王 刚，徐建利

（浙江交工集团股份有限公司地下工程分公司，浙江杭州 310000）

0 引言

市政工程是城市环境改造和基础设施建设的重要途径。它不仅为城市居民提供了良好的居住环境，而且为城市的发展提供了基本的支持。顶管工程是市政工程的重要内容之一。一旦顶管工程施工过程中出现不当的技术问题，就会导致顶管施工质量的下降，进而影响市政工程的整体质量。因此，做好顶管施工技术和质量控制对市政工程质量的提高有着重要的影响。

1 顶管技术概述

顶管技术主要是指在不破坏表土层的情况下铺设管道。它的突出优点是能够直接穿越地面上的建筑和地下管道、高速公路、铁道以及浅层建筑。施工作业主要是在液压作用下把管线直接引入地面，最后进行管线敷设的任务。施工中，节省了人工开挖的时间。该技术减少了对大自然的破坏，减少对人类生命的影响，并且减少了建筑施工周期。而顶管科学技术的运用则减少了对城市规划的影响，在一定程度上提高了市政工程的施工效率。在社会发展的过程中，建筑环境越来越复杂，对建筑的要求也越来越高。在这种情况下，顶管施工技术应运而生，解决了许多技术难题[1]。

2 顶管施工技术原理

顶管技术使产品的质量和效益相结合，提高了市政工程管网施工的效率。鉴于城市地下管线的复杂性，顶管施工技术可以绕过大型建筑和城市主管道，避免原本需要拆除的施工项目，降低成本，合理利用资源，提高顶管施工技术的整体性能，使城市居民在正常生活的同时，享受到顶管施工技术带来的便利。为了满足工程要求，施工过程中需要开挖工作沟，从而达到市政管道施工的目的。纵观目前非开挖顶管技术的应用现状，因受到地质因素的影响，导致整体施工与具体工程要求不一致，严重影响整体施工质量。顶管工程对参与工程施工的所有人员的素质都有严格的要求。施工人员应清楚地了解非开挖技术，控制施工测量和方案设计，最大限度地提高管道设计的合理性，并编制相关方案。因为它对自然环境的适应性好，可以根据环保要求选用适当的施工方式。所以，在市政工程地下管道的项目建设过程中也应用了这种顶管施工技术，不仅可以大大提高施工效率，而且还能够保证良好的施工质量。从它的应用过程来看，它有一系列的优点：①对施工场地面积要求不高，不会占用太多的土地，而且这种运营方式还可以减少成本支出。②其施工环境深埋地下，可以减少对地面的影响，包括噪声、空气和交通条件。③降低施工难度系数，促进项目施工效率的提高。

3 顶管施工技术要点

3.1 现场勘查

现场勘察是顶管施工技术应用的前提。结合市政工程建设要求，对施工面积进行现场评估，并根据调查数据完善顶管施工应用方案，从而保证顶管施工应用的安全，促进市政工程建设的有序发展。施工单位为了开展现场勘察，通常需要进行如下3 个方面的工作：①工地范围内地下管道的布设。②建筑面积地址。③施工单位针对建设施工现场周围的环境保护要求，经过对建设施工现场的调查研究后，在市政建设项目建筑质量要求的基础上进行了顶管施工方法，以便于为今后顶管施工技术的运用奠定了良好的基础。

3.2 设备材料方面的施工准备

顶管施工技术的应用离不开顶管设备的支撑。所以，在施工单位应用顶管施工技术之前，就应该作好建设有关设施的准备工作。在建筑施工过程中，严格根据建筑工程质量规定对机械设备进行检验，并及时对现有设备进行检查，确保设备正常运行。我们在全面应用顶管施工技术之前，还有必要对准备工作进行预先评估。首先，施工单位要提供质量规格合适的顶管材料，并根据各个市政工程项目的实际，以此来要求计算顶管的直径以及顶管的实际荷载压力，从而避免出现误差影响工程施工[2]。还有就是在制定现场的施工方案时，技术人员要对施工现场开展深入调查，并根据当地的施工环境及时调整施工方案。在对顶管工程的施工中，客观上会影响施工质量的不确定因素很多，如当地的地质条件还有土层的软硬度等不同因素。在顶管建设的过程中如果发现遇到硬质物质，就很容易造成地下塌方，从而使钻机无法正常开展作业。除此之外，由于一些城市的地下管线十分复杂，如果设计人员不能全面掌握地下管网的位置数据，就无法比较准确的设计，而这将大大增加施工的难度，还可能会破坏一些通信管网。因此，就需要水利、通信、电力等相关部门的充分配合，再加上检测设备的应用，真正确定出地下管线的特性以及结构，还有具体的分布情况，再选择有针对性的技术解决方案。

3.3 工艺流程

3.3.1 顶管施工流程及质量控制

不同的施工要求需要有不同的方案。在施工过程中，通常需要进行反复实地勘察，并选用最合适的铺设技术，以增加施工的综合经济效益。顶管施工有严密的工序规定，每个步骤都彼此联系，构成整体的施工流程。据施工人员经验，在顶管安装施工的过程中，一定要保证不会有泥浆流失。同时，按照前面的要求，要确保顶管装置施工过程中不会有泥浆流失。顶管施工过程可归纳为4 个主要步骤：穿墙、顶管出孔、减小注浆阻力、顶管修正。

3.3.2 注浆止水

注浆止水是顶管施工中广泛应用的施工技术，为顶管施工的发展提供了良好的环境，有助于提高顶管施工的技术水平。施工单位应当结合市政工程施工质量要求，完善注浆止水工艺，做好止水前、止水中、止水后的施工安排，从而促进注浆止水施工工艺水平的提高，为顶管施工技术的应用奠定良好的基础。

3.3.3 顶管穿墙

穿壁就是把管推工具转移到工作井外，以便装设止水设备。在这个过程中，必须开启穿墙门板，这个过程也就是穿墙。打开门板后，可进行顶管出孔过程。为取得良好的效果，在穿墙之前需要先对管壁周围进行密封。在通过墙体之前，应先测试墙体的质量，了解其坚固性。门板打开后，迅速将顶管推出井外，同时安装注水设备。一些加固技术可以用于止水处理，但也应确保其符合标准。在这项技术的实施过程中，可能会遇到许多障碍。运用卫星定位技术，就能够及时的监测、解析工程施工环境条件，从而掌握山势、地质、地貌、水文，进而提出不同的解决方法来解决工程问题。

3.3.4 顶管出洞

顶管出孔是整个顶管施工流程中最为关键的环节，起着举足轻重的作用。顶管壁入后，启动顶管孔，在井口预留大孔。在顶管施工过程中，不仅要进行止水，还要对顶管施工过程中的偏差进行纠正。根据环境土壤质量的不同，应采取不同的止水措施。前止水墙一般应浇筑高等级素混凝土。若施工面积为圆形，则需浇筑相同的拱型前止水墙。同时，对于衬里预留孔结构，应安装双橡胶止水带装置，最大限度地保证止水带处理质量、安全可靠。顶管施工时，对顶管出口处理，施工人员应注入触变泥浆，避免对出口段土地产生干扰。对于止水工作，可采用常用法兰压力板止水方法，也可根据实际情况使用填料。填料一般为纸加筋黏土，并压实以达到适当的强度。

3.3.5 减少阻力

顶管过了这个洞，会使地基产生倾斜。同时顶管也会和土壤碰撞，形成阻力。利用注浆材料直接向钢管外壁灌注水泥，并在顶管外壁生成水泥圈，有效地减少了顶管与土壤之间的碰撞。同时，由于水泥圈的支撑力强，还可有效降低由粉质粘土崩塌所引起的土壤与地层流失，进而抑制地表下沉[3]。注浆过程中，主要采用触变泥浆。注浆后能真正降低施工阻力，同时还能增加相应部位的牢固度，起到框架支撑地面的作用，从而缓解地面塌陷的问题，促进土地的平整。同时在施工过程中保证注浆与顶管的联合实施，确保工程的安全和质量。值得一提的是，降阻效应主要决定于浆液循环的质量。所以，注浆过程尤为重要，必须严格遵照规定进行。依据经验，实际的泥浆用量较理论用量多了4~5 倍。在使用标准中通常选择碱性水泥、膨润土和水的实际配比约为0.02:0.4:1。

3.3.6 顶管纠偏

顶管校正是在施工项目中对顶管偏移原固定轴线现象的校正工作。具体方法为利用纠偏式千斤顶组对顶管的偏移进行矫正，并针对管道倾角的差异而采取不同的解决措施。施工时，根据实际需要，对顶管口采用加强力矩的形式进行校正，并注意所使用的力。如果力太大，偏差就会增大。所以，建设时应该注意各地段的区域结构，如发生偏移，应该及时进行小幅度调整。这样可以快速、有效地纠正偏差。千斤顶向左伸向右缩回时，可纠正千斤顶管的左偏。同样，当千斤顶向右伸展向左缩回时，将千斤顶管向右修正。顶管整改要求施工人员沉着稳重，采取多调慢改的策略。总之，这个过程检验了施工人员的经验和控制。

3.3.7 闭水试验

闭水试验是检测顶管施工效果的重要手段。可以检测顶管施工的严密性，以便及时发现顶管施工中存在的问题。施工结束后，通过闭水试验进行质量检验。如闭水检测发现质量问题，应结合市政工程施工标准进行纠正，以保证顶管施工质量，促进顶管施工效果的提高。

3.3.8 应急处理

顶管工程施工复杂。施工单位应结合顶管施工质量保证要求设计应急处理方案，不断分析顶管施工中可能存在的风险，结合施工质量保证要求完善应急处理方案。施工出现问题时，应借助施工方案及时解决顶管质量问题。

4 顶管施工技术质量控制方法

4.1 强化施工监测

施工监控是应用顶管施工技术，通过施工监控发现和解决问题，保证顶管施工质量的重要途径。有关部门和建设单位应当结合市政工程质量要求，加强施工监测。重视顶管施工，结合顶管施工质量要求确定施工监控内容。①监测顶管施工基准点的布置、变形监测点的应用、埋设参数、基准值等，及时发现各施工环节存在的问题，并利用专业技术指导施工单位对问题进行纠正，从而保证顶管施工质量满足市政工程的要求。②建立专业的施工监控队伍。根据顶管施工的质量保证要求，监测队要做好施工现场的综合监测工作。既要对施工单位的施工工艺、施工过程进行检测，又要结合顶管施工的质量要求做好现场安全管理工作，以保证顶管施工的安全，从而保证顶管施工的顺利开展。③完善施工现场监理技术。结合施工现场监督的要求，引入施工监督体系，对顶管施工现场进行科学的监督。一旦问题被发现在建筑工地，施工监控系统能及时提供预警，并通知相关经理，以便相关管理人员可以正确处理施工现场的问题和减少顶管施工的风险，促进顶管施工质量的提高。

4.2 材料质量保障

施工材料的品质直接影响到顶管施工的品质。因此，有关部门和施工单位应加强对建筑材料的监督，确保建筑材料的质量达到市政工程的施工标准，可以采取的措施如下：①现场管理。对施工现场的建筑材料实行管理。如果发现建筑建筑材料不能满足市政工程有关标准，需要施工单位调换建筑材料，并进行调换建筑材料的质量检验工作，确保施工材料的安全和质量。②材料采购。施工单位在采用顶管建筑材料的过程中，必须根据市政项目材料的相关规范，要求材料供应商提供合格证明，并进行材料检测。③设备管理。施工单位还应当保证顶管机械设备的质量。顶管机械设备是保证顶管施工顺利开展的机械基础。在采购和维护顶管施工设备的过程中，施工单位应结合质量要求对施工设备的各个部位进行质量检验，以保证机械设备的安全，降低施工过程中发生安全事故的概率，从而保证顶管施工的进度和质量。

4.3 工艺参数的明确

在顶管施工过程中，施工单位应结合施工质量和效果保证要求，明确工艺参数，使工艺参数与设计参数相差不大，这样既可以保证顶管的质量和规格达到设计要求，又可以为后续的顶管施工的有序开展打下良好的基础。施工单位在进行顶管施工前，应当结合顶管施工质量保证要求，明确顶管长度、管径等规范参数，并根据设计图纸的参数说明对顶管规范参数进行比较，防止顶管规范参数与设计工艺参数不一致，既保证了顶管规范参数满足施工要求，也保证了顶管施工过程的有序进行。

5 结语

结合以上研究可以发现，保证顶管施工质量对提高市政工程质量有着重要的作用。所以，施工单位都应该正确理解顶管施工技能，并掌握顶管施工技能要领，以实现对顶管施工技能的科学运用；在确保顶管工程建设质量的基础上，认真进行施工质量管理，不断完善顶管工程施工工艺与流程，强化施工监督，从而控制顶管施工的各个环节，促进顶管施工质量的提高。