市政道路非开挖顶管施工技术分析

韩旭阳 邓彦鹏

摘 要：伴随城市的不断扩张，地下管网、管线系统也愈加复杂。市政给排水工程是一项与居民生活息息相关的基础设施，如何提高工程质量成为关键。顶管施工作为一种非开挖技术，无需开挖便可穿越地面建筑物、公路、各种地下管线。为此，在市政给排水工程施工中，必须重视顶管施工技术的应用，提高施工技术水平，规范施工工艺，全面提升工程建设质量。本文在全面掌握顶管法基本原理的基础上，结合具体工程案例，对市政道路非开挖顶管施工技术要点和质量控制措施进行了分析与探讨。

关键词：市政道路;非开挖顶管;施工技术

1 市政道路非开挖顶管施工技术要点

1.1 施工准备

施工前，为保证施工安全，可将防护围栏设于工作井、接收井周围。相比地面高度，工作井、接收井的上边缘需略高一些，用于防止井内流入周围泥水，或将排水沟、积水坑等设于井周。顶管进出洞口是整个顶管施工的关键，事关顶管施工成败。为此，在进出洞口20m距离以内，要做好预防措施，避免土体流失，并保证进出洞口施工安全。

1.2 顶管出洞

作为顶管施工的重要工序之一，顶管出洞是指顶管机和第一节管子由工作井中破出洞口封门而向土内进入的过程，属于顶管施工初期阶段，也是最易产生事故的环节。

井内顶管机头在管床就位，待调试正常后，需采用风镐等工具将洞口的砖墙凿除，机头由橡胶密封圈穿过直至顶进土内，此时可将膨润土泥浆注满机头和洞口的缝隙，保证管道润滑，支护土体。一般情况下，为避免出洞口外土体产生坍塌事故，需加快出洞施工速度，保证施工质量。由于本路段车流量较大，为保证通行安全，严禁采用爆破法，拟采用水平钻抽芯工艺，且以风镐为辅破除岩石施工。在整个施工中，工具管出洞之后，因支撑面不足，极易产生工具管下跌情况，此时为避免管线偏斜，需将一道支撑设于工具管下面的井壁之上，加大支撑力度。

1.3 管道顶进

拼装管节之后，便可按照设计要求，正常顶进管道。开始顶进时，要先将总电源开关及分系统电源开关开启，随后打开主油泵，待主顶系统进入顶进状态之后，便可将渣浆泵开启，在此过程需对泥浆输送机和主顶千斤顶的速度进行适当调整，保证满足顶进施工要求。待其进入平衡状态后，便可开启压浆系统，在整个顶进施工环节，要实时查看掘进机的状态与施工趋势，随时微调千斤顶，避免偏差，做好机头方向控制。

1.4 注浆

机头同步注浆和管道补浆是顶管注浆系统的两种不同形式，根据施工设计要求，可将4只压浆孔以环向均匀布设到顶管机尾部，用于随时跟踪观察顶进注浆情况。并将3只压浆孔设于顶管机后三根混凝土管节之上，其后每隔一节管道设压浆孔，根据施工具体情况确定压实量、补压浆次数。待完成顶管施工后，便可通过水泥浆进行管外侧触变泥浆置换，要求通过高速搅拌机均匀、连续注浆，可在0.05～0.1MPa之间控制注浆压力。注浆结束后，需及时冲洗注浆管。

2 市政道路非开挖顶管施工质量控制措施

2.1 管道纠偏

（1）管道产生扭转原因分析。在顶管安装和使用过程中，如果主油缸或工具管刀盘轴线与管道轴线不平行，则在顶管施工过程中很容易使管道产生扭矩，从而在顶进过程中发生管道扭转。在进行顶管施工时，管道内要布置各种施工设备，如果布置位置不对称，就很容易使管道朝着某个方向形成固定扭转。

（2）纠偏措施。①提高顶管设备安装质量，预防管道发生扭转，主要是从提高顶管设备安装工艺精度入手，尽量避免或减少顶管设备的各部分安装偏差，如主油缸固定牢固，尽量与管道轴线平行等。②严格按照施工程序施工，减小纠偏造成的扭转。首先是管内设备布置重量要对称，尽量避免由施工程序造成的扭转。另外可以通过施加外力进行管道扭转，使管道产生相反扭转，从而平衡原先存在的扭转力。当顶距较短（<15m）时，如发现管轴线有偏差，可以利用主压千斤顶进行校正。

2.2 导轨偏移防治

（1）导轨偏移原因分析。①导轨自身的刚度不够;②轨道固定不牢靠，受到外力及震动后发生偏移;③工作井底板损坏或变形;④后座不稳固，受顶力后使主顶油缸轴线与顶管轴线不平行，产生横向分力，引起导轨偏移和损坏。

（2）防治措施。①对导轨进行加固或更换;②校正偏移的导轨，并支撑牢固;③垫木应用硬木或用型钢、钢板，必要时可焊牢;④对工作井底板进行加固。

2.3 后靠背控制

（1）后靠背严重变形、位移或损坏原因分析。①后靠背的刚度不够。若采用单块厚钢板做后靠背，则刚度更差;②后靠背后面的预留孔或管口没有垫实;③用钢板柱支护的工作井，由于覆土太浅或被动土抗力太小而使钢板桩产生位移影响到后靠背的稳定。

（2）防治措施。①应该用刚度好的钢结构取代单块钢板做后靠背;②后靠背后面的洞口可用刚度好的板柱或工字钢叠成“墙”，垫住洞口或管口;③后座墙后的土体采用注浆加固，或者在地面上压上钢锭，增加地面荷载。

2.4 地面沉降防治

（1）地面沉降过大原因分析。井点降水时土体会因失去地下水而产生一次压密沉降。再加上手掘式顶管的开挖面是敞开的，不加正面支撑，稍有疏忽就会发生正面坍塌，引起较大的地面沉降。这种沉降会因土质的不同而不同，但地面沉降大是手掘式顶管的一个通病。

（2）防治措施。采用这种工具管必须谨慎从事，仔细地查清穿越地层的工程地质和水文地质情况并判别可否采用。符合稳定基本条件，才可采用。施工中要精心施工，防超挖、塌方。

3 结束语

综上所述，本工程在采用顶管技术后，减少了大量的土方开挖工作，充分发挥了施工污染小，交通干扰小和减少工期等优势，竣工验收，各项结果均满足要求。虽然在施工中还存在不少问题，但是顶管施工的技术优势还是其他施工技术无法比拟的。因此，在顶管施工中必须不断总结施工经验，一旦发现问题，应采取相应的质量控制，着眼于改进提高顶管施工技术，这样才能为今后改善提升顶管工程的施工技术积累经验。

参考文献：

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