摘要：目前，顶管施工法因为其对道路破坏低、声音与损伤程度少、对工程环境的影响很小、能够在较深的地区铺设导管、能够平稳经过铁路、可以通过阻挡物等众多优势，在市政道路建设里得到了大范围的应用，尤其是伴随中继接力顶进方式的产生让顶管法更加发挥作用，使得长间断顶进技术的水平越来越高，并不断应用于较长铺设路线的江河、湖泊及地面道路装配等地底导线、电缆的施工。分析其施工过程中的关键技术，在此基础上采取相应的控制措施，在保障稳定的基础上快速完成规划的铺设、进度、融资等要求。
关键词：市政工程；顶管；施工技术
1顶管施工的特点
顶管法被叫做非开挖管道铺设技术，它的特点包括减少开挖层级的次数，方便通过地面建筑物与地底导管和空路、水路、陆路等线路，相比通过挖掘土层铺设，所投入的资金以及时间将进一步缩短。同时，顶管工程措施能够减少噪音，缓和粉尘污染，降低对交通的干扰和破坏，当称之为真正的低破坏、高质量的工程技术。顶管施工法因为其上述多种益处，在城市管道铺设中特别是在市政管线工程中获得了十分普遍的利用。顶管施工的做法具有几方面益处:作业面积由线减少成点，干扰面积减少；作业活动不受工程进度影响，对交通影响程度低;声音与嘈杂声低，市政作业对百姓的周围环境破坏小，不影响之前管线与设施的正常运用；能够在较深的区域以及水中进行作业，能够平稳通过铁路、水路、房屋，降低沿线的破坏工作量，减少预算成本。但其对工程人员的专业知识技能要求较高，需要专业的施工技术与水文数据信息。
2顶管施工技术要点
2.1施工前技术准备
施工单位勘查人员到现场对人流车流和交通状况进行观察，分析得出最佳交通疏导方案。根据地下管线分布图，定位该地排水管、污水管、电力、燃气、通讯、给水等管道，综合考虑其与施工管道的位置关系，与相关部门协商迁移或者临时关停部分重位管线，若解决不了再考虑是否进行设计变更。了解清楚当地土层物理性质，根据情况，作出不同的处理。其中砂层、岩层有不同的处理方法，砂层要搞清含砂量、及级配关系、细度情况等。岩层则要搞清楚是否风化岩，若是风化岩就要检测其属性，看起强弱情况，其抗压强度和抗剪强度，是粉沙质还是砂质，是整体结构还是条片状结构等等。还需了解地下水的状况及变化规律如地下水来源、水面标高及是否受到潮汐影响而变化等。施工单位必须根据实际情况选择最优的施工方案，掌握各种顶管施工技术工法，结合难度、风险、成本等因素综合考虑是否运用微型螺旋钻顶管法、水平定向钻进施工法、先导杆螺旋钻施工法、泥水平衡顶管法等施工方式进行施工。
2.2施工优化
施工单位需按照设计图纸上管线的平面图，进行现场测量放线，并且定位工作井和接收井，确定每段顶管的长度。由于工作井造价比较高，需严谨确定工作井和接收井的位置和数量，能少则少。在确定顶进线路过程中，设计人员要严格设计顶进线路，应充分考虑树木、建筑基础、桥台桩基的位置关系，避开即将相交叉的障碍物或者其他构筑物。另外，如顶进深度范围内土层或者地下管网较为复杂无法避开时，施工单位要与设计单位进行商议，降低或抬高顶管高程，以避免破坏其他原有管线与降低施工难度等。
2.3顶管设计与顶力顶管设计
应根据地质和周边环境条件，通过计算合理选择管材、管道埋深、井间距、顶管井结构形式等，拟顶管道与既有管道净间距应根据土层特性、管道覆土厚度、管道直径及管道走向等多种因素确定。管顶标高低于建筑（构）物基础底时，管底标高数值上要大于两倍的管直径，并且不能从建（构）筑物基础的影响范围下穿过，若顶管对建（构）筑物基础有不利的影响，应采取保护措施对其进行保护。相对的，管底标高高于或持平建筑（构）物基础底时，管底标高不能小于一倍的管直径。
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顶力设计上，荷载结构法是现今对顶管受力状态研究的主要手段，认为地层对顶管管节的作用只产生作用在管节上的荷载。在顶进过程中管道会受到几种不同的荷载的作用，包括径向和轴向的荷载，其中在顶管径方向上受荷载分别有自重、上部荷载和土体荷载，在轴方向上会受到贯入阻力、管与土体的主顶推力、纠偏千斤顶的推力和摩擦阻力等的荷载。顶管承受的摩擦阻力成为了顶力的重要组成部分。摩阻力受土层参数、管道埋深、管径以及管与土之间的接触应力等因素直接或间接的影响，顶力的大小也因此受到影响。顶管在顶进过程中，普遍使用触边泥浆减阻的方法来减少摩阻力，不仅会对管道起到支撑作用，也会起到润滑作用。加入触变泥浆后，膨润土悬浮液会包裹着顶进管节，管道底部的法向力会因浮力的作用而减少，摩阻力也从而得到减少。
2.5顶管井的施工
在顶管施工前要先构造顶管井，顶管井主要包含工作井和接收井。工作井是顶管施工的主要场地，顶进设备、工具管道、铺设管道以及辅助设备都是从工作井进入开始顶进。接收井主要是顶管结束后，顶进设备、工具管道以及辅助设备能够顺利顶出并吊起。顶管井的结构根据工程设计的不同而不同，工程通常采用钢筋混凝土结构或者钢箱梁结构，工作井和接收井的井口可以是方形也可以是圆形。
2.6施工步骤
在进行顶管施工前，需要将顶进设备、工具管道、铺设管道以及辅助设备安装在工作井内，通过在工作井导轨上安装的顶管来向前顶进工具管道和预铺设管道，以此类推完成铺设管道的整体铺设工作。顶进施工结束后，顶进设备、工具管道以及辅助设备出洞进入接收井，是顶管施工过程中非常重要的过程，接收井的井壁需要用混凝土喷浆通过高压旋喷技术进行加固，从而有效的保证设备出洞的安全。顶管施工的施工步骤共分为以下几步:
第一，穿墙。为保证顶管附近的土壤强度，穿墙管外侧需要采用注浆固结措施进行支护，打开穿墙闷板通过顶进设备将工具管顶出井外。
第二，顶管出洞。顶进设备和工具管道、铺设管道从工作井中破出洞口封门进入土中。通过工具管道调零可以防止铺设管线出现偏斜，同时要在工具管道的井壁位置设置支护结构，如果在顶进过程中出现偏差，要及时使用千斤顶组对误差进行纠正，千斤顶组分为横向纠正千斤顶组和纵向纠正千斤顶组，通过控制管道的横向位移和纵向位移来实现误差的纠正。
第三，注浆减阻。通过压注触变泥浆来填充铺设管道与土层之间的缝隙，最终在铺设管道外侧产生一层泥浆保护层，这对铺设管道起到支撑和保护的作用，同时可以减小地面塌陷和顶进压力。
总而言之，由于顶管施工不需要大面积破坏路面，与开槽埋管相比可以有效的减少对周边建筑和环境的污染以及很好的解决施工地段的堵塞，因此顶管施工具有更好的经济性和高效性。在顶管施工过程中，严格掌握顶管施工技术原理，对顶管施工技术实施过程进行探讨，进而有效的保证了顶管施工的质量，顶管施工技术对于保证市政工程项目的顺利实施具有显著意义。
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论文作者:陈春芳
论文发表刊物:《基层建设》2018年第23期
论文发表时间:2018/10/1
标签：管道论文; 顶管论文; 荷载论文; 管井论文; 土层论文; 施工技术论文; 管线论文; 《基层建设》2018年第23期论文;