广州市自来水工程公司 510100
摘要：本文结合我国市政给水管道顶管施工技术应用的实际情况，对顶管技术在我国给水管道施工建设中的应用做了简单的介绍，并对市政给水管道顶管的施工技术进行分析。
关键词：市政给水管道；顶管；施工技术；注意事项
1 顶管施工概述
所谓顶管施工，就是利用顶进设备制造推力，让管道可以克服和周围土层之间的摩擦力，同时把管道依据设计坡度顶到土层里面，完成管道埋设工作。进行顶管施工的时候，必须利用中继间、主顶油缸以及管道间等推力，将工具管或施工掘进机往工作坑里面穿过土层推进相应的接受坑里面，然后在这两坑间把给水管道埋设好。顶管施工属于盾构施工后发展出来的地下管道施工技术，采用这种方法敷设管道的时候，不用开挖面层就可以顺利穿越建筑、道路以及铁路和河流，有效完成管线敷设施工。
2、顶管技术施工应用
2.1选择顶进管和顶进设备
要顶进管可以更好应对地质环境的腐蚀，通常将钢筋混凝土管为工具管，对顶进管进行设计制造的时候，必须进行应力验算以及配筋，确保顶进管所具有的强度以及韧性和工程具体设计要求相符。然后确定顶进管具体直径以及长度，通常应该首先按照工程具体需求确定其内径，然后综合考虑顶进管具体受力状况以及钢筋混凝土管韧性确定顶进管外径，通常其管径应该超过500mm，这样便于工人在顶管上进行作业。同时从理论上来说，顶进管长度应该越长越好，可是如果太长，在施工中出现路线偏移情况就很难恢复。此外，如果长度变长，回填、挖坑以及支护施工的成本投入也会增加，所以应该合理选择顶进管长度。
施工中采用的顶进设备主要有运土设备、千斤顶以及高压油泵等，应该依据工程具体需求以及顶进管规格合理选择设备规格以及所用的设备数量。
2.2顶管施工前准备工作
进行顶管施工前，需要做的准备工作有：布设弃土坑、自动控制室、管片堆场、料具间以及注水系统、拌浆棚和起重设备等。应该加固顶管进出洞位置和后靠土体，对后靠土体和进出洞区域采取高压旋喷桩加固技术，保证顶管机可以安全出洞。同时应该对工作井设置洞口止水装置，避免顶进管机进出相应的预留洞口使得泥水损失，并且要保持顶进中出现的触变泥浆。
2.3顶管井的设置
顶管井一般是指工作井及接收井，建筑结构多为钢筋混凝土结构，当土质条件较差时，可在井体内部布置径向支撑，防止出现孔体破坏或塌方。工作井按照结构布置的不同，可分为单孔井及单排孔井。单孔井截面形式可采用圆形、正方形或矩形，承载能力最大的截面类型是圆形截面，而承载能力最小的截面类型是矩形截面，而单排孔井截面形式则多选用矩形截面。应将工作井设置成与接收井间隔形式，并将间距设置成检查井的间距，这样以来，可将检查井的位置定在工作井及接收井的位置。在广州某市政给水管道的施工中，由于工程现场的地质条件较好，工作井可不采用钢筋混凝土结构，以降低工程造价，该工程工作井采取砖砌圆形倒挂井逆作法施工，工作井内尺寸直径根据顶管需要设置为4.3m，工作井井壁砖砌体厚度上部采取240mm，下部采用370mm。接收井内径3.5m，其余同工作井。所有工作井同时进行开挖、顶进，最短时间内完成顶管施工，以保证后续路基路面工程施工。
2.4顶管施工工艺
穿墙：打开墙闷板并将工具管顶出井外并安装止水装置的过程叫做穿墙。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆主要技术施工措施如下：（1）穿墙管内填夯压密实的纸筋粘土或低强度水泥粘土拌和土，以起到临时性阻水挡土作用；（2）为确保穿墙孔外侧一定范围内土体基本稳定并有足够强度，工作井工具管穿墙前，对穿墙管外侧采取注浆固结措施；（3）穿墙前对可能出现的问题进行分析并制定相应处理措施；（4）闷板开启后迅速推进工具管，同时做好穿墙止水。
顶管出洞：顶管出洞就是让顶管机和第一节管子从工作井中破出洞口进入土中的过程，在进行顶管出洞时施工人员要尤其注意避免安全事故发生，并注意管子不要因为受力严重出现问题。为了保证管子在出洞过程中不会出现问题，可以采用工具管来处理，另外为了确保出洞的安全，在顶进工作井、接收工作井外侧采用注浆加固对土体进行改良。
注浆减阻：为了减小管材与土壤的摩擦阻力，我们可以采用注浆工艺提高顶距，注浆减阻用到的主要材料是膨润土和水，当膨润土和水混合后，会形成凝状流动状态的润滑层，这种材料夹在管外壳和土壤之间能够大大降低管节的推进的摩擦阻力，从而提高管子推进距离，这种泥浆凝结后还能够有较好的稳定，对管壁还能起到保护作用，为了获得更好的减阻效果，我们还可以在制浆过程中加入例如纯碱、纤维素 CMC以及缓凝剂等材料。
顶进纠偏：当顶管位置偏移时导致管子不能合拢，需要进行纠偏，纠偏有超挖纠偏、顶木纠偏、千斤顶纠偏三种方法，超挖纠偏针对偏差为1 ～2cm 时可以采用，是利用在偏向反侧超挖形成阻力从而使管子回到正确位置。顶木纠偏一般应用于偏差大于2cm时，一般在超挖纠偏不起作用时也会使用这种方法，这种方法使用圆木或者方木一端顶在管子偏向的另一侧管壁上，另一端斜撑在垫有钢板或木板的管前土壤上，支顶牢固后则可以顶进，利用顶进时斜支撑产生的阻力，使顶管得以校正。千斤顶纠偏的方法与顶木纠偏方法相同，只是在顶木上用小型千斤顶强行将管慢慢移位校正。
3、顶管技术在市政给水管道施工中应注意事项
3.1做好地质勘查、保证顶管施工过程中土层稳定性
我国的城市多数都沿河而建，即便不在河边的城市也距离水系较近，因此市政给水工程的工程地质和水文地质条件沿管线变化较大，在进行顶管工程施工前，我们一定要做好工程地质勘查工作，确保顶管施工不会导致土层变化过大引发城市道路、建筑等地面工程出现损坏。对于可能在顶管施工过程中出现问题的区域，需要对其进行加固处理，以防止顶管施工过后地表下沉过大，造成地面沉陷、开裂给地表建筑带来威胁。
3.2做好顶管施工过程检测，保证工程人员安全
顶管施工时会穿过淤泥层，淤泥层的腐烂动植物会生产许多有毒气体，一旦这些气体随着工程施工扩散到空气中，会给施工人员带来直接的伤害，甚至直接威胁施工人员的生命，我们在施工过程中要做好工程检测，并及时做好通风，保证顶管施工操作过程中有害气体能够有效外排，确保施工人员的人身安全。
3.3做好地面勘探工作，避免工程施工给其他管线带来破坏
目前的顶管设备具有探查施工线路上是否存在障碍功能，但为了保证顶管施工不会给诸如通讯、电力、天然气等管线造成伤害，做好地面勘探工作仍然是必要的。地面勘探工作能够有效的预测出顶管铺设线路上所建设的管线类型，并在施工时对其他管线进行有针对性的避让或者技术处理，从而保证公众的正常生活不会受到顶管施工影响。
3.4根据工程地质及工程需要准确计算顶进推力，合理设计中继间
顶进推力计算是保证顶管施工能够有效开展的前提，我们在施工前一定要根据地质勘查结果并综合工程设计对顶进推力进行有效的计算，并根据计算选择合适的油缸类型和中继间的分布，另外我们还需要做好工作井的设计，并注意根据计算的最大定力做好工作井的加固工作，保证顶管施工能够安全、有效的开展。
4、结论
顶管工艺在市政给水管道建设中的具体应用技术可以对工程建设质量产生直接的影响，想要确保其施工质量，就需要在实际施工中合理应用顶管施工技术。市政给水工程属于一项非常重要的关乎民生的工程，而顶管技术的应用可以显著减少管道施工给城市造成的影响，所以，该技术的实际应用价值以及应用前景非常广阔。
论文作者:曾文重
论文发表刊物:《基层建设》2016年1期
论文发表时间:2016/5/19
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