解延锐

（廊坊市市政设施管理处，河北 廊坊 065000）

1 非开挖顶管施工技术概述

城区市政管网工程中因地下环境复杂，管线众多，因此如果采用大开挖的方式进行市政管网施工，将会造成很大程度的影响，甚至对已有的设施造成破坏，给城市居民生活带来不便甚至安全隐患。在这样的背景下，应用非开挖顶管技术，可以很好的避免这样的影响，该技术对土层的干扰较小，产生的噪音较小，对周围环境和交通影响较弱。与传统开挖埋管施工相比，顶管施工工序与开挖土方数量较少，安全性更高。

2 非开挖顶管施工技术应用分析

2.1 工程案例

某市政管网工程污水管道建设模块，其埋设深度为7.5m，长度为280m。由于该污水管道建设区域具有大量的建筑物，导致其并不能进行大面积基层开挖。为了最大限度降低排水管沟槽开挖对道路周边地基的不利影响，本次工程采用了泥水平衡式机械顶管施工工艺。主要施工结构为C30钢筋砼沉井结构，其顶管为F型钢承口式II级球墨铸铁管。

2.2 勘查与设计

设计之前需对顶管施工区域的水文地质情况、邻近施工现场地下管网情况、地面构造物以及周边交通情况进行详细勘查和调查，以此为依据设计最合理的线路及井位。在设计施工线路过程中，应注意地下环境的影响，例如线路周围可能存在的管线、建筑基础和树木根茎等，此外对于管线的长度及地质条件，要合理确定工作井位置和数量。为便于后期检查和施工维护，需要建立检查井，从而保证工程的可靠性。

2.3 顶管管材及参数选择

首先在市政管网建设过程中，非开挖顶管施工技术所用到管材主要为球墨铸铁管、灰口铸铁管、钢管等。其中灰口铸铁管抗拉强度为140，抗弯强度为380，屈服极限在110-160之间，硬度在200以下；而球墨铸铁管主要抗拉强度及抗弯强度均在420以上，其屈服极限在300以上，硬度小于230；钢管抗弯强度及抗拉强度均在410以上，屈服极限在300以上，硬度小于140。结合以上数据，可得出球墨铸铁管抗弯强度较大，且由于其在生产过程中，经过了脱硫、融化、孕育、球化、离心等多个处理工序，具有良好的抗压、抗腐蚀氧化及抗动荷载性能。因此在市政管网非开挖顶进施工技术应用过程中，可优先选择球墨铸铁管作为基础材料。其次在市政管网非开挖顶管直径选择环节，需要综合考虑项目类型及施工地质条件确定具体施工管径。同时结合非开挖顶进管实际承受动载荷、静载荷情况，可对砼管配筋情况、壁厚要求进行统一分析，进而得出相应顶进管外部周长。由于在具体非开挖顶进管作业环节，需要进行不同土方挖制节点的设置，因此在顶进管内径设置过程中，应至少在510mm以上。最后在非开挖顶进管长度选择过程中，由于非开挖顶进工序中顶进管长度对顶进效益具有较大的影响。因此若整体市政管网为直线推顶形式，可保证整体施工质量。

2.4 顶管工艺实施

在非开挖顶管施工技术应用前期，需采用地下管线探测装置对地下管线位置进行全面分析，并进行导向孔的合理设置。然后利用探测棒进入导向管内部，并采用顶管掘进设备，推动顶管进入地下。最后根据孔道中位线位置，进行钻机旋转回拉扩孔。

2.5 工作井设置

非开挖顶管施工工艺主要具有顶管机头安装、出坑顶进井及机头进坑、拆卸接收井两种形式。在实际市政管网工作井平面位置处理过程中，主要依据设计管位置要求及以往地下管线位置，最大限度控制施工扰动力度，并结合周边建筑群、地下管线最小平面作业半径，选择相应的工作井形式。需要注意的是，若在工作井设置过程中，采用钢板桩或者沉井模式，则需要依照实际工作井深度的1.50倍核算。

2.6 顶管进出洞处理

首先应将工具管推向出洞位置，最终停止在距离出洞位置1.1m处。并在工作井洞口位置进行橡胶止水装置的设置。在这个过程中，为了降低掘进机出洞阶段扣头问题出现概率，可在出洞止水槽下部进行辅助导轨的设置，并采取适当油缸纠偏收紧及底部延伸导轨安装措施。随后通过上一阶段钢混凝土与机头的刚性连接体系设置，可在后续顶管出洞阶段，采取逐节施工的形式。其次，在顶进工具管运行过程中，需要以洞口止水圈起作用作为终止标志，在其到达洞口止水圈4个小时后，可进行静止土压力检测，确定最终压力控制系数。需要注意的是，在顶管不断推进过程中，在首节顶管安装前期，需要设置一定数量的止退装置，降低主顶回顶概率。同时为了控制接头顶管出洞后阻力，可在沉井洞1/3位置进行注浆管的设置，通过触变泥浆的流动，可最大限度降低顶进管与土层之间的摩擦阻力。最后，在顶进管距离接收井32m左右距离时，应进行轴线复测措施，并维持顶进管在接收井控制范围内，保证顶进管平稳运行。由于大多数工程接收井外围具有隔水帷幕、水泥搅拌桩等装置，因此在持续推进工作中，不需要再进行土体特殊加固作业。而在顶管推进预定尺寸之后，可将顶管与后混凝土管拆除，并在杂物清除后。

3 结语

综上，随着城市建设的不断进行，越来越多的市政管网工程投入建设，在进行管网工程的管道施工时，为了避免对城市环境和交通造成较大的影响，需要进行非开挖的施工技术，这样既可以保证施工的正常进行，又可以避免对周边环境造成较大的影响。因此在市政排水工程施工中，非开挖顶管技术以其独特的优势，必将得到越来越广泛的应用。