摘要：在城市建设及发展过程中，人们对市政工程的技术要求越来越高。顶管技术在市政给排水工程方面发挥了重要的作用。本文分析了顶管技术的特点及适用范围，阐述顶管技术的工艺流程，探讨了市政给排水工程中顶管技术应用，，从而确保顶管技术能在市政给排水工程中得到有效应用。
关键词：市政；给排水拖工；顶管技术；应用
前言
近些年来，我国城市化进程加快，城市人口不断增加，同时也伴随着市政污水处理、城市内涝、市政排水不畅等问题不断显现，亟待解决。为解决这些问题，需对现状市政设施及市政技术不断更新、改进，而市政设施的新建与改造涉及大量给排水管道安装的工作。顶管施工技术作为一种综合性较强的施工技术，在市政给排水工程施工中被广泛的应用。
1 顶管技术的特点及适用范围
1.1顶管技术施工特点
顶管技术即非开挖管道敷设技术，摒弃传统施工形式，避免了大面积长距离的线状施工，以小面积的点状施工形式代替，不影响城市正常设施和道路交通。通过这种方法可减少路面开挖，轻易绕过路面上各种设施如铁路、公路等不宜或不易开挖的设施。
顶管技术施工范围小，噪音小，对周边环境产生的影响较小。而顶管技术对于地层堵塞，不仅能够适应不同的地形环境和施工条件，不破坏地上地下的设施，保证施工的经济的效益，在市政给排水管道施工中被广泛应用。
1.2顶管技术施工的优点和适用范围
顶管施工无需对地面进行开挖，管道在地下穿行时能通过曲线前行，主动绕开地下已有管线或障碍物，不会扰动底下的管线和设施，从而不会对居住区下面的水电等管线造成破坏，不会影响居民的正常生活。
顶管技术适用范围有：（1）管道穿越铁路、公路、河流或建筑物时，不宜开挖，采用顶管施工；（2）街道狭窄、两侧建筑物多时，开挖施工安全隐患大，可采用顶管施工；（3）在交通量大的市区街道施工，管道不能改线、又不能阻断交通时；（4）现场条件复杂，与地面工程交又作业，相互干扰，易发生危险时；（5）管道覆土较探，开槽土方量大，并需要文撑时。
另外，顶管技术适用土层很广，特别适用于黏性土、粉性土和砂土，也适用于卵石、碎石、风化残积土等非黏性土，对淤泥、沼泽地及岩石不适用。
2 顶管技术的工艺流程设计
2.1穿墙
穿墙施工中，应按步骤首选将穿墙闷板启开，并把工具管从井内顶出来，随后需设置穿墙止水设备。
为确保施工质量符合规格和相关标准，需特别注意控制好以下施工环节：为了防止施工环境中各种水源对管道施工造成影响和带来麻烦，应在穿墙管道内填封好填充料，一般情况下，填充料多选用低强度的水泥粘土拌合土或者其他材料，以确保管道内密实。还有，为避免穿墙孔部位出现强度不足，应在穿墙操作之前，在穿墙管的外侧进行注浆固结等相关工序；最后，在推入人工管的时候，一定要动作迅速快捷，并且保证穿墙发水设施的工作性能良好。
2.2顶管出洞
顶管出洞其实是顶管机头和第一段顶管顶出后进入土体的过程。先是在下管前，对所有管材进行检查是否有破损或是裂缝。在施工的过程当中应当给顶管设立一个初始角度以弥补出洞时产生的偏差或是使用主顶以纠正偏差。顶管出洞是顶管工程中极其重要的一个环节，需要严格把关。可以在出洞的端口设立一些检查装置，并增加端口的强度。
2.3注浆减阻
注浆减阻主要是在顶管施工的过程中采用压注触变泥浆的方法来有效地填充管道周围的空隙，在形成泥浆保护套之后实现地层支撑的目的。在注浆过程中，在顶管机头尾部进行压浆操作，在管道外部逐渐形成一个泥浆套，可以减低施工操作过程中的阻力，有效利用泥浆套的支撑作用，从而防止地面出现沉降，并且有效降低管体顶进时受到的摩擦力。
2.4安装胀圈
在进行顶管的过程中，为了导向需要在接口处安装内胀圈，并且要对准接口的缝隙，按照牢靠，从而通过调整螺栓，使胀圈与管壁紧密相连，因此，在顶进的过程中，可以随时检查和调整。
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2.5纠偏
在施工时，由于受力不均匀，可能会导致顶管的位移和偏差。此时就需要对顶管进行校正。当发现顶管偏差大于10mm时，就要进行校正。校正的原则是多次校正，小力度校正。纠正是利用后部设置的纠偏千斤顶进行的小力度调整，可以使机头的位置发生改变，从而使顶管按照工程设计按照预想的情况完成。当在多个方向上都发生了偏差的时候，应当分方向进行调整，优先调整偏差大的一方。但是有时候会因为力矩过大而产生了校正过分的情况，在进行纠偏时应当根据已有的方法实际的进行校正，不能够根据臆想猜测进行校正，导致工程的失误。
3 市政给排水工程中顶管技术的应用及要点
3.1工程应用案例
东莞市市区污水处理厂及截污管网三期工程截污三标（鸿福河、新基河、圳头新邨、周溪系统），本工程设计管道总长29.735km（含预留管和截流管），其中明开挖管道长度为21.094km，顶管为8.641km。管径一般DN300mm~DN1000mm，管材主要采用聚乙烯塑钢缠绕管和钢筋砼顶管。顶管主要分布在新基河系统和鸿福河系统中，管道埋深大约在2.03m~9.48m之间。顶管管段顶进方法采用泥水平衡法。
本研究选用了清远市东城教育路建设工程项目。东城路教育路，东西走向，总长3066米，其中有长740米（道路桩号K2+320～K3+060）的DN1200的污水管道埋深在7.5米左右。参考工程地质勘探报告，且考虑污水管道较大的埋深，在本工程设计中，从技术要求、实施安全性以及经济性等多角度对比了深基坑开挖（拉森钢板桩支护）和顶管施工，最后选用了顶管施工技术。顶管管材为Ⅲ级钢筋混凝土管，选用钢承口作为接口形式，顶管的工艺为土压平衡的顶管掘进法。
3.2 顶管技术要点
3.2.1顶管施工的准备阶段
准备好施工设备及材料，并对施工环境进行设置。据顶管施工现场具体情况采取合理有效措施，对顶管施工进度进行合理控制、掌握。在市政给排水施工中，将工作井内各设施准备齐全，确保辅助顶管工作机器不存在问题，以免故障时影响顶管施工的进度。同时，将安全意识放在首位，注意施工操作的安全，积极采取保护措施针对易出错的地方进行合理可靠的预防。在顶管进出的过程中，及时将问题妥善处理，避免对施工环境产生不良影响，比如泥土流失等，所以，需在工作井的洞口采取有效措施进行防治。
3.2.2顶管井
顶管井在施工中较常用，大多采用如钢筋混凝材料等较为结实的材料进行应用，能够一定程度上保证建筑物牢固。工作井形状各异，并且具有较为繁多的种类。不同形状的工作井，其结构的受力情况也各有不同。因此，要在实际的施工过程中，对工作井进行合理布置以改善工作井结构的受力情况。另外，为施工完成后检测各方面的情况，施工过程中要合理设置接收井和顶进井，从而为保证施工质量奠定基础。
3.2.3工作坑
工作坑的处理需对工作井的具体情况进行检测。采用先进的检测仪器，进而具体情况具体分析，实施可行方案，通过多种机器设备相互配合，开挖基坑机器和管线设备协调配合从而有助于处理好工作坑。对于需要预先进行铺层的施工地点，若要巩固好地基，砂垫层极为重要，实施过程中各项步骤都要严格按照工作 流程进行。处理好井壁以及沉井钢筋接触点的焊接问题，严防由焊接不牢靠造成的安全问题出现。
3.2.4管口防水
保证顶管道正常作业，需要在工作井口预留一个跟管口相比较大的口，当市政给排水工程完成以后需要对原先预留的洞口进行封闭，这样不会影响管道的工作。也可以在其他施工中应用洞口防水的方法，这样可改善施工对环境的影响，在顶管作业中，进出洞流程非常重要，这个环节出现问题对整个施工都会造成很大的影响。
4 总结
综上所述，顶管技术作为市政给排水施工过程中一项重要技术，在其中发挥了十分重要的作用，顶管技术属于一项复杂、繁琐的力学技术，这项技术不仅能够提高市政给排水施工的整体工作水平和质量，同时还能缩短工期，节约施工成本，从而减少给城市带来的负面影响。要想使顶管技术在市政给排水施工中得到有效应用，需要从顶管技术在市政给排水施工中前期准备、设置工作坑的安全位置、市政给排水设备安装、顶管技术的管道防水措施、障碍物清理方法、采用泥浆浇灌技术等几方面入手，做好顶进工作规划线路、出洞程序严格控制、设置相关监测系统等工作，只有这样才能将顶管技术更好的应用于市政给排水施工中。
参考文献：
[1]田野.关于顶管技术在市政道路污水管道施工中的研究[J].工程技术，2016
[2]李成望.关于顶管技术在市政排水工程中的应用探讨[J].建筑科学，2012
论文作者:徐宏平
论文发表刊物:《基层建设》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/7
标签：顶管论文; 技术论文; 市政论文; 管道论文; 给排水论文; 穿墙论文; 工作论文; 《基层建设》2017年第27期论文;