顶管施工技术在市政工程中的应用

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　　摘    要：顶管施工技术在工程建设中具有明显的优势，其运用范围不断扩大，成为当前市政工程建设的主要施工技术之一。然而，目前的顶管施工技术还是受到了诸多因素的限制，对我国顶管施工技术在市政工程运用中的现状以及不足加以论述，并就顶管施工技术的特点、优势与适用范围进行明确，提出施工中需要注意的事项，希望能够为我国市政工程中顶管施工技术的运用质量保证提供参考。
　　关键词：顶管技术;技术要点;市政工程;应用策略
　　1  前言
　　与传统沟槽施工相比，顶管施工技术因其特有优势在市政工程中得到广泛应用，其具有良好的施工效果、较低的成本投入以及非开挖施工等特点，其能够便捷地穿越公路、铁路、河流以及建筑物，能够对施工环境起到有效的保护。强化市政工程中顶管施工技术的运用，能够提高市政工程的施工质量，推动市政工程的快速发展。
　　2  市政工程中顶管技术概念与应用价值
　　顶管施工属于一种非开挖施工手段，主要是通过无开挖抑或是少开挖的方式完成管道施工技术。顶管施工是在基坑工作的顶部与设备的顶部，以克服管道和附近土壤之间的摩擦，管道根据设计的斜坡进入土壤当中，将土方带走。管道的一个部分顶入到土壤当中，接着第二部分的管道进行顶入。其主要是利用主顶油缸、管道和继电器的推力将工具管或掘进机通过工作坑的土层推到接收坑。管道靠近工具管或掘进机后，预留在两个坑的中间。盾构施工不斷的成熟以后，继而顶管施工相继出现，其作为地下管道施工的方法之一，其不仅不用讲土层进行挖掘，并且可以穿越公路、铁路、江河、建筑物、地下构筑物和各种地下管线。顶管施工利用工具管或掘进机从工作井穿过土层，通过顶管与主油缸之间的推力将管道提升到接收井。同时，在两井直接将在工具管或隧道附近的管道内完成埋设，进一步完成非开挖铺设地下管线的施工手段。顶管施工技术具有下面几个方面的优势：①施工占地面积小，对城市干扰少，无阻碍城市交通，无需迁改管线，对地面环境影响较小，文明施工程度高[1];②断面尺寸多样，适合各种形式断面的结构施工;③具有综合成本低、施工周期短。
　　3  市政工程中顶管施工技术原理
　　市政顶管施工中，主要借助主顶油缸和管道间的推力，将工具管或掘进机从工作坑内穿过土层，并继续推进，至接收坑内然后吊起，完成整个施工任务。同时在施工中，将紧随工具管或掘进机后面的管道，埋设于两坑之间，实现顺利完成施工任务的目的。长距离顶管施工中，由于主油缸顶力不足，施工中为了克服管壁四周的阻力，常用分段方式开展施工。在不同管道之间设置中继站，管壁四周加注减摩剂，以有利于长距离管道顶推施工顺利进行，使其在市政工程建设中更好发挥作用。
　　4  顶管施工技术在市政工程中的应用要点
　　4.1  做好完善的施工准备
　　（1）现场平面布置。施工现场平面总体布置具体包括多个不同的方面，比如起重设备、自动控制室、料具间、管片堆场、拌浆棚及拌浆材料堆场和注水系统以及弃土坑的布置等等。把发射架、顶管机、前顶铁、主推千斤顶、反力架等这些顶进设备安装在始发工作井当中，在工作井边侧进行设置下井扶梯方便于施工人员上下[2]。（2）顶管机进洞处和出洞处以及后靠土体加固。如果想要使得顶管机出洞的绝对安全从根本上得到保障，那么这就要求必须要对后靠土体和进洞区域土体以及出洞区域土体进行高压旋喷桩加固。为了有效避免顶管机预留洞和出预留洞造成泥水流失而且保证在顶进的整个过程当中压注的触变泥浆不会流失，所以应当在工作井中进行安装止水装置。
　　4.2  顶管线路与井位设计要点
　　顶进距离由设备条件及周边环境来综合确定。考虑到工作井造价比较昂贵，应尽量少一些工作井，最好安排往两个方向的顶进。由于现行的设计院设计管道大多都按明挖方式进行设计，经过现场调查后应尽量优化线路设计，避开不利于顶管的土层、并尽量让顶管线路避开建筑物及树木。最好在每个工作井或接收井设计检查井位。线路与周边结构物的距离设计应考虑到以后作检查井的方便及空间，尽量避免冲突。检查井的间距可按现行规范和设计单位研究进行适当的加长。若顶进深度范围内的土层较为复杂，应与设计部门进行协商考虑抬高或降低标高。
　　4.3  非开挖顶管技术应用要点
　　在市政顶管技术中，使用非开挖的顶管技术来建设给排水工程。随着我国市政工程中给排水施工技术不断发展，顶管技术变得越来越成熟了，尤其是在给排水工程中顶管技术得到了广泛的使用，非开挖的顶管技术一样要在顶管工作的地方挖工作沟，这个工作沟的规模要有一定的限制，要根据施工现场的具体情况来挖工作沟，防止开挖出现偏差，非开挖顶管施工技术主要核心就是管道的设计，在进行管道设计的时候，一定要根据市政给排水方案的需求与施工现场的地质状况来进行设计，科学合理的管道系统可以提高管线敷设的质量。
　　4.4  在疏松土层中的应用要点
　　在无粘性的疏松土层中以及在粘性很小的土壤中，例如在砂砾土中，若不采取其它辅助措施，土层由于本身极不稳定，以致在刃脚推进之后立刻就会坍落在管壁上。所以对这类土壤来说，膨润土悬浮液的支承作用尤其具有重要意义。为了起到这种支承作用，先决条件是要尽可能准确地掌握膨润土悬浮漓在砂砾上中的特性。膨润上悬浮液将渗入土层的孔隙内，充满孔隙，并继续在其中流动。流速取决于孔隙的横断面与悬浮液的流变特性，同时也取决于压浆压力。因此为了在同样的压浆压力下达到相同的渗入深度，在孔隙横断面很小的细粒土层中便需要低流限的悬浮液，面孔隙横断面较大的粒粒土层则需要高流限的悬浮液。
　　4.5  选择合理材料，加强顶力设置
　　在市政顶管施工中进行管材选取时必须对施工过程中的轴心受压柱情况进行分析，并以此为依据进行管材选取，在选取时必须综合考量在施工中顶管纠偏需求，必须在施工前考虑管道施工中偏心受压等情况，在管材配筋量设置、施工中钢筋布置情况等设计时做好安全余量的保留。而在顶力设置时应做好科学计算以及模型预设工作，其实施工顶力的主要决定因素在于土质情况以及施工中注浆施工技术设计等，我们在实际施工中对顶力进行设置必须参考土层变化问题，施工中是否需要纠偏、施工中机头的切削形式等，总之顶力在施工中必须根据具体情况进行调整。
　　4.6  长距离顶管通风技术要
　　根据工程实际设置长距离顶管，施工过程装顶管中会产生大量有害气体有效保证长距离点管的通风才能够有效保护施工人员的呼吸安全，主要的通风方式有鼓风和抽风。把风机放在工作将的地面上，把外部的清新空气通过风机传送到管道内这种方式叫做鼓风式通风。利用这种方式可以排除工作面的有害气体，它的风筒有效射程比较长，但是运行过程中会随着管道的增长压力减小，所以不适合用于距离特长的管道中。
　　4.7  加强现场管理力度
　　在整个施工过程中，需要对其施工质量进行掌握，在下段施工之前，必须要保证此段施工符合质量标准。同时，对施工后的现场加以清洁。注意施工过程中的气候变化影响。例如在寒流地区，冬季需要打气压而不打水压，从而降低管道结冰的可能。确保其施工技术的运用可能。
　　5  结语
　　随着市政设施的不断完善，地下各类管道建设规模逐渐扩大，顶管施工技术的应用将会越来越广泛。在顶管施工中，必须严格控制施工工艺，做好过程控制，注意施工难点问题，遇到问题及时处理，确保施工质量。今后顶管施工技术将会得到不断的发展和完善，在市政工程中将会取得更好的应用效果。
　　参考文献：
　　[1] 许同坤.顶管技术在市政给排水施工中的应用[J].工程技术研究，2017（5）：98～99.
　　[2] 卫峥.关于给水管道顶管施工技术的思考[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2018（1）：172～173.
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