于博 刘平

济南水务集团有限公司 山东 济南 250022

一、顶管技术

顶管施工技术是非开挖施工方法的重要内容，顶管施工技术不但能够避免对建筑物以及公共设施造成破坏，同时能够减少施工过程中对地面交通产生影响，对保护城市土层以及维护市容具有重要作用。城市中人口密集，交通压力也比较大，给水管道一旦出现问题进行施工维护，波及的建筑范围较大，因此要加强顶管技术在给水管道施工中的应用，以避免施工给周边环境带来的影响。

通过顶进设备的推力来克服管道与土壤之间的摩擦力，从而按照设计坡度来将管道正确的放置在土层中，这种埋设管道的技术就称为顶管施工。在进行顶管施工的过程中，需要将主顶油缸以及中继间和管道间的推力利用起来，以利于工具管从工作坑内的土层穿过，进入到接受坑内进行起吊，然后再将管道在两坑之间进行埋设。这种方法与地铁施工中的盾构法类似，但是不用进行土层开挖，就可以把管道穿过土层，进而完成管道的铺设，所以广泛应用于公路、铁路、河流及建筑物下给水管道施工。顶管施工技术随着我国建筑行业的发展而日益成熟，发展前景良好，同时因为各个地方的经济情况还存在着设备老旧，专业技术人员短缺等问题，对实际施工中的应用缠上了一定的影响。

二、顶管施工在市政给水管道中的应用

1.施工前的准备。在顶管施工前，首先必须要弄清楚将要施工的区域的地质环境，主要包括水文、地质状况、地基土壤种类及物理性质，各层土的密实度、含水层的渗透系数、地下水位、流量和地表水排水情况，预防在施工工程中出现危险。对已经发现的可能会对工作面有影响的土体及块石进行预处理，排除各种干扰因素。其次就是合理配置顶管施工的起重设备、注水系统和管片堆场，同时要对物料工具放置处、拌浆材料处和拌浆棚、自动控制室及弃土坑的位置进行合理规划。

2.顶进设备的选择、安装调试。在给水管道的铺设中，常用钢筋混凝土为顶进管，经过充足的应力和配筋计算达到相关标准的设计使用要求，同时避免了地质中可能存在具有腐蚀性的物质对罐体的腐蚀。获得准确的顶管的长度和直径后，进一步推算出内外径数据，考虑到现场工人的施工作业空间，顶进管通常需要保证 500mm以上的管径。顶进管的长度要根据实际情况选择合理的长度，否则出现路线偏移，很难处理，增加工程挖坑、支护以及回填的施工成本。顶铁、运土设备、高压油泵和千斤顶是顶管施工中的必要设备，合理搭配使用设备的台数和规格对工程的顺利进行有着重要的影响。

3.顶管井的设计。顶管井有工作井和接收井两种，在设计建造顶进管时大多数情况下会选择钢筋混凝土顶管井结构，单孔结构的工作井主要有正方形、矩形和圆形三种形式，其中圆形结构的工作井受力性能高于正方形和矩形。

4.顶管施工应用流程。

4.1 穿墙：将墙闷板打开然后顶出工具管至井外并将止水装置安装的过程。首先夯实穿墙管内的纸筋凝土，使穿墙管具有暂时的阻水挡土功能。其次对穿墙管周围的土体进行预注浆加固，提高结构强度，在打开闷板工具管迅速推进的过程中，必须要做好穿墙止水工作。

4.2 顶管出洞，顶管机从第一节管子中破除工作井洞口进入土层中的过程。这个环节很关键，较为容易出现问题，因此严重点关注，施工前要保证管道的完整和无破损等外观质量以及管道端面的平直状况。然后用起重设备运输下放到指定位置，顶进前要进行缓慢的试顶，等各个设备接触良好后，进行顶进工作。施工过程中油压变化巨大，要停止顶进，排查问题后在进行顶进。一般在管道顶出洞口时，可以采用小导管注浆加固洞口的土体，保证境内施工人员及设备的安全。

4.3 中间加设千斤顶。对于管体顶进距离较长的工程一般要在管体之间加设千斤顶，分段向前顶进，同时分散了住千斤顶的压力，进而增加一次顶进的长度。

4.4 注浆施工。顶进施工前对管道周围土体进行预注浆，辅助管道的顶进和管道护壁的安全，其作用主要有两个方面：一是起润滑作用，注浆后减少了管道外币与土体之间的摩擦阻力；二是稳固管道周边土体，浆液填充了管道外币与土体之间的缝隙的同时会有部分浆液渗入周边土体，预防地面产生大面积的沉降变形，增强了整体性。

4.5 安装工程胀圈。在顶进管道的接口处用工程胀圈进行连接密封，通过调整螺栓或使用背楔把胀圈和管壁连成一个刚体，减小管道线路的偏移，在顶进过程中随时检查调整。

4.6 顶进纠偏。顶管过程中，管道发生偏移就会使各个管节之间无法合拢，这就需要进行纠偏。纠偏措施一般可分为超挖、顶木和千斤顶三种方法，当管道偏移量很小的时候，可通过反侧超挖，在偏向位置预留土坎，使得管道逐渐回正，或者采用顶木利用偏移一侧的土壤作为反力支撑，在顶进过程中借助阻力进行纠偏，千斤顶的方法与顶木类似。顶管过程主要是力学原理的应用，施工前要精密的计算，避免不必要的问题耽误工程进度。

结语：在市政给水工程中用顶管技术，充分利用其对城市地上建筑物以及交通的影响小的优点，同时也节约了资源，减少人力物力的投入，适应当今可持续发展的主旋律，特别是对发展较为落后城市提供了便利，既解决了市政用水的问题，又保护了城市的市容市貌，还带动了当地的经济发展。