摘要：随着城市建设发展，市政工程项目不断增加，市政给水管道开挖施工成为工程施工难点，顶管施工技术由于施工对周边环境影响小，应用越来越广泛。本文着重根据实例分析市政给水工程在顶管施工常遇到的问题及处理办法。
关键词：给水工程、顶管技术、常见问题及处理
随着社会经济的发展和城市的建设，交通越来越拥挤和堵塞，市政管线也更加的复杂，市政管道采用开挖式施工难度越来越大，在综合考量后，顶管施工作为一种非开挖施工方法，在市政管道施工中得到更广泛的应用。
顶管技术是一种非开挖技术，由于不需要进行地面开挖，非常适用于城市内管线复杂，拆迁难度大；交通繁忙，难于实施开挖施工的市政工程中，对城市周边环境影响降低到最小程度，具有开挖式施工无法比拟的优势。
1、顶管施工的优势和缺点
顶管施工技术具有以下优点：1、施工占地面积小，主要是顶管井和接收井。2、周边环境影响干扰小，噪音小，不干扰居民正常生活。3、地面活动不受施工影响，不用封闭交通。4、基本不影响原有市政管线（给水、电缆、通信等）使用，不需要进行迁改。
顶管施工技术的缺点：1、施工前必须对当地的地质条件和水文环境进行详细的调查工作和分析研究，对地质条件要求较高。2、对原有市政管线做好详细的物探工作，特别是管线的埋深。3、施工难度比较大，技术要求高。4、造价相对较高。
2、顶管技术在市政给水工程中的应用实例分析
2.1工程概况：某市给水管改造工程，管道总长约6950米，设计给水管管径为DN800～DN1000，其中开挖施工管长约为5150米，顶管施工管径为DN800，长度约1800米。顶管段紧贴路侧，边上有大量房屋，管道埋深约为5.8～8.3m，路面下埋有雨水、污水、燃气、电缆等其它管线。
2.2 开挖埋管和顶管的比选：
开挖埋管管道埋深约为0.7m，采用拉森钢板桩支护，顶管施工管道埋深约为5.8～8.3m，从造价比较，开挖埋管的造价更低，但由于项目位于城市中心地段，部分路段靠近建筑物，路面管线复杂，迁移难度大，交通封堵影响比较大，因此在综合考虑下，在开挖埋管影响大，难以实施的地段采用顶管施工。
2.3 顶管的前期准备
2.3.1 设计阶段：前期地勘
为保障顶管施工能顺利进行，在前期地勘中，明确要求：1，摸清地下管线的管径，埋深等，设计埋深要有足够的安全性。2、计划顶管段的勘察孔加密布置，间距为100m。
2.3.2 施工阶段：
DN800顶管段工作井尺寸7000X4000（mm），接收井尺寸4000X4000（mm），逆作法施工。由于井位尺寸，加上采用泥水平衡法施工，占地面积比较大，工作井位置选址是重点。联系各管线单位进行交底，位于井位的管线需要的进行迁移，与管线形成交叉位置是否高程会冲突。另外，在重点地段，委托第三方实施监测，防范深基坑施工安全和对周边建筑物的影响。同时在招标文件内明确要求施工单位根据勘察报告预测地质风险，根据需要自行补充勘察。
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2.4 顶管施工中常遇见的问题和解决
2.4.1 开天窗法：
在工程施工中，多次遇到需要开天窗的方式进行处理。此法常用于故障位置上方地面具备施工条件，可以开挖作业。
2.4.1.1 在GS29工作井向GS27接收井顶进中，在桩号K1+334处遇到岩石无法顶进，从顶管机头排出的石渣初步判断是孤石。经过开天窗开挖，发现原来是一处基坑岩石，由于地处城市中心，最后采取静爆方式处理后继续顶进。
2.4.1.2 在GS47工作井向GS45接收井顶进中，在桩号K3+118处，发现机头无法顶进，检查顶管机头，发现机头被纤维管丝缠绕，进退不得。由于位于道路转弯处安全岛，无法大范围开挖，采用钢护筒开挖作业，挖到机头后进行清理。
“开天窗法”通常是顶管施工技术人员首先所考虑到的一种简单、节省而又行之有效的补救方法。然而，由于受地理条件和地质情况限制，采取其他处理对策更为有利。
2.4.2 逆向顶进法：
在地面开挖无法处理问题的情况下，通过加固接收井，从接收井反向顶进，接通已顶进管道的方法。
2.4.2.1 在GS43工作井向GS45接收井顶进中，在桩号K2+698处，发现一移动通信发射台，其混凝土基础深入地下，与顶管路径发生冲突。由于移动通信发射台迁移难度大，费用高，经过商讨，决定采用逆向顶进法，加固接收井，将GS45接收井调整为工作井，同时在桩号K2+682和K2+715处采用开天窗法将顶管机头取出，该段采用开挖埋管方式绕开发射台连通。
2.4.3 调整顶管埋深法：
在地面不具备开天窗法解决，逆向顶管也无法解决顶管故障的情况下，通过调整顶管的埋深，避开障碍物的方法。一般适用于遇到孤石无法破除的情况。
2.4.3.1 在GS29工作井向GS30接收井顶进中，在桩号K1+496处遇到障碍，经查阅地质勘察和历史报告，初步判断是抛片孤石，采用慢磨的方式顶进，无法穿透。由于故障位置位于机动车道下，经过多方协调封闭部分道路后开挖，发现下方汇集了DN1200雨水管，国防光纤，高压电缆，电信排管以及DN800给水管，管线相互交叉，无法开挖至故障位置。经过专题会议讨论，将工作井和接收井井底标高下调，管道埋深下调1m的情况下，重新从GS29工作井开孔顶进。为了验证顶进的可行性，在设计埋深通过拖管方式试行顶进，看是否还发现障碍物。
调整顶管埋深的方式难度比较大，涉及管道埋深是否与其它管线是否相交，同时，要对工作井和接收井进行调整，破坏井的结构，一般不轻易使用。
3、结论与体会
目前在市政给水工程中，顶管施工技术的应用是越来越广泛，特别是城市内征地开挖困难，交通繁忙，或者过河管等，由于其对周边环境影响和破坏小，从社会效益方面有着其他施工技术所无法比拟的优势。为了减少后期施工中遇到的困难，采用顶管施工技术时，有必要在前期勘察设计阶段多下功夫，摸清地下管线情况，加密勘探孔，减少施工中的风险。只要严格依据标准进行施工，提升市政给水管道的施工质量，顶管施工技术将迎来更加广泛的应用前景。
参考文献：
[1]于革 浅谈顶管施工技术在市政给排水工程中的应用[J].科技创新与应用 2014（21）
[2]王兆铨 毛志鑫 几种常见的顶管施工故障及其对策[J].非开挖技术 2006（5）
论文作者:李伟旭
论文发表刊物:《基层建设》2017年第10期
论文发表时间:2017/7/27
标签：顶管论文; 管线论文; 市政论文; 管道论文; 工作论文; 机头论文; 给水管论文; 《基层建设》2017年第10期论文;