兰州市城市建设设计院珠海分院 广东 珠海 519015
摘要：给排水管道系统对城市建设及发展而言极为重要，许多城市逐渐认识到给排水管道系统的重要性，将给排水工艺设计与应用作为市政工程中的技术关键。本文首先就给排水管道顶管工艺进行分析与阐述，进而探讨给排水管道顶管工艺的设计及应用策略，以期进一步提高顶管工艺的应用效果，为市政给排水管道系统的建设提供技术支撑。
关键词：给排水管道；顶管工艺；市政工程
前言
给排水管道是市政给排水系统的重要组成部分，也在城市施工作业中占有较大比重。近年来，城市内涝现象屡屡出现，对城市居民交通出行造成影响，也在很大程度上造成较大经济损失。另外，城市的不断发展，对于水资源的需求也在不断提升，这种情况下，城市市政给排水系统受到广泛关注。
1顶管工艺设计
给排水顶管工艺就是一种不开挖或少开挖的施工工艺，该工艺的应用可有效避免开挖施工中对于城市道路及建筑物的破坏与影响，缓解施工地段交通堵塞问题，可有效稳定土层，避免环境的破坏。给排水顶管工艺的有效设计与应用，可很好地降低工程对于城市环境、城市交通带来的压力与负担，减少工程开挖、工程填方及基础设施完善等方面的经济成本，提高顶管施工工艺的经济价值。
所谓顶管工艺，就是利用工作坑，采用顶进机械的推力，按照一定角度将给排水管道顶入土壤中，进而进行土方运输。在工艺应用中，每完成一节管道的顶进之后，才能进行下一节管道的顶进施工。顶管施工工艺的应用重点在于，对地下管道延伸路径的偏差加以纠正，尤其是某些大型或中型管道在铺设中，可充分利用顶管工艺的优势，减少管道变形，降低工程综合造价成本。顶管工艺的有效应用，可支撑工作管道在地下直线甚至曲线穿行，可有效规避地下管道及其他障碍物。顶管施工工艺的有效应用，可减少资金费用的投入，只需要投入一定的建筑材料及施工设备，可减少工程开挖工程项目施工的成本投入，提高工程施工安全系数，保障施工安全。
2顶管工艺设计及应用措施
某城市主干道整体长度为673m，红线宽度为40m，该道路现状为混凝土路面，交通非常繁忙，若开挖施工，将严重影响道路交通。本工程污水管周边也靠近现状建筑物，周边地下管线有给水、电力、通信等管线，且需穿越现状箱涵。在给排水管道工程施工中，要有效减少由于施工作业对道路交通造成的影响，拟采用顶管工艺进行施工作业，在施工中拟采用钢筋混凝土Ⅲ级管材，管径1.5m，管长296m，工程施工埋设深度在6~7m之间。
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2.1顶管工艺的注意事项
市政给排水管道顶管工艺的应用过程中，超出封门之后，立即对工具管进行土层切入，在这一过程中，应当保证管路方向及路径的精准性，并及时对管路进行测量与纠偏操作，当管道顶进距离在5~10m时，出现超出允许误差的顶管偏差，则应当立即进行纠偏。在工程施工中，当工具管进入土层之后，应当有效处理管端，应当注意以下问题：（1）工具管及管端在进入接收井时，应当对管道设置相应的枕垫；（2）在工作井中，如果管道管端超出工作井，则应当将其露出长度控制在0.5m以下；（3）顶管工艺应用中，需要采用挤压式施工，在实际施工作业中，应当严格控制顶进长度，按照车斗容量、起吊能力、运输能力等因素进行合理考量；（4）当对工具管进行顶进施工之初，以及工具管顶进施工接近完工时，为控制工具管施工尺度，可采用人工挖掘施工工艺进行操作；（5）顶管施工中，需要严格避免工具管转动的情况发生；（6）工程管道顶进需临时暂停时，应当确保管道管口全部切入土层，顶管施工结束之后，要求对管道衔接位置间隙加以有效处理，在这一过程中，应当严格按照工程设计与技术规范进行有效处理。
2.2管道施工管线的设计
顶管施工的管线设计过程中，需要对顶管施工的基础性地位加以了解，充分明确工程周边情况的前提下，合理给排水管线结构及施工方法，需要对施工现场的地质情况、水文情况及地下水分布等实际情况加以全面调查，在实际的管线设计中，需要从尽量减少对城市交通运输情况造成干扰的角度加以探讨。管线设计之初，需要对工程现场实际情况进行全面的、深入地测量与调查，主要测量设备可采用激光导航定位系统，结合摄录设备进行全程监督。在给排水管道施工中，主要采用土压平衡式管道敷设工艺，通过这种工艺以减少对于地表环境的干扰与影响，压缩土壤干扰范围。管道的顶进，需有效减少土层破坏，在必要情况下，可对土层进行修补与完善，避免由于土层损失而导致管道铺设稳定性受到影响。管道顶管工艺应用中，需要进行全程监控与有效测量，记录相应信息，为后续施工及维护提供参考依据。
2.3合理选择管材及接口
顶管工艺的应用中，需要保证顶管间距及覆土设计的合理性，应当从以下方面入手：其一，充分考量顶管工程施工中，为有效减少工程管道之间的相互影响，需要对管道净水平间距与净垂直间距加以充分考量，通过合理控制管道间距，有效避免地面沉降，减少工程管顶覆土层厚度。一般来讲，应当将覆土层厚度控制在管道外径1倍以上，保证覆土层厚度在2m以上，在不稳定土层中的覆土层厚度进行控制，使其超过管道外径的1.5倍，保证覆土层厚度在超过1.5m；
其二，对当前城市道路环境下，工程施工对当前市政管线影响加以考量。该工程采用1.5m管径的管道进行顶管设计与施工作业，所选管道管壁厚度为0.15m，在实际的工艺设计及施工作业中，应当充分考量工程技术规范与地下管线分布及施工作业的实际要求，将顶管间距控制在3m左右，将工程覆土层厚度控制在5~5.5m之间。工程顶管工艺的应用，所选用的管道材质主要为钢筋混凝土材料，管道管径为1.5m，所采用混凝土材料强度等级为C50，充分发挥管道的密实效果与防水价值，提高管道的抗渗等级。在这一过程中，需要有效控制管材质量，确保给排水管道可充分满足现行技术规范与技术标准的实际要求，并采用F型钢套环作为管道接口。
2.4推力计算及管井构造
在顶管工艺中，为有效保障顶管深度及顶管方向的合理性，应当对顶管工艺的推力进行合理计算，顶管推力主要是指管道在顶进过程中所受到的阻力，包括初始推力及摩擦阻力。在实际的工艺应用中，给排水管道推进会受到土质、工艺、力度、管道弯曲水平等因素的影响，其中，管道材质、千斤顶、座墙设计等，都会受到推力影响，因此，在实际的顶管施工之前，就需要对推力进行计算。
顶管工艺应用中，顶管井包括工作井与接收井，前者又可以分为单孔井及单排孔井，单孔井有圆形孔井、方形孔井及矩形孔井，单排孔井通常为矩形，井的形状不同，顶管井结构的性能就有所不同，以圆形结构为最佳，其次为方形结构。工程施工作业中，需要将工作井与接收井进行分开设置，并设置一定的间隔，保证间隔合理的前提下，对检查井加以优化设置。
结语
随着市政给排水工程施工水平的日益提升，顶管施工作为一种高效、经济的管道施工技术，可有效减少对于周边土壤结构、建筑工程及城市道路的干扰与影响，在实际的施工作业中，需要充分明确顶管工艺的注意事项，保证管道施工管线设计的合理性，选择恰当的管材及接口，并做好推力计算，合理设计管井构造。
参考文献
[1]杨乐.市政排水管道顶管工艺的设计和应用研究[J].智能城市,2016,2(08):89.
[2]边喜龙.市政排水管道顶管工艺的设计和应用探讨[J].科技传播,2015,7(24):30+43.
论文作者:倪洪诣
论文发表刊物:《防护工程》2018年第33期
论文发表时间:2019/2/21
标签：管道论文; 顶管论文; 工艺论文; 给排水论文; 作业论文; 土层论文; 管线论文; 《防护工程》2018年第33期论文;