摘要：近年来，随着我国市场经济的快速发展，城市公路建设规模不断扩大，日益提高的道路等级使开槽埋管施工工艺无法满足当前公路性能需求。在城市道路建设过程中，顶管施工作为一项复杂的非开挖技术，不但具有较快的施工速度，而且可以保护地上建筑和地下各种管道不受破坏，其经济效益和社会效益显著，所以受到大多数施工单位的青睐。本文主要围绕顶管施工技术概述，重点分析了顶管施工准备工作和施工工艺，以期能为有关方面需要提供借鉴和参考。
关键词：顶管技术；城市；应用
引言
顶管施工技术，作为一种非开挖技术，能够更好的保护城市环境和地面的完整性，并且避免延误正常交通，因此被目前大多数的市政建设企业所广泛采用。但是很多市政建设企业并没有对顶管施工技术做到全面的了解和掌握，从而导致顶管施工技术在应用之中存在各种问题，从而无法发挥出顶管施工技术的优点，对此要加强对顶管施工技术的掌握，从而保证市政工程的高质量施工。一方面，政府的资金压力越来越大；另一方面，运用开挖道路的方式进行排水、煤气、供暖等设备的安装和改道会对当地居民造成困扰，民生问题越发严峻。面临设施建设与经济发展、人民需求的多重矛盾，传统的开挖路道的建设方式已经不能适应社会发展的需要。
1 顶管技术概述
中国发展的这几十年来，政府也在一直尝试解决城市建设中存在的各种问题。当前，应用较为广泛的就是顶管技术。这种施工方法已经从几大城市的试行转到了各个城市的建设当中，它的优点也是有目共睹的。经过长时间的实践与发展，顶管技术已经被应用于各个领域各个地区，并且取得了一定的成效。最明显的一个例子就是“西气东输”工程中顶管技术的运用，不仅提高了施工效率，减短了施工的所需时间，也减少了对居民的影响，实现了真正的利国利民。
所谓的顶管技术就是借助主顶油缸和管道间产生的推力，将工具管或掘进机从工作坑内吊起的一种技术。这种技术需要穿过土层进行施工，但是又不需要开挖路面，实质就是一种用测量、探测等方式计算出土层内部的情况进行施工操作的一项技术。这是一种非开挖的敷设地下管道的施工方法。它的整个施工流程如下：施工前对施工地点的土质、地下环境、周边环境进行详细调查；进行现场测量、放线，以数据的方式对坑内情况进行更加详细的了解；开挖建筑工作坑和接收坑，进行坑内的设备安装，出洞，顶管顶进，顶管出洞，接收，液浆置换，拆除设备这样一个大致的流程。
2 顶管施工的优点和不足
熟悉顶管施工技术的人都知道，顶管施工的技术要点就是在于纠正管子在地下延伸的偏差。与顶管施工相对的是开槽埋管。与开槽埋管相比较，顶管施工有着以下几个优点。
第一，开挖量少，工程量小，相对安全。由于顶管施工只需要开挖工作坑和接收坑，与开槽挖管的方式比起来所需要的面积较小，也比较安全。对于居民的影响小。由于不影响路面设施，对于交通的影响也较小，一般不用采取车辆改道的方式。
第二，所需要的施工人员相对较少，工程量小，路面所需要挖的面积小，工程造价也比较低。而且施工效率也比较高，提高了施工的文明度。
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第三，就从施工的面积、工程量来看，顶管施工更加适合大中型管径的非开挖铺设，这样的技术运用能够降低整个工程造价，省时、高效、安全，而且不用进行房屋拆迁。与开槽施工相比，顶管施工更加人性化，也更加环保。如今这种顶管施工技术在我国应用得十分广泛，尤其是沿海经济发达地区。不仅如此，顶管施工技术也被广泛用于城市建设中，如排水管道、天然气管道、石油管道、通讯电缆设备等等，都完成了非开挖的管道铺设，给城市建设带来了巨大的经济和社会效益。
但是与开槽挖管的方式相比，它也存在一些不足之处。比如顶管施工对技术要求比较高。由于地底的情况绝大部分是靠观察检测的方式得出来的，很容易产生偏差，造成安全隐患，也容易导致管道铺设不均匀而发生地面沉降。由于曲率半径小，多种曲线容易组合在一起时，施工就非常困难。而且就当前中国的顶管施工技术，虽然已经开始全面推进应用，但是相对于日本、德国等发达国家来说，还是有一定的差距。要想使得这个技术在城市建设中有更大的发展空间，不仅要全面普及这方面的知识，更要通过科技创新将这一技术进行不断的完善。
3 顶管技术的具体施工方法及过程
在这里，笔者就拿“开挖新河道”这样一个施工过程为例子进行详细叙述。
首先，要先进行施工点土质，周边环境的考察才能大致了解这个工程是不是适合进行顶管技术的运用。这个新河道开挖的主要目的是为了从两千米处引入活水。由于这个开挖地点居民很多，并不适合用直接路面开挖的形式，而要采用地下开挖引水的方式。在确定了这样一个顶管施工的方式之后，需要去通过测量的方式了解被引水的河道、引水的河道的基本情况，包括河底高程、水位、管子底高程、需要输送的水流量、管径。管径d=√4Q/πV。（Q―设计流量（m3/s）；d――管径，（m）；v―管内流速，（m/s））。在顶管技术运用过程中，对周边环境的考察以及相应数据的计算是根据实际情况的不同各有侧重的，在这样的案例中使用这样的方法，但是在其他管道设施的安置中，需要结合当时的具体情况进行更加具体全面的考察。笔者在这里也不再详细展开一些数据计算了。那么在计算基本数据之后，工程就要进入工作坑和接受坑的开挖阶段了。
所谓的工作坑，就是指工作时使用的主要场所，包括安放所有的顶进设备，顶管掘进饥或工具管等。同时，它又是承受主顶油缸反作用力的构筑物。接收坑则是接收顶管掘进帆或工具管的场所。相比较而言，工作坑比接收坑尺寸更加大，也更为坚固、可靠。说到底，这都是由于它们的功能不同所决定的。钢板方形的工作坑和接收坑是较为常见的，这是因为相对于其他材料和其他形状而言，其成本相对较低，建筑施工速度较快。开挖好工作坑和接收坑之后，就是进行设备的安置。
值得注意的是，由于整个过程都是在工作坑内完成，工作坑的建筑材料和厚度也显得十分重要，一般设500mm以上的材料墙。这样可以使主顶油缸的反力均匀地作用在后壁墙上。同时，油缸和后壁墙之间应该增加一些介质以保证施工的安全性。这些介质最常见的就是具有一定厚度的钢结构件。在确保之前的工作已经全部实施完全之后，便可以进行坑内及坑上的各种设备安装工程。当然整个工程并没有结束，只有出洞成功了，顶管才算成功了一大半。很多人在施工的过程中往往忽略出洞的环节，认为这是轻而易举的事情。但实际上，出洞是一项艰巨并且重要的任务。最主要的原因是，它的危险系数相对较高，很容易由于数据的偏差或者一时疏忽而酿成悲剧。
其实大家都有这样的经验，就是在实际操作过程中，其实大多方向和高低偏差在出洞时就已形成。但是尽管如此，在出洞时也不可以大意，务必要小心操作。通常，我们把出洞后5m-10m以内的顶进称作为初始顶进。在初始顶进时，我们需要注意的是，应该尽量少用纠偏油缸校正，在这样的情况下来保持高低、左右的准确性。同时要加强测量工作，这样的测量可以运用多种方法，尽量避免单一化测量，以保证数据的准确性。如果在操作过程中发现一点误差，就要及时进行校正，在校正时尽量采用挖土来校正。同时在出洞时，我们也要防止发生有害气体的中毒现象、涌水现象等等。
结束语
总之，顶管施工技术对于城市建设来说还是利大于弊的，它对城市建设、经济发展、人民生活质量和水平的提高都是有着不可磨灭的积极作用，而且相对于传统的技术而言，它已经在技术上完成了一个飞跃。至于其在实施过程中的一些弊端，可以在日后的不断推广发展中逐渐完善。
参考文献
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[2]董晓勇，徐继锋. 大直径顶管在城市建设中的应用[J]. 山西建筑，2019，29：139-140.
[3]张海燕. 顶管施工在工程中的应用[J]. 中华建设，2014，02：142-143.
论文作者:张茂
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年16期
论文发表时间:2019/11/4
标签：顶管论文; 开槽论文; 技术论文; 施工技术论文; 方式论文; 工作论文; 出洞论文; 《建筑学研究前沿》2019年16期论文;