摘要：随着我国科技的不断进步，城市化进程的不断加快，市政给排水管道工程已经成为了一项最为基本的建设工程。顶管施工技术是指在不开挖地表的情况下，利用液压顶进工作站将待铺设的管道顶进土壤中，是一种非开挖式地下管道铺设技术。本文就长距离顶管施工中的常见问题进行技术分析，提出解决措施。
关键词：长距离；顶管施工；施工重点；技术分析
1 长距离顶管施工中常见问题
1.1 长距离顶管施工中顶力大小的影响因素
顶管施工技术应用到长距离地下管道铺设工程中，能否把管道顶进土壤中，一般人们认为只要随着距离的增加不断增加顶进力即可。实则不然，顶力大小还要由管材及摩擦力决定，因为随着顶进力增加，管道受到的挤压力也增大，当达到管道承受最大值时，管道可能发生断裂损坏。常见的混凝土管道抗压强度一般在13MPa～17.5MPa范围内，玻璃纤维加强的混凝土管道抗压强度在90MPa～100MPa，钢管的抗压强度在210MPa，在施工中一般优先采用钢管。
顶管施工中常见的方法有土压式和泥浓式。土压式是利用单刀或多刀土压平衡掘进机掘进，然后填满一定比例的物质，再用顶进机直接顶进管道。这种方法一般适用于半径在1000-3000mm的管道。泥浓式是在清理掘进后的废物之后灌入泥浆来减小管道与土壤之间的摩擦，确保顶进过程中摩擦力不会让管材形变损坏。这种方法适用于直径在700-2200mm的管道。
长距离顶管施工的顶力大小还要考虑后座的承受力。施工前要先确定顶力的最大值，在以此为准加固工作井的后座让他足以承受顶进力的反作用力。一般情况下一旦推力被确定，就不允许有超过推力的顶进操作出现，以免造成事故。
1.2 长距离顶管施工中顶管偏差分析
长距离顶管施工中管道偏差主要由于距离，距离过长导致不可控制的因素增多，最后出现铺设偏差影响工程质量。
长距离顶管施工中常采用激光经纬仪进行测量定向，这也是产生偏差的一个因素。普通的经纬测量仪光电一般在10mm一下，如果距离过长，光点将变大，影响测量的精度，如果改变激光的亮度来提高精确度，很有可能出现激光伤人的现象。而且如果管道内有水雾，势必会出现激光的偏折从而产生偏差。
管道的自身参数也是产生偏差的一个重要原因。管道的直径越小，所产生的偏差越明显，因为直径越小的管道在顶进过程中方向越难以把握，加之长距离的顶进施工极易出现管道铺设偏差无法保证工程质量。对于大直径的管道，更多的考虑的是管道与土壤岩层之间的摩擦力。因为土壤岩层中的细节条件无法直接计算，在顶进过程中管道外壁与土壤岩层摩擦力是不均匀的，如果出现两边摩擦力大小不一致，在相同的顶进力作用下，摩擦力差值高于某一值时，管道铺设便会出现偏差这也是距离越长，越容易出现的偏差。
2 解决方法及技术分析
2.1 针对顶力大小影响因素，提出解决方法
对于顶进机的顶力过大造成管道形变损坏的现象，我们一般采用更换管材的方法。钢管是承受顶力强度最大的管材，加玻璃纤维的混凝土管道次之。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆更换管材能提高管道对顶力力的承受强度，而减小摩擦力能有效的降低顶进力，也能减小管道的承受力，避免损坏管道。减小管道与土壤岩层的摩擦力，一般采用土压式和泥浓式，这是有效减少摩擦力的方法，在顶进过程中再采用二次灌浆的方法，不仅降低了顶进力，也能减小顶管施工中摩擦力产生的偏差。在工作井开挖后要浇筑一堵后座墙，以此来承受顶进过程中的反作用力。
2.2 针对铺设管道偏差分析，提出解决方法
管道铺设偏差，一直以来都是最难解决的问题，尤其是对于长距离的顶管施工。我们只能通过采用一些手段方法减小偏差，但是无法避免。采用激光经纬仪来测量管道铺设距离和方向，对于管道直径较大的，可采用人工进入定点。对于直径较小的管道，如果工人无法直接进入，则采用加大激光亮度，操作人员佩戴护目镜，降低对施工人员的伤害，还可以在施工过程中采用全站仪和激光水准仪进行频率为1m/次的测量，确保管道铺设的走向和角度的精确度。对于管道内雾气的现象，采用干燥剂来除湿，降低激光的偏折可能。对于顶进过程中的摩擦力产生的偏差影响，我们可以采用灌浆法，泥浆是由一定比例的水、土和碱三者调配成的触变泥浆，利用触变泥浆减少顶进过程中管壁与土壤之间的磨擦力，并回填土壤，减少土体变形沉降。
3 其他问题
长距离顶管施工技术可以快速的穿过墙体，确保土层的稳定和牢固，降低土层在空气中暴露的时间，降低土层掉落的可能。一般情况下采用灌注适量混凝土对土层进行稳固处理，提高墙体的稳定性。其次在墙体加固造成之后，要用橡胶圈对掘进洞口口做密封技术施工处理。
中继间一般放在地质条件复杂的地方，能够有效的降低管道铺设过程中的误差可能，合理布置中继间数量可以避免由于中继间数量过多或者过少造成的资源资金浪费和工程质量问题。在施工中，首先要将顶管顶进一定的距离，整合数据和结合施工经验确定一号中继间的位置，再根据一号位计算出管道受到的阻力来确定二号三号中继间的位置，而且在之后的施工中要不断调整中继间的数量和位置，从而确保管道铺设工程的质量。在长距离顶进过程中，当顶进阻力超过整个系统可以承受顶力最大值时，无法一次达到顶进距离，须设置中继间分段接力顶进。
中继间由前壳体、千斤顶及后壳体组成。前壳体与前接管连接，后壳体与后接管连接，前后壳体间为承插式连接，两者间依靠橡胶止水带密封，这是为了防止管道外水土和浆液倒流入管道内，影响管道的使用，造成工程质量问题。
每只中继间需要安装十个三十吨的千斤顶，并且要沿圆周均匀布置。千斤顶的行程为28cm，用紧固件将其固定在前壳体上。为了保证钢壳体结构在使用中不会轻易损坏，要对其进行精加工。中继间壳体外径与管节外径相同，这样可以减少顶进过程中管道对土体扰动，降低地面沉降的概率，减小顶进阻力。顶进施工结束后，要拆除千斤顶及各种辅件，用细石混凝土填充外壳与管道的间隙。
为了保证管道铺设工程质量，管道接口要做好密封处理。管节接口主要由外套环橡胶或钢套环止水带和软土衬垫组成。值得注意的是在使用钢套环时要检查套环的质量，套环是否变形，管口身体损坏等，以确保管节在对接过程中，橡胶带不会出现移位翻转等现象，确保管节的密封性。同时，钢环套在使用前还必须做好防腐处理，确保在很长一段时间内都能够正常使用。
4 小结
长距离顶管过程是一个复杂的力学过程，它涉及材料力学、岩土力学、流体力学、弹塑性力学等诸多学科。但顶管施工必须严格控制好顶管推力，而对顶管计算复核能够准确估计顶管的推力。顶管的推力就是顶管过程管道受的阻力，包括工具头正面泥水压力、管壁摩擦阻力。泥水平衡压力：在封闭的工作仓内加泥水压力平衡地下水压力，是防止泥砂涌入的重要方法。泥水压力一定要合理。压力较小，大量的泥砂涌入，会造成路面破坏，地表设施受损；压力过大，会增大主千斤顶负荷，严重的可能产生冒顶现象。只有通过了严密的顶管计算，采取了先进的顶管设备，才能成功高效地完成了顶管施工的工作。
论文作者:王晓刚
论文发表刊物:《基层建设》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/16
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