试论市政工程非开挖顶管技术的应用

孟祥坤

摘要：随着我国交通事业发展建设要求的不断提高，在市政道路工程施工中非开挖顶管施工方法是否科学、合理直接关系着整个工程的质量关系到人们的生命安全。本文主要对非开挖顶管技术的特点、施工流程与质量控制进行了分析与探究。

关键词：非开挖顶管技术；市政工程；特点

1顶管施工的特点

顶管技术又称为非开挖管道敷设技术，它在施工时不需要对面层进行挖掘，就可以顺利穿过地面建筑和地下建筑以及铁路、河道，与开挖敷设技术进行比较，这样的施工能够大量节省资金投入，减少工期。与此同时，该项施工技术能够使噪音得到有效降低，粉尘大量减少，并且减轻了对交通条件的干扰和对环境情况的破坏，起到了环保无污染的效果，施工效率也得到了明显提升。由于顶管施工法在多个方面都占有一定的优势，因此被广泛推广应用于市政管道工程施工中。我们将顶管施工的优点总结为以下几个方面：一是施工过程中占用了较小的施工面积，施工面由线缩成点；二是对交通的影响比较小，没有影响正常的地面活动；三是施工过程中对城市居民正常生活干扰不大，不影响居民线路和构筑物的正常使用，仅出现较低的噪音和震动；四是能够穿越河流、建筑铁路等各种障碍，在较深的地下后水下进行管道敷设，使沿线的拆迁工程大量减少，有效降低了工程资金投入。它主要适用于城市中心地区、繁荣商业街道或无法搬迁、不可深挖的文物古迹等特殊地段。通常情况下采用管径Φ80至Φ600的地下埋管进行顶管法施工作业。

2市政工程非开挖顶管技术施工流程

1、测量放样与井下、地面设备安装

顶管轴线与设备安装标高等都是测量放样的内容，利用井下投点、后视点精度的确定，可对顶管轴线放样精度进行有效控制。在安装井下设备时，设备安装部件包括：导轨、千斤顶等。安装施工中，轴线确定必须严格遵循相关测量规定，确保操作符合施工要求。为防止标高人为误差的产生，应降低轴线安装量。安装地面设备时，其设备包含：起吊设备、主顶泵站等，施工时，必须严格按照现场具体情况，进行合理设置，并与顶管轴线存在一定的距离。

2、顶管机下井与出洞

通过起吊设备将顶管机吊入安装好的导轨上，临时千斤顶安装后，应和顶管机连接的管线相连。必要的安全措施应在顶管出洞前进行，如软眼位置在工作井施工中，可进行相应墙体的浇筑，应确保该墙体具有较高的强度及可对洞口外水土压力产生抵抗作用，向出口器放入顶管机后，可对墙上的出洞进行直接切割与封堵。同时，还可以将部分钢封门安装在工作井软眼位置，以此起到加固洞口外土体及地下水位降低的作用。在打开洞口后，对土体自身的稳定性及牢固性进行加固。如顶管出洞没有地下水，可将一定量的钢板桩打在洞口外部，进而对打开洞口后出现的土压力加以抵抗。在打开洞口后，出口器内进入顶管机时，可拔出钢板桩，随后不断顶进。

3、正常顶进控制

顶管出洞：完成井内外准备工作后，可在导轨上吊放机头，先将方向调好，在进行顶管出洞作业。将机头与管道出洞洞口预留到工作井前壁位置，为避免预留洞口和机头外壁缝隙有井外水或土向工作井流入，可将密封装置设置在预留孔洞和管道之间。其主要设置在井壁预留孔位置，并进行钢结构内套环的制作。止水板设置在套环内圈，在预留孔与管节之间安装套环，在孔的预埋钢板上焊接外围，内圈橡胶与管节贴紧。当机头前端进入洞口密封圈后，就可以破墙出洞。选用砖砌体对工作井预留洞口进行临时封堵，在顶进前通过风镐将内层部分封堵墙体凿除，随后通过机头前端刃口将外层墙体破除，并向土体内切入，当工具管向土体内顶入后，将其尾部预留部分（300毫米）在导轨上进行放置，缩回千斤顶活塞杆，将替顶、分压环卸除，并进行管节安装，随后进行管道顶进施工。

中续间设置：在长距离顶管施工中，中续间是指中间增设的推力系统，短行程千斤顶组、壳体与千斤顶紧固件等都属于中续间的重要组成部分。中续间的工作原理就是在高压油路作用下，中续间千斤顶组以后管道作为后支承点，不断推进其前段管道，距离控制在30厘米，随后主千斤顶在推后管道向前30厘米左右，分段逐步向前推进管道，进而达到长距离顶管施工的目的。在管道分段安装位置中续间的确定可利用阻力进行计算，机头正面阻力与管道外壁阻力主要通过第一号中续间进行有效克服，同时进行安全顶力储备的大量预留。遵循相关计算方式得出，推力为4000KN时，顶进距离为70米，因此，一号中续间应在机头20米位置进行留设，随后遵循50米间距设置中续间。完成顶管施工后，必须由一号中续间逐渐将千斤顶组、操作管线撤除，最后将钢筋笼、钢管内模设置在中续间空挡内，并进行混凝土填充浇筑。

4、顶管机进洞、起吊及转移

在洞口位置放置顶管机市，必须遵循洞口位置的具体情况、地质条件及地下水文状况进行相关措施的选择。在确保施工安全的前提下，指派施工人员及时除去软眼封门，随后不断顶进，直至顶管机进入接收机内，最后将机头与管道的连接解除。

5、洞口密封处理、管道修补及验收

在井中进行项管机转移，并彻底清理洞口，根据安装轨道，进行止水设备的安装，洞口封闭可利用混凝土浇筑的方式进行施工。在完成该段管道施工后，必须先清理管道，在回填管缝，并补衬、修补施工受损位置。随后验收管道，确保管道轴线位置不出现任何误差、回填管缝施工效果良好等。选用“F”型钢筋混凝土顶管作为该工程的方式，密封时可选用橡胶圈。在混凝土管内埋设钢套，可对其刚度进行有效提升，并确保变形现象不出现在运输过程中。与此同时，焊接其和管内钢筋骨架，当顶进管端位置混凝土时，如产生受压情况，可起到约束保护管端混凝土的作用。

3市政工程非開挖顶管施工质量控制

1、超前探查地下管线尽管先进的顶管设备具有在施工时探查前进路线不远距离管线的能力，但是采用在地面提前查明地下管线仍是值得开展的，这对于保证通讯、电力、上水、排水、煤气等其它管线安全运营，确保公众正常生活仍有必要。

2、穿越建筑时对基础的探查顶管在建筑物基础下施工时，需要明确施工施工路线上所遇到的基础类型，对于部分基础顶管顶进前可采取托换、加固措施。

3、顶进计算顶进计算其一包括准确计算顶进推力，根据计算结果选定相应的油缸类型和确定中继间的分布：其二是工作井设计，根据计算得到的最大顶力，提出工作井的加固方案。

4、“先挖后顶、随挖随顶”为顶进施工的原则。顶进施工前需对顶铁安装平直性进行检查，避免偏心荷载出现于顶进施工中。顶进施工中，要求随时对油泵压力表变化情况加以关注，如压力增加较为迅速，需将油泵暂停，找出原因及时采取科学有效措施进行施工。需在规定进度内确定千斤顶活塞杆外伸长度，避免超出。顶进工作需连续进行，停顿时间不宜过长。

4结束语

综上所述，市政道路工程作为道路施工与交通运输经济发展的重要组成部分，其不仅关系着运输结构、运输能力变化，更推动了城市经济的可持续发展。作为一项非开挖掘进式顶管技术，顶管技术在市政工程中的应用，不仅能够深入地下施工，更不会影响附近环境。为达到施工流程的规范性、合理性，必须重视市政工程非开挖顶管施工技术，只有这样才能推动工程建设的进一步发展。endprint