摘要：“十三五”是我国全面建成小康社会的重要历史时期，一方面，城乡一体化建设规模和速度均面临大幅度提升，城市空间及容纳要素面 临着巨大的嬗变，需要科学统筹、统一规划。另一方面，广大人民群众对城市功能的要求也不断提高，尤其是与日常生活、工作、学习息息相 关的基础设施部分，直接影响着城市运转秩序。其中，“给排水系统”是市政功能的重要一环，而市政给排水施工技术中的顶管技术更是现代 化管道施工中的关键部分，本文结合其中的“长距离顶管施工技术”展开分析，通过归纳限制因素进一步提出控制要点。
关键词：市政工程；给排水施工；长距离顶管；技术分析
“长距离顶管施工技术”中的“长距离”是一个相对概念，就国内而言通常是指前进距离在100米以上的情况，这一标准根据不同国家、地区 而已，部分发达国家技术优势较强，长距离顶管施工的标准可以上升到1000米以上——即施工技术水平越高、“长距离”所代表的物理距离就 越大。显而易见，“长距离”意味着施工顶进过程中存在较大盲目性，出现了大量与普通顶管施工中不一致的环节，也可以理解为“突发性因 素”，客观上需要提前进行施工环境的勘察，做出事前预警及规避方案，尽量减少不利因素产生的影响。
一、长距离顶管施工技术概述
顶管施工技术的最大特色是不需要进行地面开挖，由此节约地面施工环境的空间资源，利用液压顶进工作站，通过“挤压顶进”的方式实现顶 管铺设，所适用的主要设备是顶管机。相比较传统的大面积开挖形式，顶管施工技术对于城市交通的影响很小，所产生的扬尘、噪声、碎渣等 问题较 少，能够最大程度上保护环境，这符合市政基础工程建设需求——保护环境、施工迅速、经济适用等优势，实现了社会效益和 经济效益的“双赢”，在当前我国快速城市化背景下得到了迅速推广。
如前文所说，长距离顶管施工技术是一个相对概念，它的“长距离”标准取决于现实施工环境约束及施工能力，从社会效益层面说，施工距离 越长，意味着对地面秩序的破坏越小，加上市政给排水工程属于基础性设施，对城市居民的工作、生活与学习影响较大，更关系到防洪、防涝 、排污、排水、积水等多方面功能需求，因此长距离顶管技术在整个技术范畴之下具有很高的应用价值；从技术本身分析，我国当前的市政给 排水施工水平整体较低，特别是最近十年来中国经济高速发展，城市规模快速扩张，早期的城市基础设施建设规划远不及社会发展速度快，造 成给排水设施负荷过重、维护修理难度较高，严重影响了城市功能的发挥。
鉴于市政给排水工程项目的长久性特征，长距离顶管施工技术所具有的非开挖性具有很好的支持作用，针对城市地下施工空间中已经存在的管 道、线缆、煤气管道等设施，可以在不开挖或小开挖的程度下避免人工破坏，施工过程中只需要在地面开挖工作井，使用千斤顶、钢管等建设 工程管道即可。
二、影响长距离顶管施工技术在市政给排水工程应用的因素
由于长距离顶管施工技术在不同国家、地区的标准差异，实际施工应用过程中受到的影响因素也是不同的，就其共性方面分析，主要包括两个 方面。
一方面是推力限制因素。显而易见，长距离顶管施工技术的功能，主要是通过设备的推力实现的，理论上说，顶管施工的过程中，随着地下施 工距离 的推进、所需推力逐渐增大，只需要不断地增加顶管机做功即可。然而实践中，还需要考虑推力增加之后所产生的负面效应， 如管子、管道后座等能否承受如此强大的推力，一旦超过了极限，施工设备材料（如钢管）会发生严重的变形甚至断裂，导致出现施工风险。
另一方面是通风系统因素。客观上，通风系统几乎是所有封闭式施工的必要组成部分，通风系统直接关系到施工人员的生命安全，尤其是在“ 长距离”的限制条件下，管道中氧气含量有限，毒害气体含量较高，因此需要加强通风系统的关注。
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三、常用顶管施工技术与长距离顶管施工的控制要点
（一）常用技术
第一，手掘式顶管施工技术。该技术是顶管施工的一种最常用方式，辅助以一定的措施便具有诸多优势，包括施工速度快、施工成本低、设备 少、操作简便等优势，因此，至今很多单位依然采取该施工方式。
第二，泥水平衡式顶管施工技术。主要优势包括：适用的土质比较广，最适用的土质是渗透系数小的砂性土，地面沉降较小，挖掘面稳定，土 层损失小；施工速度较快。弃土采用管道运输，可以连续出土。
第三，土压平衡施工技术。主要优势包括：施工无需开挖路面，不仅占地较少，还能够保持路面稳定，杜绝了城区道路多次反复开挖的问题。 施工速度快，可昼夜连续施工，平均推进10m-15m，一次性连续顶进距离最长可超500m，不仅施工工期由此缩短了，还大大提高了施工效率。
第四，气压平衡顶管施工技术。在地下水比较丰富，含砂量比较大的土质情况下，机头前方密封仓内的压缩空气可以将地下水从缝隙中排走， 形成无水干燥的作业环境，避免了因含水量大而造成管内塌方的现象。所以，顶进过程中对土层扰动较小，出土数量控制准确，挖运出的土含 水量少，利于外运。然而，压缩空气容易渗漏，其土质及周围环境需满足一定要求才能采取该工艺。
（二）控制要点
第一，进出洞技术控制。长距离顶管施工工作井洞口需进行止水处理，止水装置密封主要采用橡胶止水法兰，需要提前预埋注浆孔以能够便于 膨润土泥浆的压注。洞外工作井土体密封加固采用SMW工法桩加压密注浆等方案。为使得出洞更加方便快捷，需在支护结构内进行钢圈的预设 。
第二，泥浆制备与注浆控制。（1）泥浆的制备。首先，触变泥浆的材料要选用优质的膨润土，通过对工程实际情况的分析并结合经验采用合 理的配比，这是保障泥浆减小摩擦效果以及支承能力体现的有效措施。泥浆液需搅拌充分，在膨润土泥浆压入前要对储浆箱内的泥浆进行二次 搅拌。（2）控制注浆压力。在顶进过程中，要时刻注意地面是否形变，地下水位是否有变动，并根据实际变动情况适当的进行压力和压浆量 的调整。（3）由于曲线段外侧存在法向分力作用，土体扰动和摩阻会在此作用下增大，所以，在掘进机进入到曲线段时，应把曲线外侧的注 浆量适当增加，确保可以形成较为完整的泥浆套。（4）贯通顶管后，为减少管道的后期沉降，应及时利用触变泥浆压注孔对顶进时处于管道 外 的触变泥浆进行纯水泥浆置换。
第三，管节止转的技术控制。长距离顶管在顶进过程中，由于在刀盘和螺旋机的综合作用下，顶进机头会发生旋转，但如果机头旋转角度过大 则会影响顶管施工的进行，因此要要采取相应的纠正措施。主要措施是在在机头前方筒的水平二侧焊翼板，机头旋转的对应措施主要是采用压 重块的措施，在机头两侧分别进行铁支架的平均焊压。机头在工作过程中如果发生偏转，通过对压铁的移动保证其机头的稳定。
四、结束语
十三五是中国社会巨大变化的五年，国内经济、文化、政治、科技等诸多方面的进步，必然带动城市功能的多元化。但相对应的，城市功能的 实现需要一个牢固的基础，即存在于城市中的各类市政基础设施，必须确保完备且有效运转。现代城市化建设中对于市政给排水高度重视，从 城市规划设计开始到最后投入运用，都必须考虑到后期城市发展程度的匹配性，能够在一定区间内满足人口膨胀、城市扩大的需要。在此基础 上，长距离顶管施工技术在市政给排水工程中越发普及，其施工模式也会越来越复杂，在充分借鉴国外城市先进经验的基础上，需要进一步提 高对国内城市化发展的适应性。
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[4]陈琳.市政给排水工程施工中长距离顶管施工技术研究[J].科技与创新，2014（15）：81-82.
论文作者:解鹏飞
论文发表刊物:《基层建设》2018年第18期
论文发表时间:2018/7/19
标签：顶管论文; 施工技术论文; 泥浆论文; 市政论文; 给排水论文; 机头论文; 城市论文; 《基层建设》2018年第18期论文;