给排水工程师试论顶管技术在市政工程施工中的应用

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。但施工过程中因地质条件的制约，顶进施工必须承受极大的推进力与使用荷载，导致其具有复杂的应力关系，为确保市政工程的整体质量，必须在施工前期对管路施工土层及所需承受的荷载等进行充分了解，只有这样才能确保施工方式选择的合理性。

一、顶进管的选择

通常情况下采取钢筋混凝土管作为顶进管，钢管在无腐蚀规定的情况下使用。根据钢筋混凝土的相关标准及技术条件，进行顶进管设计规格、配筋方式及验算应力方法的确定。顶管施工过程中，推进力、阻力与摩擦力为顶进管轴向受力。土壤性质对推进力的多少起到决定作用，当顶进管外径在2米以下时，其推进力可由以下公式所表示：

其中：推进力(KN)由P表示;

土质系数由K表示。

1、选择顶进管直径。遵循市政工程性质、需求进行顶进管直径与内径的确定。混凝土管配筋与壁厚可通过顶进管承受的荷载进行确定，并对其外径进行确定。通常情况下钢筋混凝土管内径必须控制在500毫米以下，其主要原因在于顶管工作面施工必须与人工挖土方式相配合。

2、选择顶进管长度。在顶管施工中顶进管长度将直接影响到其施工的质量。利用长管进行直线推顶施工可降低装管的遍数，并具有不错的施工效果，但在不断增加顶进管长度的同时，如其与原定路线出现偏移现象，在路线恢复施工中将加大施工难度。

二、市政工程施工中顶管技术的施工流程

随着城市化进程的不断加快，我国市政工程建设规模也不断扩大。为提升市政工程建设的整体质量，施工单位必须重视施工技术的合理选择。顶管技术作为市政工程建设的主要技术之一，其施工技术水平的高低与工程施工质量息息相关，为此，必须在提升技术水平的基础上，规范顶管施工流程，只有这样才能提升工程建设的整体技术水平，才能实现市政工程建设的经济效益与社会效益。

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。

2、穿墙

穿墙闷板打开后应将工具管向井外顶出，并进行穿墙止水装置的安装。将纸筋粘土、水泥粘土(低强度)在穿墙管内填实，确保其密实度符合施工规定，以此达到临时挡土、止水的目的。为保证穿墙孔外相应距离内具有稳定的土体，可选用注浆固结的方式在工作井工具管穿墙前对穿墙管外侧进行施工。穿墙前期必须及时处理产生的各种问题。开启闷板后，应及时进行工具管推进作业，并做好穿墙止水，一般选用的措施为止水法兰加压板，并将天然优质橡胶止水板环(20毫米)设置在中间位置，这种材料的拉伸率、耐磨性较强，利用管道顶进带动安装好的橡胶板形成逆向止水装置，避免穿墙管外侧土体裸露时间过长，导致扰动流变等情况的大量出现。

3、顶管出洞

作为顶管施工最重要的一个环节，顶管出洞是指由工作井内顶管机械与第一节管道向土内进入。如管线出现偏移等情况，必须进行及时调整，一般可将支撑设置在工具管下的井壁上面，如出现下降等情况，可通过主顶油缸进行调整，为避免该情况的出现，可预先将一个初始角设置在工具管出洞位置。

4、注浆减阻

利用压注触变泥浆对管道附近缝隙进行充分填充，进而形成泥浆保护套，并对地层进行支撑，达到地面沉降降低及顶进阻力降低的目的。市政工程给排水施工过程中应对顶管机头、尾部先进行压浆施工，并同时进行顶进施工。随后补浆作业必须在中续间、混凝土管道施工位置进行，进而对顶进泥浆损失加以弥补。

三、市政工程施工中顶管技术的注意事项

1、市政工程施工前期应对施工现场人流量与车流量进行观察，进而对人流、车流及交通路线等进行确定，以此为路口交通导向牌的设置提供可靠依据。市政给排水工程必须在地下埋设管道，为此，施工前期必须做好施工准备工作，才能降低后期施工的难度。要求施工人员遵循施工现场的具体情况，如地质、水文等，进行施工方式、施工材料的合理选择。

2、市政工程往往会出现井内水土淤积等情况，这些问题的产生主要是因为顶管工作井预留洞口止水装置无法紧密封闭等。为此，施工单位必须重视工作井止水装置的设计与施工。通常情况下，当管道敷设深度在10米以下时，如其具有较小的地下水压力，可选用橡胶法兰结构形式进行施工，该方式具有简单的结构形式、较低的成本及施工便捷等特点。同时，要求保证焊缝的质量符合设计规定。

四、结束语

综上所述，作为市政工程施工的重点，顶管施工过程中，施工单位必须重视其施工流程的规范性。通过对市政工程顶进管选择的深入了解，可对顶管施工各项指标进行充分认识，在做好各项施工准备工作的基础上，必须对施工各个环节进行质量控制，只有这样才能降低施工的风险性，才能达到提升工程质量的目的。

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