市政给排水施工中的长距离顶管施工技术分析

【摘要】市政给排水工程是城市市政工程的重要组成部分，对城市居民生活以及工业生产等影响重大，近年来，与给排水相关的设计理念及方法均得到了长足的发展，为现代城市市政给排水工程施工提供了强有力的技术支持。长距离顶管施工技术是目前市政给排水施工较为常见且实用性极高的一项技术，对该技术的了解和应用，对市政给排水施工有着重要的现实意义。

【关键词】市政给排水;长距离顶管;施工技术;分析研究

1、长距离顶管施工技术在施工中的工作原理

长距离顶管施工技术的工作原理：以设置在工作井的油缸为动力，从而推动顶管机做向前顶进，在顶进的施工过程中，土体在土压平衡顶管机中刀片的作用下被切削下来，然后进入到螺旋输送机和密封的土仓内，通过挤压成型，压缩土体上具有一定的土壓，然后压缩土体再被螺旋输送机送出，从而完成给排水管道施工的基础工序。由于不同的地层有着不同的特点，在开挖过程中，向土仓和刀盘正面加入适量的粘土浆或者清水等材料，把不容易施工的地层土壤改变成泥状，以方便施工，这种泥状土既可以承受地下水的压力和施工面的土层压力，同时，还能增强刀盘前面土体的整体稳定性。

2、长距离顶管施工技术在给排水施工中的应用

2.1长距离顶管施工技术的应用现状

长距离顶管施工技术的应用现状市政给排水系统是现代化城市建设与发展的基础工程，该工程的建设不仅能够对自然资源起到一定的保护作用，提高其利用率，还能够为城市抗洪减灾，具有至关重要的作用。但是从当前我国发展现状来看，市政给排水工程在建设与施工中存在着许多问题，例如排水系统不完善、相关排水设施失灵等，这些都严重影响到给排水系统的正常使用。因此我们必须要与时俱进，采用现代化设备进行市政给排水工程的施工，已解决其中存在的各种问题。非开挖技术是在管线施工过程中不对地面进行开挖或者未开挖的一种施工手段，这种施工技术具有环保、经济、影响范围小等优点，是一种值得推广的技术。在市政给排水施工过程中，我们将非开挖技术应用在顶管施工过程中，由于其具有施工噪声小、地表干扰少、振动小等优点，因此受到了人们的广泛关注。

2.2对于长距离顶管的关键施工环节

主要的长距离顶管技术施工程序包含了正面稳定、触变泥浆减阻和长距离压浆、中继间设置、管节之间的接头处理、纠偏、顶管接收井进洞以及顶管穿墙等几个环节，而其中最为重要的环节就是长距离压浆和触变泥浆减阻这道程序。在进行长距离顶管的施工过程中，要进行及时、有效地向管节外侧压注触变泥浆，从而让其形成良好的和围护好泥浆套，保证对管节顶进发挥出高效的减阻效果，与此同时触变泥浆也可以很好的降低地面沉降，由此来看注浆通常是顶管成败与否的重要因素。顶管施工中所使用的膨润土触变泥浆，是在地上的压浆站配置后，通过液压注浆泵压入到输浆总管机管节上的环形分管注入至顶管机及管节的各个注浆孔形成管节外围泥浆套。触变泥浆降低摩擦的效果如何，一方面与选用的浆液材料和配比有关外，另一方面也与布置的注浆、选择的注浆泵、注浆的压力及其注入量有关。顶管掘进机后部环状匀称配置了4个压浆孔，顶进时能够保证跟踪注浆，使之在顶进机后面充分形成较为完整的泥浆套。同时跟踪注浆地面泥浆站配备完毕的触变泥浆，经液压注浆泵增压后，注入注浆的总管，通过环形分管注入顶管机及管节的压浆孔形成泥浆套。管节在顶进过程中，基于少量浆液将外流到土层，所以务必保证管节上的注浆孔进行补压浆。通常一节管内部顶进完毕就该进行补浆。此外，要根据每段顶进阻力进行随时分段补压浆。压浆量的一般原则是控制在同步跟踪压浆量为管节外理论空隙体积的大约8倍，补浆量通常为管节外理论空隙体积。注浆压力值，运用注浆的粘度和管路输送长度，通过试顶后，压浆站的压力控制在0.08MPa至0.1MPa更合适。

2.3泥浆制备和注浆工艺

（1）配置触变泥浆要选用优质膨润土，根据经验和试验采用合适的配比，以保证泥浆的减摩效果和支承能力。浆液必须搅拌充分，在膨润土泥浆压入以前，对储浆箱内的泥浆再进行一次搅拌。

（2）严格控制注浆压力，使其不能小于管体上部的静止土压力和水头压力。顶进时要根据地面变形、地下水位等因素适当调整压力和压浆量。在泥浆出口处装单向阀，不使其回浆，以使触变泥浆套的压力在临时停泵后仍基本不变。根据工程实际情况设置中继压浆泵，以抵消输送管的压力损失，稳定注浆压力。

（3）由于曲线段外侧存在法向分力作用，对土体扰动和摩阻力都会增大，当掘进机进入曲线段时，要增加对曲线外侧的注浆量，尽可能形成完整泥浆套。

（4）顶管贯通后，要及时利用触变泥浆压注孔对顶进时处于管道外的触变泥浆进行纯水泥浆置换，从而减少管道的后期沉降。

2.4管节止转的技术措施

顶进时机头在刀盘及螺旋机的作用下会发生旋转，而机头旋转尤其是转角偏大时会对顶进造成不利影响，因此对工具管要采取纠旋转措施。在机头前方筒的水平二侧焊翼板，长1.8m，宽30mm，厚25mm，以防止机头旋转。对机头的旋转主要采用加压重块的方法。在机头二侧焊压铁支架，1号与6号管二侧亦焊压铁支架。二侧先平均放压铁，共20t。一旦发现机头有微小偏转，立即将压铁移到一侧。

2.5水平螺旋钻进法

水平螺旋钻进法是一种依靠螺旋钻杆向切削钻头传递钻压和扭矩，利用电机顶进推动钢管从工作井穿到预留井，完成管道施工的一种方式。具有地表干扰少、土层扰动少等优势，主要应用于小口径钢筋混凝土排水管道施工。其缺点就是施工过程中难以控制螺旋钻杆的方向，不能有效控制管道，导致管道的施工精度受到一定限制。

2.6顶管施工法

顶管施工方法主要应用于穿孔施工时顶进钢套管或无钢套管情况下顶进永久性公共管道，具有施工噪声小、地表干扰少、振动小等优点。其施工方法的过程具体是从地面开挖两个基坑井，将钢管从工作井安放，然后通过千斤顶或中继间的顶推机械的顶进，推动钢管从工作井预留口穿出，穿越土层直至接收井的预留口边，最后穿出接收井的预留口，形成管道的施工过程。

结语：

通过以上的分析，可以明确的知道，在城市给排水施工过程中，想要使整个工程达到最好的效果，就需要不断的对其中各项施工技术进行改善，与时俱进，跟上时代的步伐，长距离顶管施工技术的大力推广就是最好的证明。

参考文献：

[1]段孟春.市政给排水施工中的长距离顶管施工技术分析[J].科技资讯，2010（27）.

[2]刘晓丹.市政给排水施工中的长距离顶管施工技术分析[J].科技创业家，2012（14）.

[3]何永乐.市政给排水施工中的长距离顶管施工技术分析[J].房地产导刊，2014（27）.

作者简介：

孙健，济南市市政工程设计研究院（集团）有限责任公司，山东济南。