广西建设职业技术学院 广西南宁 530007
摘要：在城市的建设中市政工程的建设具有重要的意义，在我国目前备受政府与社会的重视，市政工程的施工质量与施工的效果直接影响着城市的现代化建设。在城市化的建设中会涉及到很多的管网的施工，使用传统的施工技术对地面进行开挖，不仅会对城市的市容市貌造成一定的影响，还会造成城市交通的拥堵，对市民的正常生活工作带来很多的不便。使用顶管技术就针对这一问题起到了很好的改善作用。这一技术的应用不仅可以提高工程的施工效率而且可以保证工程的施工质量，所以在我国市政工程建设中被广泛的使用。
关键词：顶管；市政；原理；推进
1顶管施工技术概述
1.1顶管施工技术概念和优势
顶管施工技术指的是采用顶管掘进机成孔，将预制成形的管道从顶进工作井顶入形成连续衬砌结构的管道修建技术，该施工技术是一种与盾构技术相似的地下非开挖管道铺设技术。顶管施工技术具有下面几个方面的优势：①施工占地面积小，对城市干扰少，无阻碍城市交通，无需迁改管线，对地面环境影响较小，文明施工程度高；②断面尺寸多样，适合各种形式断面的结构施工；③具有综合成本低、施工周期短。如图1为顶管施工示意图。
1.2顶管施工的基本原理
在进行顶管施工时，施工人员首先要在工作坑中进行支座的设置并且完成液压千斤顶的安装，借助主顶油缸和管道间中继间的推力将工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推到接收坑内吊起。与此同时，施工人员还要紧随工具管或掘进机将预制的管段顶入地层。在顶进施工的过程中还要兼顾地层的开挖，并且要采取合理的施工方法做好管道的埋设施工。在施工的过程中，首先要进行顶管工作井和接收井的制作，将其作为一段顶管的起点以及终点，工作井中有一面或两面井壁设有预留孔，作为顶管出口，其对面井壁是承压壁，承压壁前侧安装有顶管的千斤顶和承压垫板（即钢后靠），千斤顶将工具管顶出工作井预留孔，而后以工具管为先导，逐节将预制管节按设计轴线顶入土层中，直至工具管后第一节管节进入接收井预留孔，施工完成一段管道。
1.3顶管施工技术的应用及发展
顶管施工技术最早始于1896年美国的北太平洋铁路铺设工程的施工中。1948年日本第一次采用顶管施工方法，在尼崎市的铁路下顶进了一根内径600mm的铸铁管，顶距只在6m。欧洲发达国家最早开发应用顶管法，1950年前后，英、德、日等国家相继采用。我国较早的顶管施工约在20世纪50年代，初期主要是手掘式顶管，设备也较简陋。我国顶管技术真正较大的发展是从20世纪80年代中期开始。1988年上海研制成功我国第一台土压平衡掘进机。
2 顶管施工技术要点
2.1 管节预制及防水处理
管节在管节厂进行预制，采用整体钢模一次性浇注形成，在施工前运至施工现场，到场后进行接口防水处理。
2.2 顶管工作井施工
顶管施工类似盾构法施工，需提供顶管下井和吊出工作井，始发井及接收井尺寸需根据顶管机尺寸进行设计。
2.3 顶管端头加固
在顶管施工前，对始发井端头及后靠背、接收井端头进行地基加固，为顶管始发及接收提供保障。如图2为顶管端头加固示意图。
2.4 顶管始发
在顶管施工前，主要准备工作有：①洞门探孔打设及连续墙破除；②测量定位及始发架的安装；③顶管机组装、调试等。
2.5 正常推进
在顶管机完全脱离始发端头加固区后，进入正常的顶进阶段。在整个顶进过程中，对刀盘切削面注入改良液，进行渣土改良；同时在管节壁后注入触变泥浆，减少顶进磨阻力。（1）顶管机正常顶进阶段应重点控制如下参数：结合地面沉降量及时调整正面土压力、出土量、顶进速度、注浆量和压力等各种施工参数。（2）顶管机顶进时应均匀出土，控制好初始偏差，并及时调整后座千斤顶合力中心来控制初始偏差，确保机头初始状态稳定和轴线顺直，在推进时遵循“勤纠、少纠、及时纠”的原则。（3）矩形顶管对管道的横向水平位置控制要求较高。在顶进过程中要密切注意防止机头产生转角，一旦发现应立即采取刀盘反转、加压铁等措施进行纠正。（4）长距离顶管施工中，为减少土体与管道间的摩阻力，最有效的方法是在管道外壁压注触变泥浆，使管道四周形成一圈泥浆套以达到减小摩阻力的效果。要求泥浆在施工期间不失水、不沉淀、不固结。
3 顶管施工重难点分析
3.1机头及管节旋转
3.1.1原因分析
顶管机出洞时，由于机头与导轨之间摩擦力较小，难以平衡刀盘切入土体时的反力矩，机头产生偏转。出洞后，虽然机头后有管节，但是还不能平衡反力矩，还会带着管节一起偏转；纠偏量过大，纠偏频繁，往往也使管节产生偏转力矩，引起管节偏转。主顶油缸安装不平行同样会使管节产生偏转。
3.1.2应对措施
顶进中尽量避免过大及频繁的纠偏。主顶油缸安装要平行于轴线，控制油路要使油缸动作同步。顶进中可利用刀盘反力矩纠正偏转，适当加大刀盘切土深度，然后将刀盘回转方向切换到与机头偏转方向一致。在机头一侧加配重，调整机头偏转。
3.2顶力急剧增大
3.2.1原因分析
触变泥浆选材质量不好。触变泥浆材料配方不合理。现场搅拌不充分，水化时间短。注浆孔布置不合理；注浆泵耐压低；注浆量没有控制好。
3.2.2应对措施
选材应进行测试和论证；配方应进行筛分和优化；科学合理的按设计
的管路进行布置；采用液压注浆泵，并维修好，确保耐压大于2b Pa以上；注浆量和注浆压力按设计要求控制；所有压浆接头用生料带包扎，确保无渗漏现象。
3.3顶进过程中蛇行和滚动控制
3.3.1原因分析
由于在顶进过程中对土体的扰动，使土体和顶管机的周边握裹力减弱，纠偏过大，产生蛇行。由于压注润滑泥浆方法欠佳或局部注浆过量时，使浆液不能形成箍套，而在管道底部不断积聚浆液造成钢管上漂。
3.3.2应对措施
加强润滑泥浆压注的科学管理，确保注浆和顶进的同步性，使浆液能及时填充到顶进出现的空隙。补压浆要遵守“全线、平均、及时”的原则，使管节周围能均匀形成泥浆套，尽量避免局部超量超压。在特别严重区域，采用上注下放和压重的补救措施，减少出现曲线驼峰。
4顶管施工技术在市政工程中的优势
顶管技术在我国的市政工程施工中被广泛的使用，这一技术最大的优势就是在施工的过程中不用对地面进行开挖，在市政工程的管道、管线的施工中，可能会需要经过公路、铁路、河流和建筑物等。所以进行开挖的话难度很大，有的地理条件根本不可能实现，所以使用顶管技术成为不二之选。与传统的施工技术相比，顶管技术在工程的整个施工中节约资金从而起到节约成本的作用，整个施工的工期也比较短，另外在市政工程的施工中使用顶管技术，还能够大大的降低施工中的噪音污染，减少粉尘的排放，具有很重要的环境保护作用。在我国目前的城市化建设中，这一施工技术使用的比较普遍。但这一技术的使用对施工的技术人员的要求也很高，要具备一定的技术水平还要有较高的综合素质，而且在施工之前要对施工的现场进行勘察。总结顶管技术的主要特点就是：具有很好的环保作用、工程的工期较短、施工的成本较低。
结束语
综上所述，随着市政设施的不断完善，地下各类管道建设规模逐渐扩大，顶管施工技术的应用将会越来越广泛。在顶管施工中，必须严格控制施工工艺，做好过程控制，注意施工难点问题，遇到问题及时处理，确保施工质量。今后顶管施工技术将会得到不断的发展和完善，在市政工程中将会取得更好的应用效果。
参考文献：
[1]王建石.市政给排水管道顶管施工技术要点[J].黑龙江科技信息，2013（36）：201.
[2]何耀涛.市政工程中顶管施工技术要点[J].中国市政工程，2008（6）：71~72.
[3]肖鹏.顶管施工技术在市政工程中的应用[J].中国城市经济，2011（17）：308~309.
论文作者:杨国浪
论文发表刊物:《基层建设》2017年第35期
论文发表时间:2018/4/20
标签：顶管论文; 施工技术论文; 市政工程论文; 管道论文; 机头论文; 泥浆论文; 技术论文; 《基层建设》2017年第35期论文;