李艳菊

卢氏县市政建设管理所

试析市政道路顶管施工技术的探究

李艳菊

卢氏县市政建设管理所

作为一种现代化管道铺设施工方式。顶管技术在地下管道、地下人行道等工程修建中可以有效避开地下构建物，降低对地面设施、建筑物的损坏及对交通的影响。现阶段，该技术在我国市政工程给排水、电缆敷设等工程中得到了广泛地应用与推广。本文主要对顶管技术的概况、施工准备工作及施工工艺进行了分析与探究。

市政道路；顶管技术；准备

1　顶管技术的概况

顶管施工就是非开挖施工方法，是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术。顶管法施工就是在工作坑内借助于顶进设备产生的顶力，克服管道与周围土壤的摩擦力，将管道按设计的坡度顶入土中，并将土方运走。一节管子完成顶入土层之后，再下第二节管子继续顶进。其原理是借助于主顶油缸及管道间、中继间等推力，把工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推进到接收坑内吊起。管道紧随工具管或掘进机后，埋设在两坑之间。

顶管施工是继盾构施工之后而发展起来的一种地下管道施工方法，它不需要开挖面层，并且能够穿越公路、铁道、河川、地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等。顶管施工借助于主顶油缸及管道间中继间等的推力，把工具管或掘进机从工作井内穿过土层一直推到接收井内吊起。与此同时，也就把紧随工具管或掘进机后的管道埋设在两井之间，以期实现非开挖敷设地下管道的施工方法。

2　顶管施工的方式

2.1泥水式推进法

通过使用刀盘掘进机并用科学设计的顶速来平衡正面土压力，调节循环水压力用以平衡地下水压力。该工艺的施工特点：在顶管施工过程中施工不间断，施工速度较快，且不需要特别的改良地基或降水处理，地表沉降小。

2.2土压式推进法

该方法主要是采用向工作间的切削仓内注入一定比例的混合材料，使其充满整个泥仓的方法来平衡正面土压力和地下水压力；施工推进中并不需要泥浆泵等输送混合材料的设备，整套施工推进机器造价低廉；不需要对泥浆进行处理，整体推进顶管施工的成本较低。土压式推进工法选用的顶管掘进机一般为单刀或多刀盘土压平衡掘进机。土压式推进工法适用的施工管径一般在φ1 000～3 000 mm之间。

2.3泥浓式推进法

该工艺采用二次注浆处理，不仅能在很大程度上消减与地层间的摩擦阻力，还能顺利排出粒径为顶管直径1/3的砾石等废弃物，保证顶管施工的顺利进行，较适用于城市排水管长距离顶管推进施工。该顶管推进方法在顶管施工过程中，将地下的土、砾石等废弃物分成两部分通过不同的方式输送至地表后再外运处理。因此，泥浓式推进法的适用性非常广泛，除岩石外所有土质条件均可适用。它适用的顶进管径一般在φ700～2 200 mm之间。

3　顶管施工设备安装及施工工艺

3.1顶管井设计

工作井和接收井为顶管井的两种不同形式，最常见的结构类型为钢筋混凝土构造。单孔井与单排孔井为工作井的主要形式，圆形、正方形为单孔井的主要形状，矩形为单排孔井的主要形状。按照由高到低进行其结构受力性能的排列，分别为圆形、正方形、矩形。

3.2工作井导轨安装

导轨的作用是引导管节按设计的中心线和坡度顶进，导轨安装时必须安装牢固，满足管节中心高程及坡度的要求。本工程导轨为双排120工字钢、槽钢焊接而成，导轨为预制加工。导轨安装利用测量仪器监控，允许偏差为：轴线位置3mm，顶面高程0～+3mm，两轨内距±；2mm。

3.3千斤顶安装

采用3台200t的千斤顶。千斤顶固定在支架上，并与管道中心的垂线对称，要求其合力的作用点与管壁反作用力作用点在同一轴线上，防止产生顶进偏差。根据施工经验，千斤顶的着力点作用在管节垂直直径的1/4～1/5为宜。千斤顶选用zB.50型的高压油泵，由电动机带动油泵工作，经分配器、控制阀进入千斤顶，各千斤顶的进油管并联在一起，保证各千斤顶活塞的出力和行程一致，油管安装时做到顺直、转角少。

3.4顶铁的安装

（1）顶铁是顶进管道时，千斤顶与管道端部之间临时设置的传力构件。其作用是将一组千斤顶的合力，通过顶铁均匀地分布在管端，并起调节千斤顶与管端之间距离的作用。顶铁可分为环形顶铁和u形顶铁两种。（2）安装顶铁时，顶铁与导轨之间、顶铁与顶铁之间的接触面，要擦拭干净，防止接触不良，相互滑动。安装后，要使千斤顶轴线、顶铁轴线和管道的轴线相互平行。顶铁轴线必须与管道中心的垂线对称，避免顶力产生偏心，导致“崩铁”。顶铁拼装后要进行锁定。（3）顶铁与管口之间垫缓冲材料联接（胶合板），使顶力均匀地分布在管端。

3.5下管就位

下管施工前，需对混凝土管的质量进行全面检查，保证损坏、裂缝现象不会出现在管材上，要求端面应具有平直性，管壁具有平整性、较高光洁度。管口质量符合施工规定后，需将其擦拭干净并进行润滑剂涂抹。随后检查起重设备质量，如质量符合施工规定后，需及时进行下管作业。管材下放过程中，需将第一节管材下至导轨上，并对管材中心、前后端管底高程等进行准确测量，确保其质量符合施工要求，则可实施顶进工作。

3.6挖土

土质质量符合施工规定，确保土拱能够在管顶以上部位形成，管端无需进行管帽添加，要求在管前进行10到30厘米超挖后，再进行顶管施工。如土质不符合施工规定，极易出现塌方情况，要求必须严格控制管前超挖量，不宜过大，并做好同时进行开挖与顶进施工。超挖现象不宜出现于管道下部135度范围，土弧需符合管外壁，确保原状土地基质量。

3.7顶进施工

顶进管道前，进行全部设备检查与试运转。护壁上的管孔凿好后将工具管立即顶人土层。每顶进30cm，测量不少于一次，管道进入土层正常顶进时，每顶进100cm，测量不少于一次。工具管开始顶进5～10m的范围内，允许偏差为：轴线3mm，高程0～+3mm。否则要采取措施纠偏。顶进时遵循“边压触变泥浆边顶进，不压浆不顶进”的原则，新开顶时需对整个管路进行补浆。

3.8质量控制

顶进中遇障碍物后的顶进处理，成为困扰施工的难题，如突遇大量埋木、石块及老河道驳坎等等，都需现场研究给出解决的技术措施。顶管施工税市政工程中，特别是深覆土大管径的管道工程和交通繁忙的城市主干道改造工程中尤显重要。顶管工艺的施工从技术上讲是完全可行的，相对于开槽埋管从社会效益与经济效益上来讲更具有优越性。从根本上改变了城市管网乱挖现象；另外一方面从切实做到保护环境人手，加大推广顶管施工技术力度势在必行。可以预见未来的管线铺设技术将以顶管工艺为支撑。

4　结束语

综上所述，为满足社会经济发展需求，我国市政工程发展越来越快，按照市政建设要求，必须重视给排水施工问题。为此，施工企业必须重视给排水处理施工技术的选用。如选取的施工方法不当，将因产生塌陷、排水不畅等问题，由此可见，市政道路给排水施工方法选择是否合理、有效已经成为市政工程建设面临的首要问题。顶管技术作为市政道路给排水施工的重要技术之一，该技术的应用，不仅能够为供水系统、排水系统、循环水系统等提供技术支持，更是降低施工影响的重要方式。

［1］ 张晓龙.市政道排工程顶管施工技术的应用［J］. 物流工程与管理. 2011（04）

［2］ 李小梅. 顶管施工技术应用浅析［J］. 西部探矿工程. 2013（09）

［3］ 任建文. 非开挖顶管施工技术［J］. 西部探矿工程. 2014（01）

［4］ 刘同乐.大直径长距离顶管施工技术［J］. 石家庄铁路工程职业技术学院学报. 2014（S1）