在城市复杂环境下的顶管施工对策和处理方案

宋源明

摘要：在现代城市建设中，随着经济发展和人口密度日益增加，地面资源及可开发的空间越来越少，易产生诸如交通拥堵、环境质量差等许多城市问题。因此，合理开发和利用地下空间成为解决城市问题的一条重要途径。近年来，我国的地下结构工程日益多样化、复杂化，顶管施工作为一种非开挖施工技术得到了广泛的应用。基于此，本文对城市复杂环境下的顶管施工对策和处理进行分析。

关键词：城市复杂环境；顶管施工

1、简述顶管施工技术

顶管施工技术被称作非开挖施工技术，主要是指在不开挖或未开挖地面的条件下，完成地下管线、管道和电缆等的施工、修复，完成地下管道对障礙物的穿越。在顶管技术施工中，其施工流程是：先开挖工作坑，然后在工作坑内固定支座并安装液压千斤顶，再次利用固定支座的反作用力来向土体中顶进管段，在顶进过程中，配合以地层开挖，完成管段的接长，直到管线穿过障碍物，到达接收坑中。有了非开挖顶管施工，在城市里面进行管道的掩埋的时候就可以不会破坏到城市的工程，同时还能迅速的进行管道的掩埋来解决城市的污水问题。在进行施工时，首先我们要注意的就是在进行非开挖顶管施工工程的时候要先了解施工地面的土层变化，在提前加固处理回填土的地段，避免土层的下沉。其次要在进行施工的时候，需要定时监测管内有毒气体含量，采用通风装置予以解决，因为有的土层下面会因为淤泥层，腐烂动植物体从而释放毒气体，危害施工人员的健康和生命。其次要做的就是在进行施工前需要保证通讯、电力、上水、排水、煤气等管线安全正常的运营，要保证人们正常的工作生活，还要明确顶管工程施工路线上的基础类型，基础顶管在顶进之前可以采取托换与加固措施，非开挖顶管工程技术是极为重要的一种都市铺设管道的施工手段。

2、顶管施工技术的优势

2.1顶管施工技术能够尽量缩小施工面积

在城市工程施工建设中顶管技术的应用可以有效降低对城市地面的损伤，使城市工程的施工建设更加便捷，不会对城市地面活动产生较大的影响，可以有效保持施工现场正常的活动。非开挖顶管工程技术不开挖地面，故而被铺设管道的上部土层未经扰动，管道的管节端不易产生段差变形，其管寿命亦大于开挖法埋管。

2.2顶管施工技术成本比较低

顶管施工技术的成本比较低，应用顶管施工技术可以省下来一笔征地拆迁的费用，动迁房也大大减少，管线的长度也大为缩短，进而降低了成本，提高了其经济效益。也减少了大量的土方开挖工作，降低了路面开挖赔补费。顶管施工技术的管道具有较好的纵向受力能力，对地层变形有良好的适应性，施工过程不需要大量的土方开挖，施工成本降低，施工效率提高。

2.3顶管技术应用比较广泛

非开挖顶管施工技术是顶管铺管技术的一种，其在国外已经被广泛的使用，目前在国内也已逐渐普及，尤其是在城市工程中被广泛的推广施工。顶管施工技术不需要开挖地面，就可以穿越公路、铁路、河流，甚至可以在在建筑物底下穿过，是一种能安全有效地进行环境保护的施工方法。近年来，非开挖顶管施工技术的范围不断扩大，顶管工程用到的机械，其性能适应各种土质。

2.4顶管施工技术防水性比较强

顶管施工技术的应用，有效减少了开挖施工所导致的地下水工作的问题，减少地下水作业的麻烦，有效提高了施工进度，缩短了工期。顶管施工技术采用的是整体预制的管段，在结构强度、水密性方面较容易达到相应标准，且管道的接缝远远小于盾构法，防水性能得到提高。

3、城市周边复杂环境分析

本工程属于老城区的排水设施改造，按设计要求，本工程由东向西在长阳路段敷设DN1800合流管，长356m，采用顶管施工工艺。在地铁12号线东侧设顶管的工作井（1号始发井），在路口设2号接收井。在12号线路车站顶板上，采用放坡开槽埋管施工方法；在车站顶板外侧并且靠近车站结构的，采用开槽埋管的施工方法。此两种施工方法均敷设DN1800合流管，长232m。由东向西敷设DN2000合流管，长311m，施工工艺为顶管。在路西侧设顶管的3号工作井DN2000始发井，设4号接收井。排水方向由东向西排入内江路DN2200系统干管。3个工作井设计基坑保护等级为二级，基坑环境保护等级为二级。

4、复杂情况的对策和处理方案

对于顶管区域临近在建的地铁12号线和已建成的道路隧道的情况，通过业主与设计单位和公司的沟通协调，临近12号线区域采用堆土加荷载浅层顶管工艺，既保障了顶管过程的有效荷载，又避免了大开挖对12号线盾构结构产生的影响。

对于顶管区域离周边多个居民区较近，存在居民区房屋沉降风险和周边居民反对施工的情况，首先在有影响范围的2个小区的多处敏感位置布点进行定期监测，并及时报告监测情况。其次通过街道帮助宣传工地的文明施工情况，做好周边居民的维稳工作，尽量减少夜间施工对周边居民的影响，提高周边小区居民的信任度。

对于3号工作井斜上方有10kV高压线对工作井施工的影响情况，首先，设计单位综合周边小区位置、12号线情况以及既有管线的多种因素考虑，无法变更3号工作井位置，但是可以通过调整工作井的形状来妥善解决。经过设计变更调整原有方形工作井为圆形工作井，使工法桩施工与高压电缆交集的桩位变少，同时也有利于现有排水管线的综合利用。其次，请电力公司对3号井上方10kV高压电缆加装绝缘护套，避免施工过程中高压放电危及到施工人员的安全。第三，部分临近10kV高压线区域的三轴搅拌桩改为旋喷桩加固。三个步骤的实施使3号工作井的施工得到了顺利的推进和落实。

5、结语：

综上所述，通过施工过程中的各项对策和措施的实施，该项目按照预定的计划顺利完成了顶管工程，为本工程复杂的城市排水施工建设添上了浓重的一笔。顶管技术作为一种成熟的技术手段，在合适的条件和环境下能为我们减少成本、创造价值。我们有必要在施工过程中不断创新，合理利用现有技术，使我们的工程更好地满足人们的要求。

参考文献：

[1]孙宇赫.顶管施工岩土环境效应监测与控制技术研究[D].郑州大学，2016.

[2]吴勇.矩形顶管施工的环境效应研究[D].浙江大学，2016.