市政工程顶管施工技术探讨

杨红林

摘要：随着我国经济的不断发展，社会在不断的进步，各种市政工程越来越多。管道工程是市政工程的重要组成部分，在传统的施工过程中，往往需要大规模的开挖，不仅工程量大、工作效率低，还容易对周围环境带来很大的影响。顶管施工技术的应用，可以有效对这些问题进行解决，有效提高市政工程的效率和质量。为此，我将要在本文中对市政工程建设中顶管施工技术的应用进行探讨，希望对促进我国市政工程施工的发展，可以起到有利的作用。

关键词：市政工程；顶管施工技术；应用

中图分类号：TF89 文献标识码：A 文章编号：2095-3178（2018）20-0303-01

引言

隨着经济科技的发展，市政工程建设不断增加，对地下管网建设要求不断提高，要求地下管网工程施工要减少对道路交通及周边建筑物影响，减少在地下管网工程过程中对周围居民生活的影响。顺应时代潮流发展，朝着社会要求的方向改变，必须要提高施工技术，下面本文研究的顶管施工技术在一定程度上有效地解决了这些问题。

1 市政工程施工中的顶管技术概述

顶管施工技术在市政工程中的应用，对于优化市政工程施工流程，提高市政工程施工质量具有重要意义。要想保证顶管施工技术在市政工程中的科学应用，首先应当加强顶管施工技术分析。市政工程内的顶管技术，在顶进井的位置，顶管采用掘进机、工具管设备，借助主干顶油缸以及中继间顶进力的方法，促使顶管能够穿越土层，在接收井内实现稳定的吊起。工作进内的顶管，管道在埋设的过程内，选择机械施工的状态，采取封闭式的顶进方式，保持内部压力的平衡性，如水泥平衡、气压平衡等，完成顶管操作的过程。第一是顶进方法。根据市政工程的状态，选择管道对应的顶进方法，重点考虑现场的工程条件，如土壤地质、地下水位等，顶管顶进的环境内，不能出现砂性土或者黏性土，而且不能有地下水的干预，配合机械与人工开挖的方式，软土地基内，可借助网格式的顶管方法，控制好市政工程地基的平整度，才能落实顶进的过程，如果顶管顶部的金属管径比较小，就要选择挤密式的土层法，保障顶进方法的专业性[2]。第二是布设顶管井。以钢筋砼、碎石为基础支持，如果市政工程土质稍硬，顶管井就要选择方木条件，适用于土质不稳定的工作环境内。配合顶管井支设支架，保障顶管井的安全与稳定。顶管井的地基，要根据管线位置、坡度进行施工，避免有沉降的情况，内部环境内，还要固定好导轨与顶管，如果是排水管顶进，还要规划好顶管井的位置，以免影响顶进的效果。第三是管道的顶进操作。安排在顶管井的布设后期，管道顶进操作中，顶进管的最前端，需要开挖类似于顶管道的坑道，深度保持在30～50cm，管道需采用千斤顶顶进，重复此类顶进操作，直到管道顶进操作完成。第四是顶管的接口操作。采取电弧焊的方法，在管段顶入之前，管段和已经顶入的管段，需要在内部实现焊接，运用麻丝油毡处理混凝土管接口，管内侧要留出1～2cm的空隙，两个管之间的空隙，顶进后仍旧保持1～1.5cm，完善顶管接口的位置。第五是管道的压浆操作。也称管线压浆操作，压浆需要在每节管道预设的压浆孔位置，都实现压浆操作，防止顶管的地面出现沉降的风险。压浆可以保障顶管管道在市政工程中的安全性，体现出顶管施工流程的规范性。

2 关于市政排水管道顶管技术的分析

2.1 顶管穿墙

在实际施工的过程中，应该确保穿墙闷板处于随时开启的状态，保证掘进机装置或者工具管可以从顶管的外部顶出。此外，在施工的过程中，应该准备一些强度参数较低的水泥粘土并进行充分的填实，用以安装墙阻水或者堵水。应该特别引起注意的是，为了保证中间增设止水板环有较高的耐磨性与拉伸性，现场作业人员应该选取的施工方式为止水法兰加压板，防止管道在穿墙的过程中，造成部分土地机构的暴露，容易对管道造成腐蚀。

2.2 顶管设计与顶力

顶管设计应根据地质和周边环境条件，通过计算合理选择管材、管道埋深、井间距、顶管井结构形式等，拟顶管道与既有管道净间距应根据土层特性、管道覆土厚度、管道直径及管道走向等多种因素确定。管顶标高低于建筑（构）物基础底时，管底标高数值上要大于两倍的管直径，并且不能从建（构）筑物基础的影响范围下穿过，若顶管对建（构）筑物基础有不利的影响，应采取保护措施对其进行保护。相对的，管底标高高于或持平建筑（构）物基础底时，管底标高不能小于一倍的管直径。顶力设计上，荷载结构法是现今对顶管受力状态研究的主要手段，认为地层对顶管管节的作用只产生作用在管节上的荷载。在顶进过程中管道会受到几种不同的荷载的作用，包括径向和轴向的荷载，其中在顶管径方向上受荷载分别有自重、上部荷载和土体荷载，在轴方向上会受到贯入阻力、管与土体的主顶推力、纠偏千斤顶的推力和摩擦阻力等的荷载。顶管承受的摩擦阻力成为了顶力的重要组成部分。摩阻力受土层参数、管道埋深、管径以及管与土之间的接触应力等因素直接或间接的影响，顶力的大小也因此受到影响。顶管在顶进过程中，普遍使用触边泥浆减阻的方法来减少摩阻力，不仅会对管道起到支撑作用，也会起到润滑作用。加入触变泥浆后，膨润土悬浮液会包裹着顶进管节，管道底部的法向力会因浮力的作用而减少，摩阻力也从而得到减少。

2.3 地面设备顶进设备的选型和布置、安装

工作井地面设备选取上要利用顶管技术施工所需要的各种设备，例如，液压系统、配电站、倒装设备等。此次工程施工实践中主要是选取两台电动空压机（1m3和3m3）的及其作为气压系统设备进行空气的生产与压缩，然后把空气净化之后进行储存量足够多时在输入到管道中；在施工中用来洁净施工环境的鼓风机（5kW）设备主要是排烟和施工用气进而保障使馆人员的呼吸安全；对主顶和中继间的千斤顶提供运行的压力油主要是利用高压油泵、溢流阀、油管、控制阀和油箱等液压系统。选好这些设备还要对具体实际进行改变，此时把每个工作井中配备两台高压泵进行并联循环作业并且配备一套完整的压浆系统，压浆系统主要包括泥浆池、注浆泵、搅拌机、管道等，最后为工程建设施工的方面选用一台合适的门式吊机。井内顶进设备主要是选取在此项技术施工中最重要的施工设备主千斤顶，根据当地的实际需要，测算出此项目需要2台2000kN油压的千斤顶进行作业施工，并且在布置时要左右对称，千斤顶的油程保证在1500mm，设备中的电动油泵要供给主顶油管，满足这些才能顺利进行施工。

2.4 注浆减小阻力

由于管道在顶进的过程中，往往摩擦阻力非常大，有时会出现难以顶进的现象。为了有效减少管道在顶进过程中的摩擦阻力，可以对顶管机头尾部位置进行压降处理，将浆水压入到管壁和土壤的接触缝隙中，这样可以有效减少管道在顶进过程中的阻力。

3 结语

市政工程提高了对顶管技术的重视度，规划好施工技术的要点，落实相关的控制方法，保障顶管技术在市政工程中的规范性和控制性，优化市政工程的施工环境，完善顶管操作的施工过程。市政工程控制好顶管施工技术的要点内容，维护顶管施工的有效性，满足市政工程的根本需求。

参考文献

[1]游作华.顶管施工技术在实际市政工程中的实践探究[J].江西建材，2014（16）：11-12.

[2]张慧儒.论市政工程顶管施工技术[J].科技与企业，2013（12）：25-26.

[3]权凡.市政工程建设中顶管施工技术的应用[J].建材与装饰，2017（45）：38-39.

[4]郑伟.市政工程中的顶管施工技术及质量控制措施[J].山西建筑，2014（12）：120～121.