刘宏涛 孙宇涛
西安市政道桥建设有限公司第一分公司 陕西省西安市 710014
摘要：随着经济科技的发展，市政工程建设不断增加，对地下管网建设要求不断提高，要求地下管网工程施工要减少对道路交通及周边建筑物影响，减少在地下管网工程过程中对周围居民生活的影响。顺应时代潮流发展，朝着社会要求的方向改变，必须要提高施工技术，下面本文研究的顶管施工技术在一定程度上有效地解决了这些问题。
关键词：市政工程；顶管施工技术；应用
引言
顶管施工技术具有一定的便利性，能够提高市政工程的质量与效益水平，规范市政顶管施工的过程，消除市政工程中的不利影响。市政工程顶管技术对每项技术都要实行质量控制，规避市政工程中潜在的工程缺陷，把控顶管施工操作的过程，规划好顶管施工技术中的要点，以便满足市政工程的根本需求。
1顶管施工技术概述
顶管施工技术是基于当前城市工程需求提供的新型市政管网施工技术。在技术落实过程中，不但能够凭借技术特性实现大规模操作的施工条件，从而在相对繁华等地段提供不影响地上功能使用的空间前提，同时更能够凭借技术优势为周边生活环境搭建完善的技术统筹平台，以便功能体系在日常运转过程中具备稳定性使用的基础，从而大幅度降低施工环境造成了的经济成本损失。其中，针对于市政工程体系的落实，应当基于施工环境、岩土质量、功能需求等环境展开综合分析，在确定土质环境稳定的情况下才能够确保整体功能落实情况完善。
2工程概况
本研究装选用的工程是处于某市的大渡口污水处理厂污水管网工程，在此工程中包含A线管网D1000-D1200，长度达3.68km，B线管网D600-D800，长度达1.28km，C线管网D800-D900，长度达3.39km，这三个排水系统它们的总长度为8.35km。在整个系统中A线路排水系统是最为复杂难做的，因为穿过重要的道路，穿过老城区和一些人口比较密集的地方。
3市政工程中顶管施工技术的应用
3.1顶管施工
3.1.1顶进技术工作井和接收井设置
在实际的工作井和接收井施工安排中要根据当时工程的特点，此次工程建设施工设置七个工作井和九个接收井，工作井和接收井主要是利用C30现浇钢筋混凝土矩形的井结构，再具体设置时保持工作井的内净空达到6.5m×5m，接收井的内净空达到4m×4m。而且在设置工作井和接收井的地方保证其地质条件稳定，处于地下水比较贫乏的位置，在开挖时从上到下分层施工挖掘，在管道进出的地方留有足够的余洞，挖完之后先用砖进行封堵后期再取出，避免出现意外情况，也方便了后期施工操作。
3.1.2地面设备顶进设备的选型和布置、安装
工作井地面设备选取上要利用顶管技术施工所需要的各种设备，例如，液压系统、配电站、倒装设备等。此次工程施工实践中主要是选取两台电动空压机（1m3和3m3）的及其作为气压系统设备进行空气的生产与压缩，然后把空气净化之后进行储存量足够多时在输入到管道中；在施工中用来洁净施工环境的鼓风机（5kW）设备主要是排烟和施工用气进而保障使馆人员的呼吸安全；对主顶和中继间的千斤顶提供运行的压力油主要是利用高压油泵、溢流阀、油管、控制阀和油箱等液压系统。选好这些设备还要对具体实际进行改变，此时把每个工作井中配备两台高压泵进行并联循环作业并且配备一套完整的压浆系统，压浆系统主要包括泥浆池、注浆泵、搅拌机、管道等，最后为工程建设施工的方面选用一台合适的门式吊机。
井内顶进设备主要是选取在此项技术施工中最重要的施工设备主千斤顶，根据当地的实际需要，测算出此项目需要2台2000kN油压的千斤顶进行作业施工，并且在布置时要左右对称，千斤顶的油程保证在1500mm，设备中的电动油泵要供给主顶油管，满足这些才能顺利进行施工。
3.2顶进施工
3.2.1顶管出洞
由工作井内导轨上将顶管机头向工作井前壁预留洞内推进，且由前墙穿过向井外土层内进入，该过程即被称为顶管出洞。作为整个顶管施工的重要内容，顶管出洞的合理控制，才保证顶管施工质量。根据施工现场实际情况，预留进出洞口选取地下连续墙预埋钢盒，且在洞口前与顶进方向相邻的连续墙外边线进行止水幕墙设置，其尺寸为厚2000mm、宽8000mm。
出洞前期，相比顶管附近摩擦力+导轨间摩擦力，顶管机正面主动土压力较大，这种情况下将有顶管机反弹现象产生，导致顶管前方土体产生坍塌质量问题，进而影响顶管机再次推进施工。基于此，需将一条工字钢分别设置到洞口两侧与地面平行位置，如主顶千斤顶即将回缩加顶铁时，需保证两条工字钢都能焊牢于第一个顶铁，随后进行千斤顶回收，避免出现反弹现象。
3.2.2长距离顶管施工的设计
顶进技术进行顶管施工在一定情况下需要考虑设计长距离顶管施工，这主要是管道受到外壁的摩擦力比较大机头前面土体压力作用比较大，而此时工作井内部的千斤顶推力没有那么大，这样就必须设置相关的辅助增加推理的系统。在进行一次性的增加推理的顶进长度计算式，推算公式为：N=（L×S×F+A）×K，取一定的相关值利用公式可以计算出本次施工中一次性的顶进长度，本工程中A线的一次性顶进长度最多为70m，而且由于在此线路管道中全线长度为1230m，应用顶进技术分设了7个工作井，所以在工程施工中必须要布置中继间来完成整个工程操作。
3.2.3中继间的设置
设置中继间，主要是根据工程实际需要的，中继间设置的主要作用是在长距离顶管施工中增加推力，此系统的主要构成主要是千斤顶组、壳体和千斤顶紧固件、承压法兰片和其他一些相关的液压系统，电气操作系统。详细的结构图如图1所示。
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图1中继间结构示意图
中继间推进的过程当中，最佳后支撑点的选择是后油压管道，使用中继间结构当中的千斤顶组来推进前半段油压管道，采用主千斤顶来对油压管道的后半段进行推进，每次推进的距离大约是30cm，在施工的过程当中，使用千斤顶组来对油压管道进行分段推进，可以实现长距离顶管的计划。在油压管道当中进行分段中继间安装，安装的具体位置需要由管道当中的阻力决定，安装位置在最前方的中继间在顶管的过程当中主要受到来自机头和管道外壁的阻力，应该为其储备足够的安全顶力。在经过精细的运算之后发现，每4000kN的推进力可以将特定段的油压管道向前推进70m，所以安装在最前方的中继间的位置应该在距机头20m的位置，其后的中继间相邻两个之间距离为50m。
3.3长距离顶管通风系统的设计
市政施工过程中，还应加强对通风系统的设计，确保相关施工人员的人身安全，确保整个工程建设安全进行。由于在进行长距离顶管施工过程中，管道的容量会受到一定的限制，再加上长距离的施工，顶进的时间相对较长，给通风系统的设计带来了一定的难度。但是如果未能有效的设计通风系统，可能回来不可预估的严重后果，尤其是给相关施工人员的生命带来严重的威胁。现阶段，在长距离顶管市政施工过程中，一般采用组合的通风系统设计，例如鼓风抽风、抽风形式等，不仅可以有效降低有害气体的排放，而且能够确保施工过程中的通风情况，提升施工的安全性。
结语
综上所述，本次工程实践中利用顶管施工技术有效的减少了对道路交通和周围键入以及周围居民生活环境的影响，利用先进的技术减少工作量，取得一定的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]陈立新.顶管施工技术在市政工程中的应用分析[J].技术与市场，2018，25（4）：144+146.
[2]白霞金.市政工程给排水施工中顶管技术运用研究[J].农业科技与信息，2017（17）：36-37.
论文作者:刘宏涛,孙宇涛
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/14
标签：顶管论文; 千斤顶论文; 市政工程论文; 施工技术论文; 管道论文; 油压论文; 工程论文; 《建筑学研究前沿》2018年第23期论文;