摘要：我国市政管网建设的不断完善，市政给排水工程技术正在变得越来越成熟，但是面对错综复杂的城市地下工程施工，很多技术难题摆在市政施工单位的面前。文章首先介绍了市政给排水管道长距离顶管技术的优势与施工技术难点，然后依据实际工程案例，介绍了在复杂地质地形和大管径市政给排水管道的条件下，应用长距离顶管技术的结构与施工技术要点，为类似市政施工提供了技术参考。
关键词：长距离顶管技术；推力；技术要点
0引言
顶管技术是一种不需要进行管道开挖作业的施工方式。长距离顶管技术是指进行分段给排水管道施工时，每一段给排水管道的长度都在200m以上，有的长度甚至会超过2000m。相对于传统上的市政给排水管道开挖技术，长距离顶管技术具有的技术优势：不需要对市政道路进行开挖作业，减少对原有道路的损害。特别是市政给排水管道在穿越如铁路、地面建筑物等不适宜进行开挖作业的条件时，其施工技术上的应用优势会更加明显。长距离顶管技术示意图如图1所示。
图1市政给排水管道长距离顶管技术示意图
1市政给排水管道长距离顶管技术的制约因素
1.1顶管推力对施工材料的影响
一般来说，想要增加市政给排水管道的长距离顶管的推力，只要通过调整顶管设备的推力值设置就可以达到。但是在实际施工过程中，就需要结合实际的施工材料进行综合的考量。一般混凝土管道的抗压强度一般在50MPa左右，玻璃纤维管的抗压强度一般为90～200MPa，而钢管的抗压强度一般是320MPa。显而易见的是，钢管在能承受更大顶管强度的情况下，因其摩擦系数较小，推进中需要的推力也会相应减少，故该材料在市政给排水管道的长距离顶管中具有较为明显的优势，经常会采用钢管材质进行长距离顶管作业。
1.2后座的承压能力
后座的承压能力是制约市政给排水管道的长距离顶管技术的重要因素。顶管施工中必须考虑对于管道所加设的推力（顶管受力示意图见于图2），顶管的后座是否能承受相应的压力，避免导致其出现破坏，在施工中会采用增加后座墙厚度的处理。
图2顶管受力情况分析
1.3向外运输排土的问题
市政给排水管道的长距离顶管技术分段顶进的长度一般都在200m甚至更长的距离，所以采用人工排土的方式显然是不能满足实际施工需求且不安全的。如果考虑使用水排的方式，因其较大的长度，水压不一定能够满足要求，需要加设水泵进行增压。
1.4通风安全问题
市政给排水管道的长距离顶管技术在施工过程中，因长时间在管道的封闭环境中进行施工作业，会导致空气稀薄的情况发生。进行顶进作业的钢管因其表面漆料会散发很多的有害气体，加之土层中有害物质的排放，对在管道中进行施工作业的工人身体健康是极大的威胁，甚至会危及生命安全。
2市政给排水管道的长距离顶管施工技术要点分析
2.1工程概况
本研究装选用的工程中包含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。
2.2顶管施工
2.2.1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。
2.2.2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。
2.3顶进施工
2.3.1顶管出洞
在做好一系列准备工作之后，开始进行施工顶进技术操作，顶管出洞，在顶进施工中，为了预防积水从洞口和外壁间缝隙流进工作井中要在工作井的内部留有必备的有机头和出洞洞口，并且要保证预留之间是密封的，形成一个完整的密封的内套环结构，套环内不再设置一些防水橡胶板，把整个套环安装在预留部位，加固焊接在外围打在预埋钢管上面，保证紧密结合。
图3 中继间结构示意图
2.3.2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3所示。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。
图4长距离顶管的通风示意
2.4长距离顶管的通风
在市政给排水工程施工建设的过程中，应全面分析长距离顶管技术的通风问题，一旦通风系统不能满足要求，将会导致施工环境出现氧气不足的问题，就会导致管道涂料有害气体对人员的安全造成影响。因此，在施工工作中需进行通风系统的设计，如图4所示，在通风系统施工工作中，企业应做好设计工作，预防有害气体的漂浮问题，保证施工人员安全性。一方面，应科学进行施工测量，解决通风散气问题，在系统设计工作中使用鼓风类型、抽风类型、鼓风与抽风相互结合类型等。
3结语
目前我国对于市政工程给排水管道长距离顶管的施工还是存在很多的难点与问题。本文在分析工程现状的基础上，结合工程的实际需求，在市政给排水管道长距离顶管施工技术的结构与施工技术要点等方面进行了充分论述。只有选用合格的材料，设计出适宜的结构，严格施工技术的要求，才能保证市政给排水管道长距离顶管施工质量满足使用要求。
参考文献：
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[2]李建峰，曾宪敏.简述市政给排水施工中长距离顶管施工技术研究[J].工程技术：引文版，2017（1）：00218.
[3]王彩侠.市政给排水施工中长距离顶管施工技术的应用[J].中国高新技术企业，2017（12）：70-71.
论文作者:兰乾雄
论文发表刊物:《基层建设》2018年第33期
论文发表时间:2019/1/3
标签：顶管论文; 管道论文; 给排水论文; 市政论文; 技术论文; 作业论文; 推力论文; 《基层建设》2018年第33期论文;