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摘要：随着城市基础市政工程建设的不断发展，地下空间的开发项目越来越多，地下工程建设实施的难度不断加大。顶管施工技术的优越性越来越突出，在市政管网建设中，采用顶管施工技术，能够有效地降低对附近城市构筑物和道路、管网的影响，取得安全、环保、高效、经济的效果。本文对顶管技术在市政工程的应用中的相关问题进行探索和分析。
关键词：顶管市政工程施工技术
1、顶管施工技术与传统市政工程技术的区别
传统的地下网管铺设和顶管施工技术的区别：简单的说传统的地下网管铺设，需要在路面挖槽埋管，这样做所带来的后果就是，路面会受到不同程度的破坏，一方面使路面的状况变得更差，破坏路面结构，另一方面对于行人而言，也是极大的使他们出行不利，甚至会给行人带来生命危险，特别当暴雨等恶劣的天气来临时。而顶管施工技术则有效的避免了传统的地下网管铺设的弱点，它所采取的方式是指，利用现有的地下管道进行整合，有效的利用原有的管道，做到经济、环保，而且能够降低噪声，对于减轻对城区交通和环境的干扰和破坏有着至关重要的作用。这也是在不断的学习外国先进的地下网管铺设之后，我们国家才逐渐的领悟到顶管施工技术在市政工程中的魅力。不仅如此，随着我国城镇化的水平日益加深，城市人口比重的不断上升，对于城市的要求也在进一步的提升，这样的优点使得顶管技术在建设和维护城市的基础设施时有着不可替代的作用。同时，顶管施工技术在市政工程中的应用范围广泛，
不论是在繁华的路段，还是其他一些特殊路段（比如对管道线复杂的旧城区的改造、受国家保护的文物博物馆等），顶管施工技术都能够进行有效的施工作业。能够应对多种路段，让其成为近年来的大热门。
2、顶管技术
一般情况下，顶管施工管道埋深平均深度在9米左右，主要利用主顶千斤顶及管道中继间千斤顶的推力，将管道从工作坑内穿过涂层一直推到接收坑，同时，将紧随工具管或掘进机后的管道埋设在两坑之间。分为人工顶管、机械顶管、水射流顶管、挤压顶管等四大类，工作中根据管径、土层状况、管线长度、技术经济性来选定。
顶管施工一般分为以下几个方面：
人工机械顶管—开放式顶进。成本低，对土质要求相对高。
泥水平衡顶管—成本高。速度快，对土质要求不高。
土压平衡顶管—类似于人工机械顶管
气压平衡顶管—
水力机械机管—
以上顶管施工方法，常用的是人工机械和泥水平衡顶管。
3、顶管管道整体受力情况
在市政给排水管道施工中，要考虑管道的土压力情况，要根据具体的情况分析管道施工方案，保证各方面的施工要求。土压力受到很多因素的影响，例如管道的材质、工作环境、施工操作等。下面介绍三个不同国家规范的土压力的具体情况。（如图1所示）
从这个图可以看出，土压力有不同的类型，不同类型的规范不一样，例如垂直类型采用均负荷假设方式。在计算土压力时可以采用很多方法，这些方法都具有各自的特点，需要综合比较才能判断哪种方式比较适合。
4、顶管技术在市政施工中的应用分析
4.1顶管施工的准备阶段
（1）做好设备、材料的准备、施工环境的设置等工作。可以根据顶管施工的现场情况采取有效措施，严格控制施工进程。在市政给排水施工中，工作井内施工设施要准备齐全，各种帮助顶管工作的机器要保证没有各种问题，还需要注意各种操作工作的安全。
（2）注意安全问题，如施工人员的生命安全，施工操作工作的安全，设备运作的安全。针对容易出现错误的地方采取保护措施。在顶管机进出的过程中，有的问题没有处理到位，可能对施工环境造成影响，例如泥土流失，这需要在工作井的洞口采取有效的防治措施。
4.2顶管井
顶管井分工作井与接收井两种，但是顶管井有很多的分类，通常而言，我们一般使用钢筋混凝土结构。在实践中，工作井的结构形式通常有单孔井和单排孔井，这之间的区别是，前者有多种形状，如圆形、方形、矩形等，而后者的形状就没那么多样化了，我们更常见到的是矩形，但是我们必须了解到，这样的多元的形状肯定有其不同的含义，那就是受力性能的不同，通常而言，圆形的受力性能大于正方形和矩形的受力性能。
4.3顶力及管材设计
顶力大小和很多因素有关，如土层的变化情况、是否有纠偏、采用设备的形式、机头的切削形式、采用管材形式、后靠背的刚度、工作井的形式、注浆的压力、顶进速度等。实践证明，现行考虑采用整体三维模型，考虑多参数系统来模拟顶管顶进过程中各结构的受力情况。关于管材设计，现行对于管材的配筋量、钢筋布置、砼的强度及端部的细部处理都区别于一般承受纵向线荷载的排水管道，一般可以按照轴心受压柱的考虑来设计管材，但是注意到顶管是需要纠偏处理的情况，必须考虑到管道的偏心受压及局部应力集中的情况而要预留一定的安全系数。
4.4关于出洞处和顶管机进、后靠土体的加固
顶管机出洞是顶管施工过程中极为关键的一个环节，所以需要利用高压旋喷桩来对后靠土体和进出洞区域的土体进行加固，从而有效的确保顶管机出洞的安全。同时还需要在工作井中提前安装好止水装置，这样可以有效的对避免施工过程中泥水的流失及触变泥
浆流失现象的发生。
4.5顶管施工的工艺
在进行顶管施工过程中，需要提前对管段内进行接收井和工作井的设置，将推力设备安装在工作井里，然后利用处于土体中导轨上面的顶管机头作为导向，向前推进钢筋混凝土管，利用工作井来运出前端的土体，从而有效的完成管道的铺设工作。
4.6关于顶管井的施工
顶管井分为工作井及接收井两类。但顶管井的结构是有多种类型的，通常我们采用的是钢筋混凝土等结构。而工作井的结构模式则分为单孔井及单排孔井。单孔井的形状有正方形、矩形和圆形等，单排孔井则大多都是矩形。
4.7顶管施工工序
（1）穿墙：将穿墙闷板打开，并将工具管顶出井外面，同时将穿墙止水装置安装好。施工技术及施工措施：在穿墙管里面进行填充和压实的纸筋粘土或者低强度的拌和土水泥粘土，能够起到临时性的阻水和挡土的作用；为了确保到穿墙孔外侧的距离在一定范围内，需要保证一定的土体的强度及稳定性；在日常工作井工具管进行穿墙之前，我们要对穿墙管外侧进行注浆固结；进行穿墙之前，要仔细分析可能出现的问题，并制定相应的处理措施；在闷板正式开启之后，要做到迅速推进工具管，同时做好穿墙止水工作。
（2）顶管出洞：顶管出洞是顶管技术中非常关键的一个环节，需要在顶管施工过程中给予充分重视。其是从工作井中顶管机及第一节管子从洞口封门后破出进入土中，这道工序极易发生事故，管线也易出现偏斜，所以需要做好工具管的调零工作，同时还要在工具管下面的井壁上做好支撑，避免下跌现象的发生，一旦出现下跌，则需要利用主顶油缸立即进行纠偏。
（3）注浆减阻：注浆减阻技术在施工中具有非常重要的意义，其主要是利用触变泥浆的压注，从而有效的填充管道周围的空隙，利用泥浆对其形成保护套，从而起到对地层的有效支撑，避免地面出现沉降，有效的降低顶进的阻力。压浆需要从顶管机关尾部开始，与顶进工作要做到同步进行，然后跟踪补浆时需要从混凝土管道的相关部位进行。
5、结语
随着顶管施工技术的不断完善，在我国的城市建设中起着越来越重要的作用。相信会有更多的市政工程会使用这一方法，从而提高市政工程的施工质量，这将成为未来市政建设的方向。
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论文作者:余赛赛
论文发表刊物:《基层建设》2016年7期
论文发表时间:2016/7/6
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