顶管技术在市政给排水施工中的有效应用

（山东华邦建设集团有限公司，山东 潍坊 262500）

1 顶管技术原理

1.1 技术概述

在市政给排水施工中应用顶管施工技术可以避免开挖地面，主要是借助顶进设备将管道顶进土中然后将多余的土方处理掉。设备在工作坑中利用主顶油缸及管道间、中继间等推力给予土体一定的顶力，把管道顶进到土壤中，管道克服和周围土壤的摩擦力按照一定的角度和路线顶入到土中，在完成一节管道顶进后继续顶进下一节管道，工具管从工作坑中穿入到下一接收坑中，然后再将管道吊起，然后将给排水管道埋设在坑洞之中。在采用顶管施工工艺前工作人员要注意研读关于顶管技术的标准规范，加强对机头、主顶、中继间、接口、注浆工艺的分析。当前开放型和密封型是两种主要的施工类型。通常施工单位会选择密封施工方法，该方法可以分化为三个小类，不会对路面交通产生影响，在市政工程施工中应用价值较高。此外，该技术不会产生严重的噪声污染，能够降低对市民的伤害。在合理规划路线后不会受到其他地面因素或者管道影响，施工效率较高。总体来讲，顶管施工技术在市政工程中应用有着较高的经济效益和社会效益，是当前备受青睐的一种施工技术[1]。

1.2 基本要求

为了保质保量地开展顶管施工技术，该技术的要求、施工工艺、验收规范方面也有着严格的要求。首先，在技术方面需要按照国家标准开展测量工作、降水止水工作、开槽沟槽工作、管道处理、合槽等工作。其次，在铺设管道时对地基密实度有着严格要求，需要保证基础的稳定性，避免后期受到外界荷载导致地基沉降进而影响给排水管道的运行。在开挖过程中可能受到地下水影响发生渗漏问题，所以还要注意做好防排水。最后，在顶管施工技术中也明确规定了沟槽回填工作，不能采用机械方式回填管道、检查井、顶管工作井、接收井等，当前最为常见的是人工、分层等方式。如果采用钢板桩支护那么需要在回填到指定高度后拔柱，参考国家标准严格落实管道敷设和功能性检验工作。通常按照质量验收要求进行市政给排水工程顶管施工技术的要求，保证按照国家规定现象的标准进行钢套管、混凝土强度的检验，同时要严格按照设计要求设置预留孔洞并且精确地确定其位置，按照规定要求做好沉降和隆起监测点，加强检测防水材料。

1.3 顶管技术的优势

1.3.1 施工效率高，施工经济安全

在老城区给排水管道改造或者人群密集的区域中可以充分发挥出顶管技术的优势。顶管施工技术无需开挖地面，避免了大量的拆迁工作，不会影响到地面正常的运营，能够在保证施工效率、安全的同时将给排水工程的经济性提高。

1.3.2 能够保护地表植被和卫生设施

顶管施工技术占用的面积小不会影响到管道周边的地表植物，不会破坏周围地面的构筑物，不会产生大量的垃圾，所以属于较为环保的一项施工技术，不会损害城市卫生。

1.3.3 不会受到天气因素影响

由于顶管施工技术大部分工作在地下完成所以受到天气因素的影响很小，及时是在雨雪天气依然可以施工作业，有助于施工效率的提升，能够保证施工进度。

2 施工前期的准备工作

2.1 布置施工现场

在正式开展顶管施工作业前，首先需要做好施工平面的布置，主要工作内容包括合理布置材料堆放场所、弃土坑、拌浆场等。为了保障施工顺利开展，要提前安装好施工设备，并且检查设备安装运行质量情况，便于后期的施工，在工作井周边设置好下井扶梯[2]。

2.2 加固顶管后靠土体和进出洞

为了保证顶管施工技术的安全性需要加固处理顶管的后靠土体以及进出洞口，保证土地稳定。混凝土后背墙技术、高压旋喷桩加固技术等都是当前常用的加固技术。施工人员要注意根据实际情况做好加固方案的确定，保证加固效果和施工的安全性，同时注意保护环境，避免发生水土流失，在工作井的洞口安装好止水装置。

2.3 施工机械准备

给排水施工中常常会遇到淤泥质砂、黏土层等地质，此类地质会增加沟槽开挖的难度，故可以采用顶管施工技术，降低不良地质对施工过程产生的影响。在采用顶管施工技术时要注意按照＞800mm 的标准控制管道的直径，同时工作人员还要对管径大小、现场土体摩擦力、管道材料等进行充分考虑，从而配置足够数量的千斤顶、顶进设备等。为了降低顶进施工中的摩擦力，通常会配合使用泥浆，所以还要做电焊机、全站仪、泵站、激光准仪等设备的配置，如图1为某工程所用泥水处理设备。

图1 泥水处理设备

3 顶管施工技术应用

3.1 测量技术的应用

测量放线是顶管施工技术应用的关键，直接决定了顶进路线是否正确，为此在施工前以及施工中要严格做好测量工作，密切关注顶进的路线。在市政给排水工程建设中，建设单位提供线路中心线和高层桩控制点，施工中要注意求抱两侧设计中心桩符合管件线路。为了保证路线准确通常需要设置大约2-3 个水准点，工作人员要严格检查水准点的位置，尽量降低误差，加强比较可控误差值，确保误差处于规定范围当中。同时，需要通过一定的设备和方法全面测量市政给排水管道顶管的施工管道位置，在第一节段管件顶进过程中需要加强测量路线准确性，通常按照30cm 测定一次的频率进行测量，当施工进行到土层后300cm 后再次测量如果发现出现偏差就是采取纠偏等调整措施。为了降低误差通常要校正管道，最为常用的两种纠偏就是就是顶木法和千斤顶[3]。如图2为激光测量示意图。

图2 激光测量

3.2 泥浆减阻技术

为了削减顶进过程中管壁和土体的摩擦力可以利用泥浆减阻技术，在泥浆中增加膨润土保证压浆孔中能够压紧泥浆。顶管进入到预留洞后需要严格控制好后续施工环节，在这个过程中应当有效控制横竖向误差，保证进洞的及时性。在顶进过程中，可以用激光测量等设备将测量的精度提高，将施工平台提前搭建好，准备好泥浆、平台、设备等基础设施后开始下一步作业。

3.3 穿墙止水技术的应用

在顶管施工过程中工作井可能会流入部分泥浆和水，一旦发生这种问题要及时用黏土将墙管掩埋从而达到阻隔水和泥浆的效果。在工具尾管接近穿墙管时要提前做好止水工作。

3.4 接口处理技术的应用

市政给排水管道结构的核心为顶管的接口处理，所以应当严格管理好接口的各个部位和各个环节，在顶进之前检查好各项施工作业，重点对材料质量加强控制，加强检查材料进场前的质量，避免不合格品投入使用。如图3为钢顶管承插柔性接口。

图3 钢顶管承插柔性接口

4 顶管技术在市政给排水施工中的应用策略

4.1 明确顶管技术的应用范围

市政给排水工程很多施工作业都需要在人口和建筑物密集的区域开展，有的甚至是在城市中心，此时受到周围环境影响难以采取地面开挖施工。比如在施工中无法搬迁地面的建筑物、文物古迹等，无法开挖交通拥堵的路段。现代化城市无论是人口还是建筑物都越来越密集，这导致施工难度大大增加，如果空中架设管线条件不足那么必然阻碍施工正常开展。顶管施工技术有效地解决了这一问题，能够保证施工质量，节省工作量和成本，将工程经济效益提升[4]。

4.2 科学选择顶管长度

市政给排水施工会影响到周围的环境，施工效率也无法保障。为此，工作人员在采用顶管施工技术过程中应当合理选择顶管的长度。首先相关施工人员应当对施工项目的实际给排水要求有充分的了解，做好实际顶管长度的确定，避免顶管长度对后续施工产生不良影响。其次，施工人员要对管道承窝的直径进行仔细确定，确保能够按照工程质量要求进行施工。水管的长度、喷嘴的直径也是员工需要重点考虑的问题。

4.3 管道顶进环节

顶管施工的首要步骤就是工作坑位置的确定，工作人员要严格按照设计图纸中的关心位置和坡度修建工作坑，按照管径大小、管道坡度、顶进方向确定导管安装顺序。在顶进前应当在顶管前段开挖一个约30～50cm 深度的坑道。断续顶进会增大顶进施工中的阻力，导致顶进更加困难，所以在顶进中要坚持“先挖后顶、随挖随顶、连续作业”，如果发现存在塌方、油泵压力突然增大的不良问题要及时暂停作业对造成和谐现象的原因进行分析，然后再进行施工作业。

4.4 闭水实验控制要点

闭水试验是顶管施工中工作的重点，是顶管施工技术质量的重要保障。在施工后，通过闭水试验可以明确施工结果是否能够和设计要求相符合，避免发生渗漏水问题。如果在闭水试验时发生渗漏问题需要及时查找位置并且采取处理措施。如果闭水试验合格可以进行下一阶段施工[5]。

5 结束语

在我国市政工程建设中，给排水作为基础的设施，影响和城市的运营和居民的日常生活。顶管施工技术是当前常见的一种施工技术，施工方式可以降低对国民的影响，有助于保证施工效率，为居民创造舒适的生活环境。