摘要：在城市市政管线施工中，通常会遇到难以进行开挖掘进的作业环节，这就需要采用能够弥补此项不足的顶管技术，以促进市政管线施工的顺利进行。文章以某城市市政燃气管道工程为例，对顶管施工的测量、工作坑、实际施工以及压力试验等环节出发，探讨了顶管技术在城市市政管线施工中的具体应用，以供相关人员参考。
关键词：顶管技术；市政管线；工作坑；顶管轴线；闭水试验
前言
顶管技术属于一种主要针对地下管线的施工工艺，该技术在应用过程中，无需将面层挖开，并能穿越各种地下构筑物、地下管线以及各类道路等，其基本原理是在主顶油缸与管道间中继间相关推力的租用下，由工作井中持续穿越土层，直到将相应工具管推到接收井中固定吊装起来，以作为非开辐射地下管线的方式。该技术对周边环境无太大影响，并且施工范围较小。因此，在城市市政管线施工中，很有必要加强顶管技术的应用。
1.工程概况
某市市政燃气管道工程需要穿越地铁线，按照施工设计要求，在穿越过程中需要先进行圆管涵套管施工，然后再进行燃气管道安装施工，施工长度为254米，采用内径为120厘米的混凝土圆管，施工期限为42天。面对需穿越的铁路障碍，施工单位决定采用顶管技术进行施工作业。
2.施工测量
顶管施工测量放样的主要内容是设备安装标高和顶管轴线，在合理确定井下投点与后视点精确度基础上，能够有效控制顶管轴线的放样精度。在进行井下设备安装过程中，需要用到的设备部件主要涉及到千斤顶和导轨等。同时，施工人员一定要根据相关测量标准来科学确定轴线，以保证施工作业符合施工设计标准要求。另外，为避免标高出现人为误差，要将轴线安装量合理降低。需要安装的地面设备主要包括主顶泵站与起吊设备等。在实际施工过程中国，施工人员一定要从施工现场实际情况出发，有效设置地面设备，并要使其与顶管轴线保持足够间距。
3.工作坑
3.1确定工作坑
施工人员应根据施工设计图纸中检查井的具体位置来确定工作坑，并通过人工挖掘的方式进行工作成与接收坑施工作业。若在调查过程中发现工作坑位置与其他管线存在重叠或交叉问题，要第一时间联系监理人员，同时制定位移计划，在获得肯定答复之后，再开展施工活动。
3.2支撑工作坑
第一点，按照地质勘探文件，从地面向下1米位置装设第一步盘撑，然后继续向下每隔150厘米设置一道盘撑。同时，以25号工字钢作为盘撑和八字撑的基本材料，其中八字撑要超过250厘米，最下面一道盘撑应在管道入土的过程中切断。另外，施工人员在焊接第二道盘撑时，要对其高程进行合理控制，应在管道外顶15厘米位置。
第二点，以20号工字钢作为立梁的基本材料，以工作坑深度作为立梁的长度，按照工作坑长向间距每150厘米设置一根立梁，短向设置4根立梁，中间两根要设置在中心线两侧130厘米位置，以免管道入土过程中立梁被切割[1]。全部焊缝都要进行满焊，若需要焊接工字钢，施工人员应根据相关要求进行有效对接。
第三点，对于工作坑的开挖，首先通过挖掘机开挖4米深度，同时一次性焊接3道盘撑。具体来讲，在将长度与厚度分别为600厘米、5厘米的大板紧密排列在盘撑后，如果大板后面存在一定孔隙，就以草袋填土的方式将其填满压实，从而确保支撑的稳定性与可靠性。对于4米以下深度的土方，可在安装完卷扬机与作业平台支架后，通过斗车、卷扬机以及人工方式进行开挖。在开挖过程中，施工人员还应及时设置板桩，最后最下方位置的扫地撑进行焊接。
3.3工作坑顶部及周围
工作坑顶部采用半封闭形式，只保留管口与出土口，从而有效保证工作坑内部施工的安全性。井口周边应利用砖砌筑相应的防水墙，以避免地表水进入到工作坑中，同时还要装设高度为100厘米的钢管护栏。
3.4工作坑底部
施工人员要利用C15混凝土在工作坑底部铺设厚度为36厘米左右的垫层，在工作坑底部四周砌筑一个30厘米×50厘米的排水槽，在地势相对较低的一侧中部砌筑一个50厘米×50厘米，深度为80厘米的积水坑，以便于工作坑中积水能够及时外排出去。
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4.顶进施工方案
4.1导轨安装施工
该市燃气管线工程以每米38千克的钢轨作为导轨，并且通过焊接将导轨顶部与型钢连成一体。在安装导轨的过程中，施工人员要将导轨与工作井底板预埋钢板进行牢固焊接，同时利用型钢进行支撑。在安装导轨之前，施工人员首先要对管道中心点进行复核，以充分保证导轨安装轴线与导轨高程的精确性。另外，在对导轨进行定位作业时，一定要确保定位的准确性与稳定性，以确保顶进施工过程中，导轨在承受不同负荷的情况下而不发生变形与位移等现象。导轨安装以满足如下要求：第一点，两条导轨应保持平行、高度相同且较为顺直，同时导轨纵坡要和管道设计坡度相同[2]。第二点，导轨安装施工的允差是轴线位置3毫米之内，顶面高程3毫米之内，两个导轨的内距允差是正负2毫米。第三点，导轨安装完成后，不能在运行过程中出现位移，同时要定期对其进行检测检查。
4.2主顶千斤顶安装施工
该管涵顶进工程主顶系统是双冲程等推力油缸两台，油缸行程是120厘米，能够产生推力的最大值是400吨。两台油缸固定安装在拼装式油缸架子，通过整体地吊装进入井下。油缸架中的油缸中心误差不超过3毫米。主顶油缸也应合理安装，以确保其始终拥有正确的受力点，安装后的油缸平面与高程误差不能超过3毫米。
4.3顶管质量检测
使用经纬仪对平面高程和轴线位置进行测量，一定要确保测量工作的时效性，进而保证管节精确布置子在施工设计图所表示的管道轴线上。
在进行顶进施工时，将以开始与正常两个阶段来确认测量次数，对于开始阶段产生的偏差要第一时间纠正，以免偏差影响到后工作。该工程施工开始阶段，每次顶进25厘米左右就进行一次测量，以实现对偏差的有效控制。对于正常顶进阶段，在管道进入土层逐渐顶进的过程中其周身包裹土层的长度也在不断增加，工具管偏差比前一阶段相对便于控制。
在顶管施工之前，施工人员要在经导线测量的基础上在工作坑内设桩，并把经纬仪安装在特定铁架上，将一个十字架固定在需测管前部，用经纬仪十字丝同十字架进行对比、对照，如果十字架的的相对位置没有发生变化，则经纬仪轴线及其高程就一定没有发生改变。十字架高程尺标上具有相应的刻度，施工人员仅需将十字架交点偏差距离与垂直距离测定出来，就能明确读出顶进中顶管的轴线与高程偏差。
5.压力试验
燃气管道在焊接完成后需要进行压力试验，压力试验主要涉及到强度试验与气密性试验两方面内容。
5.1强度试验
强度试验压力应按设计指引而订定，一般而言，试验压力应不低于设计压力的1.5 倍，但必须考虑管材及管件所承受的压力。试验介质一般采用清洁水。管道进行强度试验时，压力应逐步缓升，首先升至试验压力的50%，进行初检。如无泄露、异常，继续升压至试验压力，然后稳压一小时，观察压力计三十分钟，无压力降才可开始试验。试验期应不少于四小时。
强度试验以无压力降为合格；在试验完成时，所有的记录表都应由负责测试的监督工程师签名。
5.2气密性试验
1）严密性试验应在强度试验合格后，管线回填后进行。试验介质一般采用压缩空气。
2）在气压测试开始前，空气压缩机应停止工作并断开连接，而且需要有一段足够的时间保证管道中的气温恢复稳定。严密性试验前的稳压时间一般为24 小时。
3）在气压测试完成之时，所有的记录表都应由负责测试的监督工程师签名。严密性试验压力按设计文件要求执行。
4）试验实测的压力变化，应根据在试压期间管内温度和大气压的变化予以调整，并计算出实际压力差别，压力降差的要求应按CJJ33 规定；严密性试验的持续时间应为24 小时，每小时记录不应小于1 次。
结束语
总之，顶管技术是目前市政管线施工的重要施工环节之一，加强该技术在城市市政管线施工中的应用，不仅有利于减小施工影响范围，还对市政管线施工质量的提升等方面，有着十分重要的现实意义。因此，施工人员一定从市政管线工程特点出发，合理开展顶管施工测量工作，高度重视工作坑内部建设，全面制定顶管施工方案，并进行严格的闭水试验，从而有效保证市政管线施工的顺利完工。
参考文献：
[1]辛雅婷.顶管技术在市政燃气管道施工中的主要技术应用[J].建材与装饰，2018，No.534（25）：46-47.
[2]许博.顶管技术在城市燃气管道施工中的应用研究[J].技术与市场，2017，24（7）：256-257.
论文作者:陈志豪
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第21期
论文发表时间:2019/5/10
标签：导轨论文; 管线论文; 工作论文; 轴线论文; 压力论文; 顶管论文; 市政论文; 《建筑细部》2018年第21期论文;