试析市政道路顶管施工技术的应用

周立强 何继磊

摘 要：市政道路工程作为道路施工与交通运输经济发展的重要组成部分，其不仅关系着运输结构、运输能力变化，更推动了城市经济的可持续发展。作为一项非开挖掘进式顶管技术，顶管技术在市政工程中的应用，不仅能够深入地下施工，更不会影响附近环境。为此，本文主要对顶管技术施工准备工作、施工工艺及注意事项等进行了分析与探究。

关键词：市政道路；顶管技术；准备；施工工艺；注意事项

随着城市现代化进程逐步深入，人们对城市功能和市容市貌提出了更高需求。不仅要求及具有健全的城市功能，还要求各项市政工程施工不得破坏周围环境，尤其地下管网工程。现代城市规划与建设中不可避免地将在地下铺设各种功能、直径不同的管道，为了不破坏施工现场周围环境，减少对车辆、行人出行不良影响，顶管施工技术在市政地下管网工程中得到广泛应用。与传统的挖沟埋管法相比，顶管施工技术是一种非开挖施工技术，具有了自身独特的优势。

一、市政道路顶管施工准备工作

1、現场踏勘

首先，在进行顶管施工前，要进行施工现场勘查，观察施工地点的人、车流情况，确定交通路线，并且在交通路口设立导向牌等标志，同时安排人员指挥交通；其次，在施工之前要考察临近的排水系统建设，设计好排水线路以及管道建设，避免污水横流；再次，对施工现场的电力、通讯、煤气等管道进行现场定位勘查，找出需要临时关停或搬迁的设备设施，避免发生不良影响；此外，认真调查附近桥梁等构筑物的桥台基础、桩基深度及间距、建筑物基坑的结构形式，以便于确认是否要对其进行喷锚结构施工，为顶管技术的顺利实施打好铺垫。

2、技术准备

在顶管施工前，根据当地的顶管顶进的地质资料，了解土层的物理性质、力学参数、分布状况，了解建筑施工场地的地下水来源、水面标高数据以及受潮汐影响等自然条件。在有砂层的情况下，要了解含砂量以及砂的细度、级配关系等。在岩层的地质情况下，要勘测是否有裂隙发育的情况；风化岩的地质，则要了解强风化、中风化或是弱风化等级，并且了解抗压强度和抗剪强度以及结构状况等。作为施工单位，一定要认真考察施工地质状况，结合业主所给的资料，运用各种施工技术手段进行勘察，以备顶管施工实施的需要。

3、顶管线路确定以及井位设计

现行设计院设计管道大部分都是按照明挖方式设计，在经过施工现场调查后，要尽量优化线路设计，避开不利顶管的土层，让顶管线路避开结构物及树木等障碍物。可以选择在每个工作井或者接收井内设计成检查井位。线路与附近结构物的距离设计必须考虑到以后作检查井的方便和空间，尽量避免冲突。此外，按照现行规范检查井间距，根据具体施工情况可以和设计单位研究来适当加长，当顶进深度范围内土层较为复杂时，可以考虑与设计部门协商进行抬高或者降低标高。

4、顶力以及管材设计

采用整体三维模型，考虑到多参数系统的基础上，进行模拟顶管顶进过程中各结构的受力情况，以便于更好地研究顶管受力；管材设计上，在现行的对于管材的配筋量、钢筋布置、砼的强度及端部的细部处理手段上，要区别于一般承受纵向线荷载的排水管道，可以按照轴心受压柱的参数考虑来进行管材设计，同时要注意顶管需纠偏处理的特殊情况，同时必须关注管道的偏心受压及局部应力集中的情况，预留一定的安全系数，避免不良影响。

二、市政道路顶管施工工艺

1、工作井导轨安装。导轨的作用是引导管节按设计的中心线和坡度顶进，导轨安装时必须安装牢固，满足管节中心高程及坡度的要求。本工程导轨为双排120工字钢、20槽钢焊接而成，导轨为预制加工。导轨安装利用测量仪器监控，允许偏差为：轴线位置3mm，顶面高程0～+3mm，两轨内距±；2mm。

2、千斤顶安装。采用3台200t的千斤顶。千斤顶固定在支架上，并与管道中心的垂线对称，要求其合力的作用点与管壁反作用力作用点在同一轴线上，防止产生顶进偏差。根据施工经验，千斤顶的着力点作用在管节垂直直径的1/4～1/5为宜。千斤顶选用zB.50型的高压油泵，由电动机带动油泵工作，经分配器、控制阀进入千斤顶，各千斤顶的进油管并联在一起，保证各千斤顶活塞的出力和行程一致，油管安装时做到顺直、转角少。

3、顶铁的安装。（1）顶铁是顶进管道时，千斤顶与管道端部之间临时设置的传力构件。其作用是将一组千斤顶的合力，通过顶铁均匀地分布在管端，并起调节千斤顶与管端之间距离的作用。顶铁可分为环形顶铁和u形顶铁两种。（2）安装顶铁时，顶铁与导轨之间、顶铁与顶铁之间的接触面，要擦拭干净，防止接触不良，相互滑动。安装后，要使千斤顶轴线、顶铁轴线和管道的轴线相互平行。顶铁轴线必须与管道中心的垂线对称，避免顶力产生偏心，导致“崩铁”。顶铁拼装后要进行锁定。（3）顶铁与管口之间垫缓冲材料联接（胶合板），使顶力均匀地分布在管端。

4、顶进施工。顶进管道前，进行全部设备检查与试运转。护壁上的管孔凿好后将工具管立即顶人土层。每顶进30cm，测量不少于一次，管道进入土层正常顶进时，每顶进100cm，测量不少于一次。工具管开始顶进5～10m的范围内，允许偏差为：轴线3mm，高程0～+3mm。否则要采取措施纠偏。顶进时遵循“边压触变泥浆边顶进，不压浆不顶进”的原则，新开顶时需对整个管路进行补浆。

三、市政道路顶管施工注意事项

1、顶进中遇障碍物后的顶进处理，成为困扰施丁的难题，如突遇大量埋木、石块及老河道驳坎等等，都需现场研究给出解决的技术措施。顶管施工税市政工程中，特别是深覆土大管径的管道工程和交通繁忙的城市主干道改造工程中尤显重要。顶管工艺的施工从技术上讲是完全可行的，相对于开槽埋管从社会效益与经济效益上来讲更具有优越性。从根本上改变了城市管网乱挖现象；另外一方面从切实做到保护环境人手，加大推广顶管施工技术力度势在必行。可以预见未来的管线铺设技术将以顶管工艺为支撑。

2、认真按设计要求施工，确保管道基础的强度和稳定性。当地基地质水文条件不良时，应进行换土改良处治，以提高基槽底部的承载力。如果槽底土壤被扰动或受水浸泡，应先挖除松软土层后和超挖部分用砂或碎石等稳定性好的材料回填密实。地下水位以下开挖土方时，应采取有效措施做好抗槽底部排水降水工作，确保干槽开挖，必要时可在槽坑底预留20cm 厚土层，待后续工序施工时随挖随封闭。

四、结束语

综上所述，随着社会主义市场经济的不断发展，我国市政工程事业也得到了极大的发展。现阶段我国部分市政道路工程在具体使用过程中由于多种原因，都存在或多或少地病害问题，如路面损坏等。这些病害问题将直接影响到市政工程的整体质量及使用效果。为有效提高市政道路工程施工的质量，应根据施工现场的实际情况，选择符合施工要求的方式及技术，本文主要对市政道路顶管施工技术进行了分析，以期为市政工程质量的提升，提供一个可靠地依据。

参考文献

[1] 张晓龙.市政道排工程顶管施工技术的应用[J]. 物流工程与管理. 2011（04）.

[2] 李小梅.顶管施工技术应用浅析[J]. 西部探矿工程. 2003（09）.

[3] 任建文.非开挖顶管施工技术[J]. 西部探矿工程. 2004（01）.

[4] 刘同乐.大直径长距离顶管施工技术[J]. 石家庄铁路工程职业技术学院学报. 2004（S1）.

[5] 张秀霞.解析明挖施工和顶管施工在市政给排水管道施工中的应用[J]. 科技传播. 2014（15）.