顶管施工工艺在市政管网施工中的应用

邵景金

摘  要：顶管法在市政给排水施工中已经相对成熟，但是在实际过程中仍存在各种各样的问题，而且地下情况的复杂性不能一概而论，因此在实际施工中，要合理规避风险，严格审查技术方案，保证理想的施工效果。顶管施工具有对公路、河流、建筑物扰动小，不会影响到既有建筑物和构筑物的使用，施工噪声低，施工进度快的特点。所以，顶管施工可广泛应用在地下管道、过街隧道等市政工程中。顶管施工技术的应用可以有效地提高工程经济效益和施工效率，综合应用这样的工艺，提高关键技术的应用效率，能够有效地做好顶管施工过程，控制沉降，提高工程效益。

关键词：顶管法;顶管施工;顶管施工技术

【中图分类号】TU54               【文献标识码】A

1顶管施工工艺概述

1.1泥水式推进法

泥水式推进法应用过程中需借助掘进设备，利用其刀盘帮助平衡正面压力，即以调节循环水压的形式对地下水压进行平衡处理。泥水式推进法在应用过程中可保证施工的连续性，施工速度相对较快，最大的优势是在实际施工中不会产生较大的地表沉降现象，在应用该种施工方式时，无需对地表进行改良施工^[1]。

1.2土压式推进法

土压式推进施工需借助混合材料，材料需要根据施工需求进行配比，如此才能保持地下水压及正面土压处于平衡状态。该种施工方式与泥水式推进法稍有差别，该种方式无需进行泥浆泵注施工，最大的优势在于施工简便且造价较低。

1.3泥浓式推进法

泥浓式推进法的应用需要进行二次注浆施工，该种施工方式在施工过程中可有效减少掘进设备与地层间的阻力，同时在施工中确保废弃物的有效排除，是确保施工顺利的最佳方式。若在污水管网的施工长度较长的情况下，应用该种方法最为合适。

2顶管施工技术

顶管施工是一种非开挖施工方法。管道施工采用少开挖法。在基坑顶部进行顶管施工，为克服管道与周围土体之间的摩擦力，提供设备。管道进入土壤，在设计坡度处被冲走，一部分管道被推到地下。它主要利用主缸、管路和继电器的推力，通过工作坑的土层将工具管或掘进机推至接收坑。接近工具管或掘进机后，将其放置在两个坑之间。随着盾构施工的发展，顶管施工层出不穷。作为二次管道的施工方法之一，它不仅可以开挖土层，还可以穿越道路、河流、地下构筑物和各种地下管线。顶管使用工具管或掘进机从工作井穿过土壤，顶管和主缸之间的推力将管道提升到接收井^[2]。

3顶管法施工的优势及使用条件

与开槽法相比，顶管法施工不需要大面积开挖现况地面，仅需开挖工作坑和接收坑处面层，减少了对周边环境、交通的影响，建设公害少，文明施工程度高，是一种安全有效的施工方法，且能有效保护环境。顶管法施工工艺可以在对周边环境、交通、建构筑物影响最小的情况下，把相应的管道铺设在预定的轨道上，或者将要改移的管道进行预定移位。老旧城区改造过程中，由于多年形成的各种地下管线相互交错，很多管线地下位置不明确，原始资料丢失或不全等因素，导致市政管网施工时无法对地面进行有效开挖。又或在城市繁华区新建市政管线，不具备阻断交通大面积开挖的条件的情况下，顶管法施工可有效地解决此类问题。在其使用的工程造价和使用成本方面，顶管法施工可以在特定的情况下适应经济技术的特点，从而可以使整个施工过程都处于较优的造价成本中。当管道埋深较大时，开槽施工已经不具备经济性的特点，反而顶管法更为经济，对于减少工程总造价有明显的优势^[3]。顶管法施工可在距建筑基础下一定距离进行管线铺设，而不影响建筑物的结构安全。当面临拆迁问题，如遇到需要保护的文物或者面临巨额拆迁款等问题时，顶管法施工不仅可以加快施工进度，防止工程进度停滞不前，而且可以降低工程的总造价，提高工程的经济效益。从管道的使用年限上考虑，因顶管施工不需要大面积开挖，只需在工作坑和接受坑处小面积挖除原状土，因此设计管道上至现况地面间的土层没有因为开挖施工而遭到破坏的情况，从而有利于管线延长其使用寿命。随着顶管技术的不断发展，顶管机械的性能越来越适应各种土质，而且顶进长度越来越大，顶进管径也向大小两个方向不断发展^[4]。

4技术应用的注意事项

施工前，应了解施工现场的基本情况，如行人、车辆的通行情况，并设置相应的警示标志。同时，认真检查和了解附近的排水规划项目，确保在此基础上的施工不会影响该区域的排水。确定该地区的基本供水和供电。施工前，尽量了解施工区的自然环境，特别是物理性质和土壤分布。根据这些数据，对设备和工艺进行调整，以确保满足运行要求。在实际施工前，必须采用三维模型对管道进行应力模拟，分析管道铺设后的挤压力，以保证管道的应力平衡，延长管道的使用寿命。对顶管施工过程中的应力进行分析，确保顶管满足设计要求。在整个施工过程中保持良好的施工质量。在下一个施工阶段之前，必须达到施工阶段的质量标准。施工过程中注意气候变化的影响，例如寒冷地区，冬季需要气压而不是水压来减少管道结冰的可能性。顶管的最大顶升压力应根据地质调查资料计算。检查千斤顶侧壁在千斤顶连接处的最大阻力，以确保其大于杰克的最大压力，确定管壁厚度，布置顶管设备等^[5]。建立地面和地下测量控制系统。控制点应置于安全位置，不受干扰和保护。顶管和内部通风用平衡头。工具头应该能够处理意外的构造问题。工作井设备安装完毕后，经各部门检查后方可进行开挖和顶进。由于顶管是两根平行管，为了避免相互干扰，先安装千斤顶，然后再安装另一个千斤顶结构。首先，把管子放在导轨上。导轨由两条平行的导轨组成，其主要功能是使推进管在工作井内有一个稳定的导向装置，使推进管沿导向装置进入土壤，一旦就位，则可以开始安装过程。熨烫时，检查管轴和管底的高度是否符合设计要求。

结语

城市建设的步伐不断加快，在市政管网的建设当中，涉及的工程内容也不断增多，因此要采用合适的施工工艺来满足建设需求。顶管法施工属于暗挖法施工形式，常用于地下管道的铺设，可以应用于城市给排水工程、电力管道以及煤气管道的施工。因顶管法施工在非大面积开挖的条件下，可以在很深的地下敷设管道，能安全穿越公路、铁路、河流、甚至能在建筑物下穿过，无需阻断交通，噪声以及震动都很小，还可以穿越障碍物，是一种安全有效的施工方法，且对环境影响较小。顶管法施工因其開挖面积小等优势在国内的工程设计中得到了广泛的应用^[6]。我国基础设施建设飞速发展中，顶管施工技术水平的提高、运用，为市政工程管道施工提供了质量保障。

参考文献

[1] 管光彬.市政管网工程中顶管施工工艺分析[J].门窗，2019（16）：99+101.

[2] 韩龙伟.污水管网顶管施工过程中问题及对策[J].地产，2019（14）：166-167.

[3] 王晋闽，谢新滨，沈彬.市政工程顶管施工工艺完善与改进[J].城市建设理论研究（电子版），2018（33）：161.

[4] 张雄伟.市政工程顶管施工技术探讨[J].居舍，2018（09）：44.

[5] 刘永峰.市政工程顶管施工工艺完善与改进[J].安徽建筑，2017，24（05）：111-112+309.

[6] 彭华东.市政工程中顶管施工技术要点及难点探析[J].福建建材，2017（08）：88-89+63.