杨晓明

（惠州电力勘察设计院有限公司，广东 惠州 516000）

超长距离小口径顶管施工方法及要点分析

杨晓明

（惠州电力勘察设计院有限公司，广东 惠州 516000）

超长距离小口径顶管施工方法在使用的过程中存在很多的优点，这些优点的存在很大程度上提升了施工的质量，对施工单位来说，超长距离小口径顶管施工方法非常重要。文章介绍了超长距离小口径顶管施工方法的相关问题，希望这项技术的使用能给管线施工带来很大的改善。

超长距离；小口径顶管；施工方法；施工要点；管线施工；施工质量

超长距离小口径顶管施工方法属于现代非开挖技术，这些技术在发达国家已经得到了广泛的应用。这些技术在应用的过程中存在很多的优点，这些优点使得我们的管线施工更加顺利，这样就能够在最大限度上保证我们管线施工的质量和进度。顶管法是非开挖管道铺设方法的一种，这种方法使用的时候可以帮助我们解决一些比较难的问题，使施工队伍更快的进行，这样管线施工就能在预定的时间段内完成，保证施工的进度和质量。

1 顶管法的概念

顶管法最早使用的国家是美国，顶管施工法一般是应用于跨越孔施工时顶进钢套管，随着科学技术的不断发展，该项技术不断被应用到其他领域，比如说穿越公路、铁路、河流和建筑物等情况下顶进永久性公用管道，现在我们国家的混凝土管径正在不断扩大，已经进入到世界领先地位。在超长距离顶管施工技术的方法方面，我们国家也进入到世界先进水平的行列，并且多次穿过上海黄浦江、黄河等，创造了世界超长距离小口径顶管施工的世界纪录，现阶段我们国家该项技术的发展速度还是很快的，发展的成果也是比较客观的。

2 顶管法施工的优点

超长距离小口径顶管施工方法在施工的过程中存在很多的优点，除了精度高之外还有很多的优点，比如我们在涉及到很深的管道的时候，一些普通的方法没法进行，这时候我们就可以使用这项技术，顶管法施工技术可以在很深的地下进行管道的铺设。对于穿越公路的管道，我们如果使用传统的方法技术的话，可能就会对交通产生很严重的影响，甚至会使得交通停滞，这时我们就可以使用顶管法，这项技术在施工的过程中对交通造成的影响较小，而且还不需要隔断交通。我们在需要穿越障碍物的时候也可以使用这项技术，这也是它的优点之一。我们在进行管线的铺设的时候往往会经过居民区，我们在施工的过程中可能会产生一些噪音，对人们的生活产生一定的噪音影响，但是我们如果使用顶管法这项技术，就可以在很大程度上减少噪音对人们生活产生的影响。我们的管道铺设在一些环境比较容易遭到破坏的地区时，就可以使用顶管法，这样可以在最大程度上减少环境的破坏，顶管法的施工对周围环境的影响很小。这项技术的使用还可以在穿越公路和铁路上应用，还有一点就是我们在城区进行管道的铺设的时候，管道铺设的深度较浅，而且不在含水丰富的地区的话使用该技术的经济性很高，可以在很大程度上减少成本的使用，对施工单位来说还是比较有利的。

3 顶管法的工作原理和分类

3.1 顶管法施工原理概述

我们在进行管线铺设的时候，需要进行工作坑的选择，这样我们就可以在准确的位置进行施工，保证施工的合理进行。找到合适的工作坑之后就要开挖，我们要按照管线的设置角度和位置进行导轨的设置，然后将管节安装在导轨上。在顶进之前，我们需要进行开挖导孔，再用千斤顶将管节顶进，然后再接着顶进第二节，然后再继续同样的步骤。

进行顶管技术的时候需要注意的是我们的重点在机头，所以在施工的过程中我们要保证机头工作的合理性，这样才能在最大限度上保证管线铺设的顺利进行。中型机头主要是刀盘式，大型机头掘进设备就像是装载机的曲臂铲头。

3.2 顶管法的分类

3.2.1 按工艺分类。

第一，泥水平衡式顶管法。泥水平衡式顶管法主要是采用水力切削泥土或采用机械切割泥土，与此同时用水力输送弃土。这种方法的优点是我们在进行施工的过程中很容易保证施工平面的稳定性，这样对施工周边的环境造成的影响就较小，对于那种施工需要保护周边环境的工程来说这个方法是很有好处的。还有就是利用泥水进行弃土的输送，这个过程中输送弃土的速度很快，这样就可以在很短的时间内就将弃土输送出去，这样对工程施工来说是很有利的。但是该项技术的使用还存在很多的缺点，这个缺点就是施工需要的场地较大，所需的设备的成本很高；泥水进行处理的时候产生的噪音很大，而且还对环境产生了一定的损害。该项技术如果是中小企业在使用，那么对他们来说还是很有压力的，也不利于中小型企业的进一步发展。

第二，土压平衡式顶管法。土压平衡式顶管法还分为三种，分别是压力保持式、泥土加压式、泥浆式和混合式。压力保持式就是让泥土内部保持一定的压力，这样就可以在一定程度上防止挖掘面出现塌方事故或者是因为受压过高而产生破坏。压力保持式就是为了保证挖掘面的稳定性，这样我们在施工的过程中就可以安全进行。

第三，气压式顶管施工法。这种方法在施工的过程中使用的设备很复杂，而且对设备的要求很高，还有就是劳动强度大，对工作人员的身体强度有着很大的要求，所以说这项技术我们一般不用，除非是到了清除障碍物或者是机械故障的时候。还有一点就是我们在施工的过程中使用气压式顶管施工法的效率很低，对我们的施工来说很不利。

第四，气动锤击式顶管法。气动锤击式顶管法是我们从美国引进的，该项技术是适合于小口径管道的施工。它的工作原理是利用空气压缩机所产生的气体作为动力来驱动设备进行工作，以此来推动管道顶进施工。这项技术在应用的过程中对施工地区的地面产生的影响很小，而且顶进的速度很快，经过多次的实践发现该项技术在应用的时候效率很高，值得我们使用。

3.2.2 按挖土方式分类。我们根据挖土方式的不同分为普通顶管、机械化顶管和水射顶管。普通顶管就是利用人工挖土，能适应很多种的地质，但是效率很低。机械化顶管的使用大大提高了施工的效率，但是由于是机械化程度的提高，对土质的要求就提高了，所以对土质变化的适应性比较差。水射顶管则是水力破碎土层，使土与水形成泥浆，然后用水力运输机械运出管外，该项技术多用于穿越河流的管道铺设。

4 超长距离小口径顶管施工设计要点

4.1 掘进机械及中继环的有效选取

通过对相关工作经验进行分析和研究可以发现，掘进机械及中继环的选择至关重要。因此，需要根据超长距离小口径顶管施工的现场条件来对顶管掘进机的型号进行选取，在电力施工过程中，最为常用的是直径为200的遥控式泥水平衡顶管掘进机头，其主要是把隔板按照一定的要求安装在机械掘削式顶管前部的刀盘位置，从而构成泥水压力仓，这样一来不仅可以把加压的泥水准确地输送至泥水压力仓，而且还能确保开挖面的稳定。同时还以泥水的形式将旋转刀盘切削下来的泥砂输送到地面。遥控式泥水平衡顶管掘进机的前方筒主要是由总长为4.5m的设备动力与控制段组成，后方筒是由两节活络管组成，而且在管段与顶管机尾部，管段与管段部均选择了高强螺栓连接。其中所采用的操纵系统由可编程序来实现有效的控制，此时可以在地面控制台对其进行遥控操纵。遥控式泥水平衡顶管掘进机在掘进过程中对控制地表隆沉量、稳定土体具有很好的效果。

4.2 触变泥浆系统的选择

在进行超长距离小口径顶管施工过程中，要对触变泥浆系统给予科学、合理的选择，因为其是超长距离小口径顶管施工中不可或缺的技术指标。合理使用触变泥浆，不仅能够有效降低地面沉降的发生，而且还能达到保持土体稳定的目的。在进行电力工程设计过程中，最好选择全管段补浆和机头压浆相结合的方式，并保证顶进和压浆同时进行，以达到边顶进边压浆的目的。同时，在机头尾部还需要设计4只压浆孔进行环向均匀布置，以确保顶进施工过程中能够及时地完成压浆操作。同时，还需要在机头后部的3节钢管管节部位安装压浆孔，并且将4只压浆孔在管节上环向设置，使其保持90°交叉布置，而且还需要保证以后每隔2个管节添加1个压浆孔。

5 结语

超长距离小口径顶管技术的发展促进了管线工程质量的提高，当前顶管技术在市政工程和建设规划等方面被大量的使用，使得建筑的质量有了很大的提高，建筑物的使用寿命得到了明显的增加。但是顶管的应用也存在着一定的缺陷，那就是比较其他的施工方式，顶管技术的专业技术要求较高，同时顶管技术的投资也相对较大，因此在接下来的施工建设发展中，要将顶管技术与其他的施工技术进行妥善的结合，既能够保证施工建筑的质量，同时又能够降低施工成本。顶管技术还需要不断的进行发展，未来工程建设中，顶管技术与其他技术相结合将成为发展的主流。

[1]何宇东．大直径顶管施工方法及技术措施[J]．建材发展导向（下），2014，（5）.

[2]薛文海．输水管道穿越公路泥水平衡顶管施工方法[J]．山西水土保持科技，2015，（2）.

[3]商文娣．市政工程顶管施工方法探析[J]．城市建设理论研究（电子版），2013，（15）．

（责任编辑：蒋建华）

TU74

1009-2374（2017）12-0107-02

10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.12.055

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