。同时在有些大坝以及非市政的排水工程中也会应用到顶管技术。为了提升我国管道工程的整体水平，必须进一步提高我们的顶管技术的施工水平，使其综合技术的施工水平能够达到国际的先进水平。

参考文献：

[1].练文华.顶管技术在市政给排水施工中的应用.[J].科技资讯.2011.

[2].戴伟.论市政给排水施工中顶管技术的应用.[J].城市建设理论研究.2012.

[3].刘幼芳.分析在市政给排水施工中顶管技术的应用.[J].城市建设理论.2012.