西安市政道桥建设有限公司第一分公司 陕西省西安市 710014
摘要：顶管施工方法无需开挖地层表面，对周边环境扰动较小，与同管径的明挖施工法相比节约用地，与盾构法相比又有一定的经济性，在地下结构施工方面具有其它施工方法不可比拟的优越性。通过对矩形顶管施工中的关键技术和施工监测进行介绍分析，有效指导施工，可为类似工程提供参考。
关键词：矩形顶管；施工技术；应用
引言
顶管施工技术避免了城市道路路面频繁开挖，保障了路面交通的顺利运行。在城市地下空间施工中，具有广阔的应用推广价值。
1顶管施工适用范围与优劣性
（1）施工区域内存在建筑物群而无法利用开挖进行地下管线施工或者采用沟槽开挖施工的工程和会对周围建筑物的稳定性带来不利影响的管道工程等，这时就需要运用顶管施工技术。对黏性土、粉性土和砂土特别适合使用顶管施工技术，其次为碎石、卵石、风化残积土等非黏性土。但对于淤泥、沼泽地及岩石不适用。（2）顶管施工工艺主要具备以下优越性。①可以穿越公路、铁路、河流等障碍物；②降低人工成本，提高了施工效率；③对交通的影响少，无需隔断交通，也减少了交通拥堵；④施工过程中地面的沉降量低，噪音与粉尘等建设公害产生量较少，文明施工程度高。（3）顶管施工存在以下不足。①当顶进管道的多种曲线组合一起时，施工会困难较大；②土层土质较软则容易发生偏差，容易产生不均匀下沉。
2施工关键技术及措施
2.1路面沉降的控制
矩形顶管施工由于其截面大，顶进过程中对地下土体的扰动较大，对路面及周边构建筑的沉降控制是施工过程中的重点和难点之一。应对措施：1、在顶管机设计时严格控制壳体与顶管工作井和接收井预留洞口之间的理论间隙，在确保顶管机能够顺利出洞和进洞的情况下，理论间隙越小越好，根据施工经验，其理论间隙控制在单侧10-15mm为宜。2、矩形顶管顶进时起初应让机头稍微上扬，让机头前部的路面稍有隆起，控制在10mm左右，顶管机及管节穿越后稍有下沉保持原有路面现状。3、顶进过程中根据预设在顶管机头背面的土压表显示，严格控制左右两个螺旋输送机的出土量，确保顶进过程中真正达到土压平衡，防止因机头超挖引起局部的路面沉降。
2.2对周边管线的保护
矩形顶管施工对周边公用管线的保护是矩形顶管施工成败的关键之一。由于矩形顶管施工截面较大，壳体和管节之间不可避免的存在着一定的理论间隙。因此，施工期间对管线和构建筑的保护显得尤为重要。应对措施：1、顶进施工前应对顶管上部及周边相对较近的管线及构建筑进行排摸并布点进行监测。对比较重要的管线有条件时应适当将其暴露。2、顶进过程中应及时对壳体和管节之间的理论间隙进行注浆加固，施工时应做到随顶随注。顶管全部结束以后还应根据现场情况进行二次注浆加固，确保顶管周边道路、管线和构建筑的安全。3、顶进施工时严格控制顶进速度，尽量减少顶进施工对土体的扰动。
3顶管施工的技术要点
3.1地面设备顶进设备的选型和布置、安装
工作井地面设备选取上要利用顶管技术施工所需要的各种设备，例如，液压系统、配电站、倒装设备等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆施工实践中主要是选取两台电动空压机（1m3和3m3）的及其作为气压系统设备进行空气的生产与压缩，然后把空气净化之后进行储存量足够多时在输入到管道中；在施工中用来洁净施工环境的鼓风机（5kW）设备主要是排烟和施工用气进而保障使馆人员的呼吸安全；对主顶和中继间的千斤顶提供运行的压力油主要是利用高压油泵、溢流阀、油管、控制阀和油箱等液压系统。选好这些设备还要对具体实际进行改变，此时把每个工作井中配备两台高压泵进行并联循环作业并且配备一套完整的压浆系统，压浆系统主要包括泥浆池、注浆泵、搅拌机、管道等，最后为工程建设施工的方面选用一台合适的门式吊机。井内顶进设备主要是选取在此项技术施工中最重要的施工设备主千斤顶，根据当地的实际需要，测算出此项目需要2台2000kN油压的千斤顶进行作业施工，并且在布置时要左右对称，千斤顶的油程保证在1500mm，设备中的电动油泵要供给主顶油管，满足这些才能顺利进行施工。
3.2顶进管的选择
顶管施工技术包含的内容涉及很多方面，很多力学和相关学科共同集合，技术方面有很大的复杂性，在对于顶进管的选择过程中，要有针对性的选择更适合的顶进管材质，对于直径和长度都严格要求。当今，顶进管材质要选择更合适的，主要应用钢筋砼管，确保最少的腐蚀性情况下，也可用钢管。顶进管直径，最主要要考虑到该项工程的内在需求，然后有针对性的把控好顶进管内径，结合实际作业中的负荷选择外径，通常情况下来讲，因为要衡量地面挖土工人的作用力，所以顶进管内径要大于500mm。长管可以在很大程度上让装管次数有效降低，确保节省相当的成本，与此同时，也不能用过长的管道，这样在顶进的过程中，很可能偏离规定好的路线，所以必须要选择恰如其分的长度。
3.3施工准备
第一，要勘察周围环境包括人、车的流量、交通系统状况，防止警示牌告知行人此处施工。了解施工区域地下管网结构。包括施工对排水管道、电力、煤气是否会造成干扰性影响，减少施工对周围居民生活上的影响损失。另外还需要掌握周围建筑物的基坑结构。包括基坑距离、桩基深度以及土质。如果施工区域的土质较为松软，则需要使用膨润土悬浮液加固土壤硬度，方便后期施工。第二，则要做好施工设计，包括工作坑及顶管线路的设计。顶管线路必须避开树木、建筑物、软质土层。根据可用设备和现场环境，尽可能地降低施工挖掘量，节约施工人力和施工成本。街道施工一般只设置一个接收坑和工作坑，将管道预埋在街道两侧。
3.4顶管施工注意的问题
顶管前要先制定出安全合理可行的施工技术方案，要根据实际情况，按地下顶管法施工技术要求，而且要符合规范、规程和标准。工作井内应有防毒、防暴、防燃、防水淹、防缺氧、窒息的安全措施。施工供电应设置能自动切换的双路电源，区分动力供电和照明供电，不应两种组动能一路供电，其中作业面移动照明供电电压不应过大，宜采用低压电源供电。顶管后座安装时，如发现顶进时枕木压缩不均匀或后背墙面不平，必须调整使枕木受压均匀或平整后背面后并加固方可顶进。油泵操作工在顶管顶进过程中，应时刻注意观察油泵车压力表，观察其数值是否均匀渐增，当发现压力数值突然然上升，应该立即停止管道的顶进，等待专人查明原因并调整好问题后才能继续施工，管道的顶进或停止不能随便进行，应以准确信号为准。所以操作人员不得在顶铁两侧作业，以防发生崩铁伤人事故。遇到顶进系统发生故障或在拼管前20min，应即发出信号给顶进管道头部的操作人员，引起其注意。在土质较差的情况下，地下水会渗流进土体内易造成塌方，为增大水压，应将顶进管道头部灌满。
结语
综合本文的描述可以看出，顶管施工较传统施工模式而言具有更高的经济层次与社会层次的收益优势，能够在解决施工管道网混乱现象的同时，大幅节约施工总成本，十分适合国内当前市政建设对工程技术的需求。目前国内大力推崇的施工理念便是绿色施工与可持续发展施工，通过顶管施工的应用，可以有效改善市政施工对环境的影响，因此必须大力提倡。
参考文献：
[1]何耀涛.市政工程中顶管施工技术要点[J].中国市政工程，2008（06）：71~72+91~92.
[2]魏刚，徐日庆，肖俊，等.顶管施工引起的地面变形分析[J].中国市政工程，2002，25（4）：27-29.
[3]肖鹏.顶管施工技术概率，提高工作效率在市政工程中的应用[J].中国城市经济，2011（17）：144.
论文作者:刘宏涛
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第7期
论文发表时间:2018/10/24
标签：顶管论文; 矩形论文; 施工技术论文; 设备论文; 管线论文; 管道论文; 路面论文; 《建筑细部》2018年第7期论文;