市政工程建设中顶管施工技术的应用

秦伟

摘要：在全球经济一体化建设的时代大背景之下，我国的城市化建设在持续扩大，市政工程建设在我国现代社会经济的发展中，地位日益凸显。对于关系到社会大众日常生活工作的方方面面的市政给排水施工而言，在近几年的城市“看海”模式下，更是不断接受着社会的拷问。在现实状态之下，传统意义上的地上管线敷设施工，受制于城市繁忙的道路交通建设、密集的城市人口以及日趋大型化的城市建筑物，整个城市的正常运转都受到了其带来的极为不利的影响。文中对市政工程建设中顶管施工技术的应用进行了分析。

关键词：市政工程；顶管施工技术；应用

1顶管技术的基本概述

目前顶管技术是我国在市政给排水施工中使用频率较大的管道施工技术，它又被称为非开挖管道敷设技术。非开挖施工顶管技术主要是指在市政给排水施工时利用非开挖技术或者未开挖技术对地下电缆、地下管道及地线管线等进行的铺设、更换及修复等一种新型技术。顶管技术与其他市政给排水施工中的管道施工铺设技术相比具有显著的优势。首先，在市政给排水施工中应用顶管技术能够有效地缩短工期，降低施工成本；其次，在市政给排水工程中应用顶管技术也能够有效地降低施工对施工周围的地面植被及土地资源的影响，并能大大地降低工作人员的工作量；再次，在市政给排水施工中应用顶管技术能够在铺设施工管道和维修施工管道时有效地穿越地下管道及地面建筑物；最后，在市政给排水施工中应用顶管技术能够有效地减少排水施工对建筑物及交通等带来的负面作用，从而有效地促进城市生态效益和经济效益的有机统一，促进城市的健康可持续发展。

2市政给排水施工顶管施工技术原理分析

顶管施工的技术原理：在当前技術条件支持下，在主顶油缸装置与中继间装置顶推作用力的辅助之下，以推进的方式，将工具管装置或是顶管掘进机装置由工作坑推入，当工具管装置或是顶管掘进机装置闯过土层结构并达到接受坑之后，将其吊起。与此同时，在整个顶推过程当中，应当及时将位于工具管装置或是顶管掘进机装置之后的管道敷设在预留工作坑当中。

3市政工程建设中顶管施工技术的应用

3.1施工顺序

首先要安置基坑底基础及后靠背，然后进行导轨安装，接着进行承压壁的设置，随后机械能主顶设备的安装，然后对顶管机头进行安装，再进行土方运输设备的安置，最后安放管节进行顶进。

3.2顶进工艺流程

在进行顶进施工时，第一步是对沉井中心线进行测量放样，然后将顶机架和主顶设备安装到位，再使用顶进管机进行顶进；第二步是将下一节管节吊下，通过顶进机顶进管节，将第一节管顶完为止；第三步是将第三节管节吊下，然后拼装管节，顶力接近许用力，将中继环吊放下来，然后按照上述方法继续顶进，最后出洞，顶管机与管节分离。

3.3顶力估算

按照管壁外侧同步注入触变泥浆进行施工，R2=F2为手掘式顶管产生的阻力。按照软土地层顶进的施工经验，通常为8-12kN/m2，按照50m的顶进长度和0.52的管道外径进行计算，P=F2πDL=1130kN≈113t为最大顶进阻力。一般情况下，要完全满足顶力需要，配备150t液压千斤顶即可。控制活塞行程为700mm，供电量为10L/min，主油泵最大供电压49MPa。

3.4顶进施工

3.4.1顶进方法

在进行顶进施工以前，需要全面检查施工设备，并进行试运转；另外要确保顶管在导轨的中心线、坡度和高程与设计要求相符合。同时要避免工作井内进入流动性土或地下水，而且要保证具备所有条件以后才能够实施顶进作业。

3.4.2顶进作业

在工具管切入土地以后，需要对其水平偏差严格控制，确保偏差在5mm以下，设定标高加以抛高数为其高程。在工具管连接第一节钢管时，尾部至少有20-30cm搁在导轨上，同时需要立即连接砼管。在进行人工挖土以前，要在周边土体中切入刃口部分，分层开挖程序按自上而下进行，避免正面坍方。在挖土过程中如果有地下障碍物出现，在确保安全的前提下先清除障碍物，然后进行顶进施工。如果有特殊情况，需要及时通过应变技术措施解决。可以通过机顶设备对顶管道内土进行再次顶进，将管内泥土顶出管道外面。在顶管交接班时需要逐一详细地交换开挖情况和排除故障所采取的措施，为后续施工提供安全和技术保障。

3.4.3施工测量

在进行顶管施工时，要经常进行测量，在视线清楚、不易扰动、易于保护、方便校核的地方设置控制点。特别要重点测量地面控制点至工作坑内的控制点，在测量时严格按照施工要求进行，避免轨道、管道底标高与设计标高存在较大的差距，从而对管道底坡度造成严重影响，阻碍了对顶的顺利进行。在顶进顶管时，需要不间断的测量高程、转角和方向，正常情况下控制在80～100cm进行一次测量。

3.4.4检查井施工

在施工过程中，要对施工进度进行严格控制，对质量进行严格把关，杜绝检查井内出现透水事故。施工时要确保此环节不会出现偷工减料的情况，检查井施工作为极其关键的施工环境，需要加强重视。

3.4.5纠偏测量及控制

一般情况下，施工单位在对地面进行简单有效的控制测量时通过经纬仪进行的，要确保地面控制测量中低于1cm的误差，水准点控制网可以通过现有道路已设水准点进行布设，可以把水准网直接引入工作井内。在将测量仪基座布设在工作井后方时，要防止仪器座因顶进内沉井受力而出现移动或变形。如果仪座出现轻微位移，需及时调整对轴线和标高。一般倾斜仪传感器都安装在机头内，施工人员能够按要求进行及时纠偏。在顶进纠偏过程中，要进行大量的测量和频繁的微调，并保证纠偏角度在1°以内，最大不能超过1.5°。因为在起始推进阶段主要依靠主顶油缸控制机头和方向，因此一方面要将主顶的推进速度进行减慢；另一方面要对油缸组进行不断调整，使其与设计坡度要求和质量标准相符合。

3.4.6闭水试验

在完成顶管对接以后，需要进行闭水试验，试验按照国家验收标准进行。如果有漏水和渗水情况出现，需要及时查找问题原因并进行有效处理。

3.4.7事故应急措施

在进行顶管施工时，如果有异常偏差出现，需要立即停止施工，对其原因进行分析，通过有效措施解决以后才能够继续顶进。不管任何情况下，施工人员一旦发现顶进出现异常，需要立即停止施工，并将实际情况汇报至技术负责人，从而对其原因进行分析，制定对策。

4结束语

总而言之，顶管施工技术在市政给排水施工中的应用价值与潜力是不可估量的。其最显著的应用优势在于通过开槽埋管施工，在根本上杜绝了城市市政建设管网乱挖的乱象，对整个建设项目施工作业周边环境予以合理保护，统筹兼顾，实现经济效益、社会效益与生态效益的最优结合。因此，加大针对顶管施工技术在市政给排水工程中的研究，对城市建设具有极为深远的意义与价值。