摘要：随着我国城镇建设的快速发展及城镇化进程的快速推进，市政给水管道的施工面临着严峻的挑战，常规的市政给水工程管道开槽施工方法不仅会对道路、建筑、以及地下设施带来一定程度的损坏，还严重影响城市交通、甚至铁路运行安全。顶管施工技术具有许多优点，即满足管道铺设的要求，又将对城市交通、周围建筑物和地下构筑物的影响降到最低。鉴于此，本文就市政给水管道顶管施工技术的应用展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。
关键词：顶管施工；供水管道；技术要求
1 顶管施工概述
顶管施工是施工技术改革的趋势下产生的一项科学化的技术，其工作原理是利用始发井中油缸产生的顶力将预制管材顶入土体中，顶进过程通过人工或机械除土将管道内原有土体清出，达到管道埋设目的的施工方法。顶管施工主要具有的优势有以下几点，首先是将管道施工对周边居民生产生活的影响降到最低，施工时不会占用过多场地；其次，顶管施工过程中地面交通不会受到影响，车辆还能在地面上正常通行，大大缓解了管道施工与路面交通之间的矛盾；最后，顶管施工可以穿越已建成高速公路路基、高速铁路路基、河流等不具备开槽施工的地段，大大提高该方法的适用性。
2 顶管施工在市政给水管道施工中施工技术要点
2.1 施工前准备与方法选择
工程在顶进前，须做好地质勘查工作，要对拟顶进区域的水文、地质情况、地基土壤种类及物理性质，各层土的密实度、含水层的渗透系数、地下水位、流量和地表水排水情况进行调查，保证顶管施工过程中土层稳定性。顶进作业应在工作坑水位降至基底以下0.5～1.0m进行。在开挖工作坑时，应设置好排水、降水系统。在顶进过程中，应根据前期对即将展开顶管作业区域的地质调查情况、土土壤种类等地质资料对可以发生开挖面失稳、顶进管道发生高程、方向偏移的地方进行预处理；对地质勘查发现的孤石、顶进路线中存在的斜岩面等，应做好应对措施，防止顶进过程造成路面下陷、隆起、开裂等现象以及对周围建筑物和构筑物造成破坏。
2.2 顶管路线确定和井位设计
顶进距离要根据设备条件及施工现场的环境进行确定，从而保证顶管施工工作的有效进行。由于工作井的相对较高，因此在满足施工要求的前提下，进行方案设计时，要尽量减少工作井的数量。在施工过程中，可以采用安排往两个方向顶进的方式进行路线设计的优化。施工时可采取明挖的方式，从而有效避开不利于顶进的土层。设计顶进路线时，尽量避开树木及建筑物，保证顶进路线不会受到阻碍，从而减小顶进施工过程中的不利影响，有效的控制工程质量。
2.3 顶力确定和管材施工顶力大小的确定
需要考察多种因素，如设备形式、管材形式、土层变化、机头切削形式、工作井形式、注浆压力及顶进速度等，一旦忽视任意一项内容，便可能对施工造成很大的阻碍。进行施工时首先要建立三维模型，从而综合全面的展现出多方面的系统参数，对顶进施工中各结构的受力情况进行认真分析，从而确定管材的设计，如钢筋布置、端部和细部处理、配筋量及混凝土强度的确定等，不断优化设计水平，管材的设计往往还要根据轴心受辱柱的情况来确定，并要综合考虑管道的局部应力和偏心受压情况，要施工过程中，一定要注意安全系数的保留，从而保证工程的质量与效果。
3 顶管施工流程
3.1 穿墙施工
开启穿闷板，顶出工具管（工具管包括开挖舱和操作舱）后设置穿墙设备。在穿墙施工中，可以在穿墙管道内填封低强度水泥粘土拌合土填充料，管道内密实就可以有效避免施工环境中的水对管道的影响。穿墙穿孔时，要在穿墙管外部进行注浆固结，保持穿墙管强度就能避免孔部位因为强度不足造成管的损坏。在穿墙防水性能良好的前提下，将工具管迅速推入，在穿墙过程中要尽量缩短工程施工时间，针对施工中遇到的问题做好记录。
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3.2 顶管出洞
下管是很容易出现事故的施工环节，在下管前要对管子进行严格的外观检测，检测合格后方可进行其中机起吊。采用起重设备进行试吊，起重机将管子放置安稳后，工作人员才可以进入工作坑。
3.3 注浆施工
在对长管进行顶进施工之前，为了保证管道的护臂得到有效保证，并令管道周围的土质变得平滑和齐整，以方便管道的顶进，通常情况下，会对管道周围的土壤进行注浆处理。通过这种注浆处理，一方面能够进一步支撑管道周围的土体，从而能有效预防地面可能产生的大面积沉降的现象；另一方面还会使得管体在顶进过程中所受到的摩擦力得到大幅度减少。
3.4 工具胀圈的安装
将内胀圈安装在顶进的前数节管道的接口处，使胀圈和管壁通过调整螺栓或者背楔被连接成一个刚体，从而能有效起着对管道前进的导向作用。不过在工具胀圈安装的过程中，需要注意的是，胀圈与接口缝隙一定要对正，且安装必须要牢固结实，同时在顶进过程中，还要对其随时进行调整和检查。
4 市政给水管道施工技术的应用
4.1 开挖施工技术
开挖施工属于一种传统的施工技术，在市政给水管道施工中的应用范围是非常广泛的，其通过不断的革新和演变，开挖施工技术也逐渐走向成熟，下面主要对开挖施工时的主要施工流程以及施工控制要点进行分析和探讨。
4.2 管道基础施工
管道基础作为众多施工环节的首要施工工序，其质量好坏直接影响到后续工序，比如管道基础安装不牢靠，在正式进入运营后就会引发管线偏移、下沉等问题，因此，严格把控管道基础的施工环节显得尤为重要。第一，在开始进行管道开挖时，对于留存在沟槽内的积水要及时进行处理，防止出现长时间积水，避免地基长时间裸露；第二、当管道基础具有一定的强度方可开始下管施工，禁止为了赶工期，盲目施工，否则会引发管线下沉等诸多问题；第三、管道铺设要确保其连接牢固、表面平整光滑，保证其施工的质量。
4.3 管道连接施工
在城市给水管网中，管道的连接非常关键，关系到管网最终的运行状况以及使用寿命，必须控制好管道的连接。管道主要连接方式有四类：一、焊接连接；二、电焊管箍连接；三、承插式套管连接；四、连接件连接。对于不同的管材其使用的连接方式和连接工艺都是有所区别，不管是采用刚性连接亦或是柔性连接，都必须严格控制其施工质量。第一、全面了解和熟悉施工图纸，对管基中心线、高程都要进行详细的检查；第二、综合考虑到管材的对接工艺和相关设计标准来进行规范化施工，禁止出现施工操作不当或者不符合规范等情况；第三、全面检查施工质量，管道是否对接完好，如果发现施工问题，必须采取有效的措施将危害降低到最小，坚决抵制一切质量安全隐患的发生。
5 结束语
顶管施工有很强的适用性，在现今市政给水管道的施工中广泛应用。但由于顶管施工是一项专业性很强、施工难度和技术要求都很高、工程造价较高的工艺，对顶管施工工艺的大量普及发展造成一定的制约。随着我国经济、科技水平的快速发展，各种先进的顶管设备不断研发，以及人们对周边居住环境的要求逐步提高，顶管施工工艺定有更广阔的发展空间。
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[4]杨建浩.大型给水管道施工重点难点与管理[D].浙江工业大学，2012.
论文作者:杨立新
论文发表刊物:《基层建设》2018年第16期
论文发表时间:2018/7/11
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