市政工程中顶管施工技术要点

刘宾宾

摘要：市政工程关系到人们日常生活的方方面面，在其施工过程中，顶管施工技术的地位越来越重要，顶管施工技术的好坏，直接决定着整个工程的质量，我们应该给予重视。本文对常见重要顶管施工技术的特点和要点进行了详细的阐述和讨论。

关键词：市政工程；顶管施工；施工技术

中图分类号：TU99文献标识码： A

随着城市的快速发展，人口迅速增加，城市的拆迁、改造工作越来越普遍。地下管网作为城市的“经络”，对城市的发展具有重要的意义和作用。地下管网的建造是市政工程中的难点，顶管施工技术正在被每个城市的工程建设所推行和应用，以减少施工过程中对城市交通和环境造成的影响。下面，将对顶管施工技术的特点和要点进行介绍。

一、顶管施工技术的特点

（一）顶管施工技术的优势

1、顶管施工技术，能在不开挖地面的前提下，穿越公路、铁路、河流甚至建筑物，完成施工，是一种安全且环保的施工方式。

2、顶管施工的管道上部分土层未经扰动，管道管节端产生段差和变形的可能性较小，使用寿命较长。

3、房下顶管施工方式能起到节省大笔的拆迁费用的作用，减少动迁用房，缩短了管线长度。

4、顶管施工技术目前已趋于成熟，相关设备性能对土质的适应性也越来越强，顶管施工对于中小型管径的管道非开挖铺设非常适用。

（二）顶管施工技术的劣势

1、顶管施工技术，如果遇到不明障碍物，顶进难度大大增加。

2、如果管道处于曲率半径小或者多种曲线组合的位置，施工难度大大增加。

3、如果地下土质不理想，例如软土层或者流沙层，管道易产生不均匀沉降或偏移，影响工程质量。

二、顶管施工技术要点

（一）施工前准备

在施工开始之前，首先要进行对工程地点水文、地质情况、地质土壤种类和物理性质等自然环境进行调查和探测，并制定详细可行的计划，做好各种防护和抢险的物资储备，保证施工的安全性和高效性；开挖工作坑时，应做好排水、降水系统的设置。

开挖工作坑时需按设计严格作好安全防护，确保线路安全按设计制作后背及工作底板，并要保证工作底板顶面的平整度；顶进过程中,要注意管身轴线的方向，一旦发现偏差，即时进行纠正，其“左右”纠缠可采用一侧超挖方式。另一侧采用少挖土或增减一侧千斤顶顶力的方法进行；纠正“抬头”可以采用在箱底刃脚前超挖土及涵两侧挖土的办法逐步进行；纠正“扎头”可采用少挖涵底土利用船头坡或换铺地基纠偏的方法逐步进行。顶进时，顶铁的安放必须保持与涵体轴线顺直一致，每隔 4m 左右设置一道横梁，以达到传力均匀的效果。

(二)设备的安装及调试

1、顶进设备操作

安装前应对液压油缸、高压油泵、液压管路控制系统及顶铁等进行仔细检查；若设备完好，方可进行安装。同时应根据顶管坑的施工设计，来进行对高压油泵、管路及控制系统的安装。

2、试顶操作

在完成设备和附件的安装后，即可开始试顶工作。试顶通常以顶动管身为止，在试顶的过程中，要安排专业人员分别对各个部位和观测点进行负责，并注意：开泵后每当油压升高5~10MPa，就必须停泵进行观察。一旦发现异常，要进行及时的处理，同时要随时观察后背和底板的变化。

（三）线路的加固

工程线路加固采用吊轨纵横梁加固方法，首先应按隔六抽一法，将混凝土枕换成木枕，并在线路的另一侧搭设枕木垛，在木枕上施作4组3根50kg/m钢轨扣轨梁，然后挖空道碴，穿入工字钢横梁，用U型螺栓及钢扣板将横梁与扣轨梁连成一体。

在顶进施工过程中，要严格执行“四不挖土”的要求：列车通过时，停止一切施工活动，人员撤出施工场地；顶进时，顶铁上禁止站人；管身顶进就位后，尽快恢复线路；对加固设施进行拆除前，要首先确认道碴、上碴工具和起拨道工具是否齐全，同时做好抽出横梁的施工作业程序的安排，施工中按隔六取一的方法抽出横梁木枕换一根钢筋混凝土轨枕，随即补充道碴捣固。全部拆除撤换完成后，可对线路进行全面维修，待达标后，可恢复正常运行。

（四）顶管施工周边影响

1、重点部位提前预灌浆

管前挖土是控制管节顶进方向和高程、减少偏差的重要作业，是保证顶管质量及管上构筑物安全的关键。因此管前挖土顶进有如下要求：在一般顶管地段,可超越管端20cm～25cm；在现况道路及与管线交叉点下不得超越管端以外 10cm，并随挖随顶，同时遵守管线管理单位的规定。

2、事故的防处措施

市政工程顶管施工常常从现况路及多条雨水、上水等管线处横穿，一旦发生渗漏，工程地质条件恶化，造成坍塌的后果。因此，在施工过程中，要采取强有力的措施避免坍塌事故的产生。施工中，主要采用预注浆堵水为主，排、堵、引为辅的方式处理管线渗漏的问题，避免对工程地质条件的影响。同时应在顶坑口储备好足量的应急物资，一旦出现险情，有助于及时进行抢险。

（五）顶管施工出洞

1、管线放线操作

所谓顶管管线放线，即为将工作井出洞口和接收入井进洞口的坐标正确地引入工作井内，用来指导顶管顶进的方向和距离。通常来说，顶管管线放线是以工作井和接收井的实际位置为根据，通过测量实际算出管线位置。直线测量，即为目前顶管管线常用的放线技术，根据顶管工作井出动口的中线，通过对经纬仪的控制，在工作井后反复操作，使这两根中线重合。确定顶管管线，并将其引入工作井内。

2、后座墙附加层操作

后座墙附加层的工作面必须垂直于顶管管线。对于有折角的管线，应采用圆形工作井，后座墙附加层的宽度应严格执行主顶油发射加要的标准，根据工作井的直径以及后靠背铁的宽度来确定后座墙附加层的厚度。采用钢筋混凝土，标号C20以上来完成后座墙附加层。如果出现后座墙附加层覆盖住洞口的情况，可用型钢于洞口出进行加固。

3、导轨安装操作

在顶管施工中，导轨承担着导向的功能和任务，以达到保证顶管管节是按设计高程和方向顶进，顶进管道在顶进前安放在导轨上的目的。导轨安装一般采用装配式。安装轨道前，对管道中心位置进行反复核实，并在施工过程中做到经常复核。导轨应符合顺直、平行、等高，其坡度应与设计管道的坡度保持一致。在施工过程中，导轨不能因为受到各种荷载而产生位移、沉降和变形，要确保导轨稳固。如果导轨安装完毕，应在预留洞口内安装副导轨，用于达到防止机头进洞后低头、副导轨轴线及高程均与主导轨保持一致的目的。导轨安装的允许偏差应为: 轴线位移小于或等于3mm，顶面高程控制在0～+3 mm之间，两轨内距小于或等于±2 mm。

4、洞口止水操作

为了使管子能够顺利的从工作井内出洞，在顶管工程中，一般使工作井预留洞口直径大于管外径，顶进时需要对此间隙采取封闭措施，防止地下水和泥沙等物质通过间隙流入工作井，引起地表塌陷，造成安全事故。

5、穿墙操作

如果在施工过程中，附近是较软或流沙的土质，则必须于管子顶进方向距离工作井边一定范围的土体进行加固及改良，达到提高土体强度、防止掘进机出洞时出现塌方情况的目的。在掘进机准备出动的时候，应该将砖封门加以破除，并清理干净衍生杂物，把掘进机刃进工作井的井壁，在止水橡胶法兰和掘进机充分结合的时候，将钢板桩拔除；在顶管出洞的时候，要将掘进机调零，防止掘进机在穿墙时出现下跌的状况。还可以采取土体加固、加延伸导轨、保留洞口下部预留缝隙的砖墙、顶力合力中心低于管中心或将前部管子同掘进机用连接件连接成整体和抬高掘进机头等措施。

结语：

随着城市的拆迁、改造工作越来越普遍，顶管施工技术正在被每个城市所推行和应用，成功减少了施工过程中对城市交通和环境造成的影响。我们期待顶管施工技术在以后的日子里，为市政工程和人类生活创造更大的福祉。

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