顶管施工技术在市政工程中的应用分析

马超+常璐璐

摘 要：作为国民经济的主要基础设施，市政工程承担着经济发展的运输任务。随着国民经济发展速度的加快，我国市政道路建设规模也进一步得以扩大，做好市政道路排水管道施工，提高顶管施工技术水平，才能规范施工流程，全面提升工程建设质量。

关键词：市政道路；顶管施工；工程案例

1 工程案例

某市政道路建设过程中，结合工程实际情况，综合考虑多方面因素采用顶管施工技术进行污水管段施工。顶管总长度为2030m，直径在0.8—2m之间，根据工程施工需求在不同路段进行调整。在具体操作过程中，工作井设置数量为12座，检查井2座，接收井11座。经由技术人员对施工现场地质条件勘测，粘土层分布厚度相对较大，在2.8—7.2m，因此应用砖砌圆形倒挂井逆作法进行接收井及工作井施工，基坑开挖最大深度为12m，平均开挖深度约在10m左右。

2 顶管施工技术原理

作为非开挖方式方法，顶管施工技术敷设管线施工中的应用，在最大限度上减少开挖量，有效解决了由于管道施工造成的建筑物破坏，防止影响周边交通正常运行，实现保护环境及稳定土层目的。通过顶进设备形成相应推力，穿过工作井土层将管道运送至指定位置，并进行埋设工作，应根据实际地质情况及工程要求，确定最佳施工方法。顶管技术在市政工程建设领域得到广泛应用，大幅降低了工程量，节约建设施工成本，具有良好的社会效益及经济效益。

3 市政道路顶管施工技术分析

1、施工场地处理

在施工开始之前，应将施工范围内碎石、杂物等清理干净，避免对正常施工操作造成影响。同时按照设计方案的要求测量施工现场各项参数，明确工作井的位置及标高，标记开挖范围、深度。在施工场地设置临时水准点，通常间隔为200m，确保工程建设质量。若施工路段存在较高地下水位，施工前还应进行降水处理，将滤水管道埋设在沉降井周边，及时排出地下水，避免在工作井开挖过程中出现积水现象。

2、工作坑开挖施工

整平施工场地，及时回填坑洼部分，铺设50—10cm左右的砂垫层，并组织施工人员适当夯实，确保其平整度及密实程度满足施工要求。根据施工方案的要求确定工作井具体位置，并以此为依据进行均匀对称开挖，为了保证工作坑施工质量，应将每次挖土深度控制在1m以内，采取便开挖边护壁的施工方式。在工作坑开挖完成之后，对其位置及尺寸偏差进行检验，确保在条件允许范围内，井壁误差保持在1.5cm以内。井筒下沉的工程中，应合理控制下沉速度，对井筒标高实时测量，防止出现筒身倾斜程度过大现象。井底部位应采取必要的加固措施，打木桩是常用施工方式之一。为了及时排出底部积水，应按照规定标准预留积水坑。

3、顶管设备安装

首先是后背墙制作安装。在顶管施工中，后背墙的主要作用是为千斤顶提供支撑结构，因此应当按照相应公式验算后背墙土抗力，确保能够满足顶力要求，以此为依据设计后背墙体的高度及厚度，在后背墙可铺设钢板使其受力更加均匀。后背墙壁面与顶进方向保持垂直，偏差控制在墙体高度0.1%以内。其次是安装工作井导轨，为顶进施工时坡度及中心线提供引导作用。导轨安装应以管节坡度及高程为依据，与井壁保持距离在100—200mm，确保导轨安装的牢固程度，避免后期施工中出现位移。导轨安装完成后检测安装质量。最后进行顶铁安装，顶铁属于临时传力构建，其位置为管道端部与千斤顶之间，通过顶铁能够将千斤顶合力均匀分布于管端，并合理调节二者之间距离。

4、顶进施工

在下管顶进之前，应检查管道外观及质量，是否存在破损或者纵向裂缝，管壁表面保持光洁无坑陷，质量验收合格后方可采用起重设备将其运送至工作坑导轨。同时检查起重设备的参数性能，在必要情况下可进行试吊，以确保设备运行安全性。下管过程中，施工人员应保持在安全距离之内。为了保证顶进施工顺利进行，以《给排水管道施工及验收规范》中规定为依据，结合工程实际情况计算所需顶进力。避免影响管线敷设质量。随后在导轨上防止第一节管道，对管道的中心线及管底高程进行复核，确保顶进方向的准确性。第一节管道作为施工中的工具管，对后期管道顶进质量有着重要影响，必须对此阶段施工加以重视，严格按照相关规范要求。在顶进过程中，定期测量管道安装的准确度，通常每顶进30cm需进行一次测量。应合理控制管道顶进速度，避免速度过快而影响安装质量。

4 市政道路顶管施工质量控制

1、沉降观测。施工单位要将沉降观测点布置在管道上方的路面顶部，每天定期观测顶管机头穿越路面的情况，每完成一节的顶进，需要在顶前顶后各测一次，并将土体隆起曲线、隆起量、沉降和最大沉降详细记录下来。对每个沉降点位的原始资料进行测量，将测量得出的数据编制成册，同时根据沉降量对相关数据进行及时调整，使其在顶管施工中发挥重要作用，最大程度的降低顶管对路面的影响。

2、土压力及泥水压力的控制。一般情况下，根据实际情况将土压力及泥水压力控制在P±20kPa范围内，地面隆起量及面沉降要小于1cm。在进行道路穿越时，需要连续顶进顶管，不允许中途停止，另外还需要将排泥速度和顶进速度掌握好。为了确保土体的稳定，排泥不允许过慢，顶进不允许过快，两者均保持适中速度。同时，在道路中穿越顶管机头时要加强注浆，使润滑套在机头及管道周围形成，从而使摩阻力减小，最终使管道对周围土体的侧压力得到有效减小。

3、加固措施。在完成顶管施工后，需要进行补浆，将水泥砂浆通过注浆孔注入路面下方的土体，使路面下方土体的空隙得到填补，进而提高路面土体的强度。

4、注重测量与纠偏

在顶进施工过程中，第一节管道作为工具管直接影响着后期施工质量，所以顶进速度应适当放慢，每次顶进的长度通常控制在20—50cm，待正常顶进施工时，确定个接触部位紧密结合之后，可按照正常速度顶进，通常保持在1m/次。在管道校正的过程中，应根据顶进实际情况，实时测量各项参数。首先是对于中线的测量，以地面中线桩为依据，采用全站仪在工作坑中确定管道中线，并将铅锤由工作桩放至坑底部，管道中心线的方向即为铅锤连线方向。随后可采用木尺测量管道中线，若木尺中心线与方向线保持一致，则证明管道中心线满足施工要求，反之则证明管道中心线存在偏差，需及时采取纠偏措施。其次是高程测量，在此过程中所需设备为管道激光指向仪，按照规定标准安装至工作坑内，并调整坡度及方向，同时将指示牌安装在管道内部，当激光点位置在标牌中心时，证明顶进高程符合施工要求。

若在顶进施工过程中，出现偏差较大应当及时采取纠偏措施，常见方式有以下几种：其一，千斤顶纠偏，工具头前方配备有纠偏节，当顶进偏差超过5cm后，就应当纠偏，通过千斤顶的调整纠偏，对顶进方向进行控制。通常情况下，在每节管道顶进初期阶段，即30—40cm左右，是产生偏差的关键阶段。其二，超挖纠偏法，此种方法适用于管道偏差值在10—20cm左右，在管道出现偏差的另一側，可适当超挖，同时在出现偏差一侧设置相应阻力，逐渐改变管道顶进方向，最终实现纠偏目的，保证管道沿设计方向顶进。

5 结束语

综上所述，随着改革开放程度的不断加深及我国经济水平的不断提升，我国市政道路工程建设规模也越来越大，进而增加了市政道路工程施工的难度。作为市政道路工程施工的重要组成部分，顶管施工过程中必须重视其施工技术要点，不仅可以最大限度地提升市政道路施工的质量，还能延长工程的使用周期。

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