张庆太

摘 要：在水利管道建设中，顶管施工技术具有非常广泛的应用，这项技术开挖量小、成本低廉、对交通干扰小，能够在加快施工进度的同时，实现良好的施工质量。在具体的建设过程中，需要安排专业的施工人员，做好施工前的准备工作，使施工过程中的每个环节和步骤都能够达到规定的标准，通过一系列切实有效的措施，使水利管道工程的质量得到最大程度的保障。

关键词：顶管施工技术；管道工程；应用

城市管道对城市发展起着基础性作用，管道建设成为每个城市建设中不容忽视的重要环节。目前，由于城市地下空间开发工程规模越来越大，加之不同城市地理环境的特殊性，使得我国地下城市建设已经成为各个大中小城市不容忽视的环节。顶管施工技术不会破坏更多的城市显性地表和建筑物，施工过程不会造成相关区域交通的堵塞。由于在地下进行，可以穿过城市建设中的敏感区域，污染小，破坏小，高效便捷的现代城市市政工程施工方法。从投资角度，采用现代技术，缩短了施工周期，减少了拆迁补偿费等巨额开支，施工效率大大提高，在节约施工成本的同时，实现良好的施工效果。

1 顶管施工技术介绍

顶管施工的具体做法，运用专业的管道顶进设备，用物理方式采用顶力把管道按照一定作业坡度要求顶入地下，克服管道与土壤摩擦，将管内土方运出。其工作原理类同于采油工程中的输油管道的顶进，不过后者是在地下竖立顶进，而顶管施工是在下把管道一节一节相连横向顶进，可以把这种工作原理称为“竹节原理”。具体做法，用主顶油缸产生顶力，把管道或掘进机打进工作土层，一直推进到接收坑。顶管技术解决了施工中对地表尤其是城市建筑物的破坏，也不会产生交通长时间的堵塞，环保效应明显。在现代技术不断创新的前提下，已经解决了顶管技术中一些难题，如管道铺设路程短，不能曲线推进等。目前，我国顶管技术可以把管道在地下顶进1500米，甚至更多，弯管技术能够绕过一些地下管线或障碍物等敏感区域，实现曲线穿行顶进。顶管施工等城市非开挖施工方式，就像默默无闻的地下蚯蚓一样，无形中为城市创造了一个清洁舒适环保的美好环境。

2 顶管施工中的准备工作

2.1 顶管机施工组织设计和施工方案审查

顶管施工整个流程，从开始到结束都要做好组织设计的方案的研究分析与审查。如对顶进机头的选择，主千斤顶的采用，管道管材的采买等要制定明确的方案。对施工过程中管道的连接方式，管道间中继环的设置，如何稳定施工区域的地质土层的安全，如何处理与其他地下管道网线的冲突，如何做好施工人员人身安全的保护等内容要反复设计，重点审查，具体做法如下。

管道施工中各环节顶管和相应作业井的单项施工方案；管道施工中洞口。地基稳定加固方案；管道施工中穿越地下管线和建筑物等应急方案；管道施工中施工人员人身安全保护方案；管道施工中后期工作井封底的措施方案；突发问题应急方案等。在管道施工过程中，整个流程，所有的环节都要考虑的细致清晰，各种方案的设计要符合实际，具有极强的可操作性。各类方案的设计与审查要做的滴水不漏，细而又细，这样才会为整个管道的施工提供保障，最终使得整个管道施工高效有序的顺利完成既定目标。

2.2 工程材料和顶管机设备核验

管道施工的重要保障是施工材料符合设计要求，要对进入施工场地的材料进行仔细的审查，如检查材料的规格、型号，对材料的采买单位进行供货资质的审查，确保施工材料的质量。尤其是诸如管道、中继环等施工关键材料，要仔细甄选，一票否决，最好与多个生产厂家直接接触，获得产品的一手资料，然后从性价比角度，选择最适合的施工材料。施工前，做好相应设备功能的实验，检查管道承插口是否有破损，槽口尺寸是否合乎施工标准，钢套环有无损坏、有无防腐内套设计、焊接是否严丝合缝等。这些材料的选择与设备的检验，是每次管道施工前必须要做的工作，这是做好管道施工的先決条件。如果一些不符合设计要求的施工材料进入施工场地，会给施工带来危险，进而使得整个管道施工失败，这不但使得施工单位利益和声誉受损，也不利于施工城市长远的发展。

3 顶管技术施工应用分析

3.1 顶进管的选择

顶进管一般选用钢筋砼管，如没有腐蚀要求可选用钢管。钢筋砼管的规格设计、配筋和应力验算应遵守有关钢筋砼的标准和技术规程，特别是有关钢筋砼管的标准和技术规程。1）顶进管直径的选择：顶进管的直径选择是首先根据工程性质、工程需要确定内径，根据顶进管所受荷载确定砼管的配筋及壁厚，进而确定外径。因为顶管工程工作面上需要配备挖土工人，所以一般管内径不小于500mm。

2）顶进管长度的选择：顶进管的长度对顶管过程的可控性和经济性有很大的影响。在直线推顶的情况下使用长管可以减少装管的次数，取得良好的效果，但随着管长度的增长，如果偏离原定的路线，使之恢复正确路线要比使用短管更加困难。建造顶压坑时顶压坑的长度也要增大，挖坑、支护、回填、修复的费用将相应地增加。

3.2 穿墙

打开穿墙闷板将工具管顶出井外，并安装穿墙止水装置，主要技术施工措施如下：第一，穿墙管内填夯压密实的纸筋粘土或低强度水泥粘土拌和土，以起到临时性阻水挡土作用；第二，为确保穿墙孔外侧一定范围内土体基本稳定并有足够强度，工作井工具管穿墙前，对穿墙管外侧采取注浆固结措施；第三，穿墙前对可能出现的问题进行分析并制定相应处理措施；第四，闷板开启后迅速推进工具管，同时做好穿墙止水，本工程采用止水法兰加压板，中间安入20mm厚的天然优质橡胶止水板环，要求具有较高的拉伸率和耐磨性，借助管道顶进带动安装好的橡胶板形成逆向止水装置，应防止因穿墙管外侧的土体暴露时间过长而产生扰动流变。

3.3 顶管出洞

顶管出洞是顶管作业中一个很值得注意的问题，顶管出洞，即顶管机和第一节管子从工作井中破出洞口封门进入土中。开始正常顶管前的过程，是顶管技术中的关键工序，也是容易发生事故的工序。为防止管线出现偏斜，应采取工具管调零，在工具管下的井壁上加设支撑，若发现下跌立即用主顶油缸进行纠偏，工具管出洞前预先设定一个初始角弥补下跌等措施。

3.4 注浆减阻

在顶管施工中还有一个重要的技术措施就是通过压注触变泥浆填充管道周围的空隙，形成一道泥浆保护套，起到支撑地层，减少地面沉降，减少顶进阻力的作用。在施工中，首先对顶管机头尾部压浆，并要与顶进工作同步，然后在中续间和混凝土管道的适当位置进行跟踪补浆，以补充在顶进中的泥浆损失。注浆工序一般多应用于长距离顶管施工中。

3.5 顶管纠偏

纠偏是指机头偏离设计轴线后，利用设置在后部的纠偏千斤顶组，改变机头端面的方向，减少偏差，使管道沿设计轴线顶迸。顶进纠偏是采用调整4台纠偏千斤顶组方法，进行纠偏操作，若管道偏左则千斤顶采用左伸右缩，反之亦然。

4 结语

在水利管道工程的施工中，顶管技术应用的越来越广泛，能够以较低的施工成本达到理想的施工效果，实现经济效益的最大化。在施工的具体过程中，需要结合实际情况，在完成前期的准备工作之后，安排专业的施工人员，做好顶进管的选择、穿墙、顶管出洞、注浆减阻、顶管纠偏等一系列工作，使顶管施工工作得到最大程度的保障。同时，需要采取具有针对性的措施，对施工过程的整个环节进行严格控制，提高顶管施工的质量，促进水利工程事业的进一步发展，实现更大的经济效益与社会效益。

参考文献

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