市政给排水施工中顶管技术的应用实践探微

崔会军

摘 要：顶管施工在我们市政工程里面，特别是在深覆土大管径的管道工程中和交通繁忙的城市主干道改造工程的施工里面，显得特别的重要。在特定的工程情况下，相对于开槽埋管，更具优越性。随着我国经济的不断发展，市政设施的配套逐渐完善，地下的各种管道建设水平将会得到大幅提升，而顶管的施工便会不断增加。本文主要就是针对市政给排水施工中的顶管技术来进行分析。

关键词：市政工程；给排水施工；顶管技术

浙江杭州的某道路工程专业工程线包括：雨水、污水、给水、燃气、通讯和供电等管线的新建和改造。由于该路段地下管线特别繁多，污水、雨水管根本无法开挖施工，经研究决定交叉路口段污水管变更为顶管施工。

1 顶管技术

顶管技术又被叫做非开挖管道敷设技术，它是一项不需要挖开地面，就能直接进行地下施工的技术。与敷设技术相比，顶管技术不但能够减少施工工期，还能够节约一些投资。此外，顶管技术还能在一定程度上减少噪声和粉尘的污染，如果施工在城区中，使用顶管技术所能够造成的影响和破坏还更小。

顶管技术目前在施工中被广泛应用，它面中的点由线缩成，这样可以减少占地面积，而且还不会对地面的车辆、人流造成一定的影响，它的噪声相当的小，也因此对城市居民的生活所造成的影响也很小，它甚至还可以在地下或水下很深的地方开展敷设管道。它唯一的缺点是施工的技术比较难。

2 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吸铁路、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。

3 顶管施工的前期准备

市政给排水工程中通常都选用钢筋混凝土管作为顶进管，若实际工程对防腐蚀没有特别要求的话也可采用钢管。但无论采用哪种管材，都必须使管材的技术指标符合现行的钢筋混凝土管和钢管的质量标准与技术规范。首先，可根据工程的实际需要来确定管材的直径大小，管材内径通常不能低于50cm。其次，合理确定使用管材的长度。实践证明，在进行直线推顶时，采用较长的管材固然可减少装管工作量，但采用长管材进行推顶时一旦出现路径偏差，校正起来也会很棘手。而短管施工也存在着一定的弊端，即短管通常会往附近土层中挤入，导致排水管道弯曲，从而使顶管作业的可控性大为降低。所以，对长、短管的选择必须格外慎重。实际施工中通常采用这种方法做出判断：当管道长度与管道外径之比≤1.1时，选用短管；当这个比例为1.15时，采用标准管；当这个比值≤2.1时，就应当选用长管。

除了选好符合需要的顶管，还要做好施工前的两方面准备工作。其一，做好施工现场的平面布局。平面布置不仅包括对起重机械、控制室、材料仓库、拌浆棚以及废弃土堆等的位置进行合理的布置，还要结合施工工序将一些设施和设备安置在恰当的位置，如在顶管井的合适位置设置扶梯，以便于作业人员上、下井之用。其二，对后靠土体做好提前加固。加固后靠土体是为保证顶管设备进出井口的安全，加固工作多采用高压旋喷桩的方法进行。同时，为避免进出井口的泥水流失和压注的触变泥浆的流失，有必要在工作井口位置设置止水装置。

4 顶管施工工艺

顶管法施工是通过向基层中顶入预先制作好的构造物，进而形成工程所需的通道或涵洞。顶管施工前，应在目标管段内挖工作井及接收井。然后利用成型的井体，在顶管机头的导向下，进行顶管施工。

触变泥浆的使用：为了对顶进中的给排水管道进行有效保护，需要减小顶进过程中它所承受的顶力。通常会将减阻泥浆灌人管道外壁并形成泥浆套，从而减小管道外壁与土层间的摩擦，达到减小顶力的目的。此外，泥浆套还能够支撑地层，避免地层坍塌与地面沉降。压浆操作实际用量往往远大于设计用量，施工中要加以重视，保证压浆效果。

按设计路线顶进：顶管施工过程中常会出现给排水管道前进偏离设计线路的问题，必须采取适当措施进行及时纠正，保证顶管施工质量。削土刀盘与千斤顶是施工中常用的纠偏设备。通常给排水管道每顶进一节就需进行一次测量，在出洞等重要施工环节还需适当增加测量次数，以保证顶管路线的正确。

洞口止水：顶管施工中为了管道进出洞的顺利，通常会使洞口直径略大于管道外径，但是这种设计容易造成洞口出水，需要采取一定措施进行预防。进行洞口防水需要封闭洞口间隙，常使用的方法是在洞口先后安装直径分别为 10 毫米与 l6 毫米的法兰，再用 10 毫米厚的钢板压紧。施工经验表明此方法止水效果明显，并且由于法兰与钢板可以回收，此方法的经济价值也极高。

顶进障碍物处理：管施工中对地下障碍物的处理是顶管施工的一项重要技术，常见的障碍物有被掩埋的树木、石块等。顶管施工中障碍物的处理十分复杂，需要施工人员根据现场条件进行详细分析研究，通过讨论确定出具体的解决方案。有效合理的施工设计也能有效防止顶管施工中出现障碍物的问题。

使用泥浆：首先要向管道外壁压入一定量的减阻泥浆，在管道的外面形成一个泥浆套，减小管节外壁和土层之间的摩擦力，这样也能够减小顶进时的定力。而且泥浆套的形成也会对减阻的效果产生一定的影响。采用泥浆套的支撑作用，减少粉质粘土坍塌，形成的地层流失，以控制地面沉降。同时，还要紧随管道进行压浆，在中间的部位进行跟踪补浆。泥浆的用量实际上很大，因此要进行补浆。

5 膨润土悬浮液在疏松土层中的运用

在一般无粘性的疏松土层和粘性很小的土壤中，如果我们不采取其它的辅助措施，土层会由于其本身的不稳定性，在刃脚进行推进之后，出现突然坍落在管壁上面的情况。因此针对这一类型的土壤而言，膨润土悬浮液显得更具意义。为充分发挥其自身作用，首先要尽量准确掌握膨润土悬浮漓的相关特性。要确保膨润上方的悬浮液渗入到土层的间隙里面，将孔隙充满，并继续在其中保持流动状态。

同时，流速与压浆压力、孔隙的横断面及悬浮液的流变相关特性都息息相關。因而为了保证在相同的压浆压力之下，达刭同样的渗入深度，在孔隙横断面较小的细粒土层中就需要有低流限的悬浮液，而面孔隙横断面比较大的粒土层则需要高流限的悬浮液。在克服流动阻力的过程中，压浆压力会随着渗入深度的增加而不断衰减。

6 结束语

顶管技术是一项十分复杂的力学工程，此项技术可以在很大程度上帮助工程单位节约一部分的投资，还可以有效地减少工期。且顶管技术不需要挖地面，因此不会给城市带来一定的影响。现如今，顶管技术越来越受到施工单位的青睐，其应用范围也越来越广阔，这项技术在市政给排水工程质量提升方面发挥了十分关键的作用。

参考文献：

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[3]游江.市政给排水施工中顶管技术的运用[J].中华民居（下旬刊），2013（12）.