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摘要：随着顶管施工技术在给排水工程中的应用领域越来越广泛，施工工艺也越来越完善，近年来越来越多的运用在市政排污工程施工中，使我国的顶管施工迈上了一个新的台阶。文章主要以顶管施工技术为研究对象，论述了顶管施工方法的优越性，同时通过对某市政给排水工程中截污工程顶管施工部分的分析，可为类似复杂环境顶管工程提供参考。
关键词：顶管法；市政管道；非开挖技术
1.市政顶管施工技术的概述
顶管技术是一项非开挖施工的方法，是对地下管线修复、铺设、开挖的一次重要变革，这种技术于1896年在美国铁路铺设工程中首次应用成功。机械掘进顶管施工和人工掘进顶管施工是市政顶管施工中主要方式的两种。
首先是机械掘进顶管施工，这种施工方法是从掘进设备性能提升的前提下出现的，它与人工掘进技术比较，施工速度更快，适用区域更广阔，安全性高、方便管理等优点，目前在我国经常使用的施工方法有土压平衡、泥水平衡以及气压平衡机械顶管等。在这当中，具有显著应用优势的是泥水平衡机械顶管施工技术，它具有平衡效果良好、地表沉降少、可快速顶进、有很强的土质适应性等，能够使含有地下水的土层有效平衡，适合应用在淤泥质地层和流沙中。
另一种是人工掘进顶管施工技术，是在合适的环境和地质条件下，由简单工具和人工，在套管前面开挖土体。这种方式操作灵活、简单，节约成本。但是人工掘进对地质的稳定性有较高要求，只适用于粉质粘土、砂性粉土以及泥灰等土层中，不得用在淤泥、含水卵石层、流沙、砂质粉土和砂土及沼泽地中，且掘进中的施工安全难以保证，由此可见人工掘进顶管施工是有很大的局限性，目前这种施工方法已逐渐被淘汰。
根据上述分析可知，在复杂环境条件下市政顶管施工主要采用机械掘进方法，往往优先选择泥水平衡法，针对一些不良地质环境，如淤泥质或砂质土层，由于土层稳定性差，缺乏顶管所需导向力，极易出现跑偏、塌方等问题，对此可采用深层搅拌桩、高压旋喷桩注浆、小导管超前注浆对地层进行预处理措施，在顶管前加固土层，保证顶管施工的顺利完成。
2.实例分析市政顶管的施工技术
2.1工程概况
某市政给排水工程为截污工程劳动路顶管施工部分。本工程共设3座竖井，1座工作井（W16）和2座接收井（W15及W 16-1），从中间向两端分成2段顶进。工作井及接收井均采用沉井制作形式，两座检查井之间的管线施工采用顶管方式。
2.2合理选择顶管施工技术
依照整治工程施工图勘察过程中工程的地勘报告和地质勘察报告，工程区开挖岩体由上而下分别为人工填土和粉质粘土以及中细沙，在这当中水塘下面有厚度0.4米至0.5米的淤泥，地下水埋深达到7.0 米，依照相关施工技术、技术规程以及验收规范的要求，施工方法应当选用泥水平衡式顶管方式。
（1）施工流程
泥水平衡顶管施工工艺流程具体如下：测量放样、放样复核、基坑构筑、工作坑设备安装、出洞准备、机头出洞、顶管推进、中续间安装、下管、接口安装、水平顶进、顶管进洞。
（2）施工技术要点
1）分析顶管机进出洞
a.加固土体
此项工程顶管位置由于地层含水量多，为了杜绝涌入地下泥水，确保施工安全，应用门”式加固方式，也就是使用高压旋喷桩施工方法对管道外径顶部和两侧一定区域内的土体进行加固。
b.做好洞口止水工作
在顶管施工过程中，为了方便管子由工作井出洞，井口预留洞需要超过管节外径，通常为100毫米，故而存有间隔问题。针对这种情况，在顶进前一定要着重间隙的封闭，此工程将墙止水圈安装在洞口前，以杜绝泥砂和地下水进入工作井。
C分析顶管机出洞
在顶管设备的安装调试之后，要将以下工作做好：推进工具管至到与洞口相距1米为止；为了杜绝掘进机出洞时产生叩头问题，应用延伸导轨把机头和前3节钢混凝土管制作成能够调节的钢性联接；继续推进工具管，出土并维持理论泥水压力或土压力，在原装土被切入工具管时保持3至4小时不动，对静止土压力进行测量，同时经过计算判断推进土压力控制系数；推进工具管，在安装第一节管前，针对导轨和工具管进行限位焊接，以防主顶缩回。
d.分析顶管机进洞
顶管进洞需要注意以下要点：推进工具管至到距离接收坑井壁10厘米处方停止；在确保安全的前提下，应用空压机凿开井壁洞口，然后马上把工具管推至检查井；推进工具管使其满足设计标准，之后与混凝土管和工具管脱离；起吊工具管，将井内杂物清理干净，封堵管外壁、预留适当孔间隙，将出水管插入，使水有规律流进管中，以防造成第一节管下沉和土体塌方等问题；在完成顶管之后，需要做好套管两端的处理工作。
2）管子接口
管节接口主要由外套环（钢套环）橡胶止水带和软土衬垫组成。钢套环在加工处至现场运输吊装过程中不能变形，接口不损坏，以确保管节在对接过程中，橡胶带不移位、不翻转，确保管节的密封性。同时，钢环套在进场前还必须做好防腐处理。
依照设计要求，此工程管节使用的为“F"管，这种管接头稳固性高、有较好的受力性能，另外接口位置止水密封性能良好；吊运混凝土管所应用的是50t吊车，在管材搁置和运送时采用的是方木垫高，是为了杜绝“F”型钢板的变形。
由于此工程是对污水管道进行施工，因而防水非常重要。顶进“F”接头混凝土管之前必须将沥青或黄油涂抹在表层，使摩阻力减小，在顶进后将环氧砂浆填塞入接头。
3）管道顶进
a.掘进机施工过程中，刀盘一边偏心轧碎石块一边切削土砂，在碎石块粒径低于泥水仓与泥土仓联接位置间缝时，即可进入泥水仓，通过排泥管排出，以确保掘进机在砂土中顺利运行。（看不明白）
b.应用4个千斤顶同时顶进，与二级等推力油缸结合，使千斤顶着力点保持在管横剖1/4高范围。
c.需要连续进行顶进工作，不得中途停止。
d.在顶进时，由控制室负责人员对顶进速度实时监测，在正常顶进前提下，适宜顶进速度为2.5 cm/min或者3.5 cm/min。假如正面有障碍，顶进速度适宜为1 cm /min。
e.顶进过程中，每班均需填写施工记录、定时观测顶管位置偏差，及时纠偏，具体见图1。
图1纠错过程 在管道顶进距离超过100m时，适宜应用注浆工艺，通过触变泥浆套使顶进时土体管壁间的磨擦力减少，同时及时填充失去的土体，进而使土体隔水、沉降和变形状况减少。
水和膨润土搅拌形成触变泥浆。配比为8：1。搅拌触变泥浆之后存储在储浆箱，由注浆机通过管道送至混凝土的管注浆孔，之后在土体中构成泥浆套。
3.结束语
综上所述，在我国市政顶管施工中，人工掘进与机械掘进方法均得到了广泛应用，前者对于地质条件的要求较高，后者应用范围相对较广，尤其是泥水平衡机械顶管施工方法对于环境的适应性较强，在流沙和淤泥质地层均可得到较好的施工效果，使该截污工程最终实现顶管的顺利完工；因此，该技术值得推广应用。
参考文献
[1]魏小路，于童.市政给排水施工中的长距离顶管施工技术探究[J].江西建材.2015（21）
[2]韩君.顶管技术在给排水施工中的有效应用[J].中国建筑金属结构.2013（10）
论文作者:潘斌斌
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第16期
论文发表时间:2018/11/8
标签：顶管论文; 泥水论文; 工程论文; 施工技术论文; 工具论文; 市政论文; 方法论文; 《建筑学研究前沿》2018年第16期论文;