关键词：基坑支护；沉井；逆作法；土压平衡；泥水平衡
引言
近几十年来，随着城市化进程的加快，城镇区域面积迅速扩张，导致排水管网收水面积过大，加上各类管道系统错综复杂，排水管道规模及埋深不断增大，采用非开挖的顶管施工项目越来越多，非开挖顶管施工是先在管道的一段挖掘工作坑（井），完成后在其内安装导轨、后背、顶进设备等，将管道顶进土层，边顶边挖土，将管段逐节顶入土层内，直到顶至设计长度为止。如此，顶管井的基坑支护和顶管施工技术就构成顶管施工的两个重要分项。
1城市排水的建设重要性
在现代城市中，各城市的建设，特别是城市给排水系统的建设将在一定程度上影响人们的生活质量，这将影响整个城市的经济发展，改善人们的生活是的。这个水平也是现代社会合理利用自然资源的更有效方法，但是作为提高城市给排水能力的非常重要的基础设施，城市给排水系统起着非常重要的作用。这很重要。中国在新时期实施的发展战略是可持续发展，由于城市化的快速发展，自然需要对快速提高城市给排水工程建设质量提出要求。人们过着正常的生活，充分平衡了他们的生态发展。但是，中国的城市给排水仍然存在明显的问题，但是面对这样的情况，通过不断改善当前城市给排水的建设，有可能提高城市给排水的整体建设质量。可以改善和加强对城市自来水厂和排水工程顶管施工技术的研究，以确保排水质量。
2城市排水中的顶管过程概述
2.1管道工程施工过程概述
下水道中的顶管过程是一种非钻孔的施工方法，这意味着在将管道埋入地下时，很少或根本不会开挖。城镇排水管道的开挖和施工，彻底解决了城市建筑物和交通道路造成的破坏，有效缓解了城市建设工地的交通拥堵问题。这对于环境保护和土壤层很重要。在稳定性方面，优势是显而易见的，但是它们对交通流量大，人口高，地面上有许多建筑物以及地下室中复杂的管道的城市产生了巨大的影响。
通常，顶管的主要方法有两种：手动开挖和密封机械法，其中两种较常见的方法是指压法。平衡和泥水平衡：顶管结构中通常使用三种类型的管道：混凝土管道，钢管和玻璃砂夹层钢管。
城市排水顶管结构原理：在地下挖两个基坑井后，在工作台上放置管接头，通过主千斤顶或中继室的千斤顶进行机器千斤顶，在工作中，工作管接头良好。将其推出到预留口，然后穿过土壤层到达接收井的预留口一定距离，最后穿过接收井的预留口以完成管道的顶进配置。在此阶段，存在三种在管道顶管配置中使用最广泛的平衡理论：气压平衡，泥水平衡和指压平衡。在中国，泥水平衡和指压平衡更常用。（如图 1）。
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图 1 市政排水管道进行顶管施工
2.2 适用顶管工艺进行施工的地质条件
如果城市中的城市排水管道直径较大（即大于800毫米），则当将管道埋在施工现场时，您将无法实现挖空沟的方法，在管道上方还有其他建筑物可用。转换或建造城市排水管的顶管方法。当使用人工顶管技术时，顶管表面对土壤质量的要求更高。 ①着陆面的土地自稳定要求相对较好，②着陆面的地下水压力应低，否则额土会局部塌陷，难以控制着陆。方向。人工顶管的矫正通常是通过在顶面上局部开挖或吃土来进行的，但是，如果在顶面上发生快速的沙土现象，则不能进行局部过挖，并且偏差的校正是困难的。因此，为了在施工前认真了解有关地质调查资料，避免与质量有关的安全事故，有必要在开顶之前处理不良的油脂。例如，在某些城市进行排污工程，雨水管渠工程的顶管施工时，由于不利于施工地质的因素，处理方法应分为两种：喷粉桩和地质灌浆。合同要求顺利完成。
通常，在进行城市排水工程的顶管时，除对土壤的要求较高的城市地区外，对土壤强度也有特定的要求，例如高岭土，粘土等。顶管的优点是显而易见的，但是建设成本相对较高，对于大型的开挖管道结构，它们主要针对池塘，河流和软土地区，从而确保合理的管道结构。科学，安全且成本相对较低。通常，与开槽和埋管配置相比，顶管具有自动化程度高，配置速度快，地面沉降小，配置精度高以及对地面环境和交通影响较小的优点。
采用管道法施工，具体来说，根据设计方案，沿管道设置工作井和接收井，并在工作井上设置实心袋。将钢管或混凝土管和液压千斤顶提升到工作井中，连接相关的管道，例如照明和油管，然后缓慢推入液压千斤顶，并通过注浆系统注入触变泥浆以包围管道接头。创建一个在其上滑动管道的泥套。顶升时，必须用激光测量顶升管的方向和高度。顶升时，调整土壤排放，直到混凝土管或钢管连接到支撑井。辅助处理，例如缝纫和纸浆更换。
3.顶管井基坑支护
3.1 沉井
沉井是以井内挖土，依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到设计标高，然后经过混凝土封底并填塞井孔，使其成为桥梁墩台或其他结构物的基础。沉井用于顶管井基坑支护时，不填塞井孔，仅作为顶管施工安装顶进设备的临时构筑物，起到挡土挡水作用。沉井的整体性强、稳定性好，有较大的承载面积，能承受较大的垂直荷载和水平荷载，沉井施工时对临近建筑物影响较小，且内部空间可资利用。缺点是对粉细砂类土在井内抽水易发生流砂现象，造成沉井倾斜，沉井下沉过程中遇到的大孤石、树干或者井底岩层时表面会倾斜过大，会给施工带来一定困难。
3.2 逆作法
逆作法常用于高层建筑物。原理是先沿建筑物地下室轴线或周围施工地下连续墙或其他支护结构，同时在建筑物内部的有关位置浇筑或打下中间支承桩和柱，作为施工期间于底板封底之前承受上部结构自重和施工荷载的支撑。然后施工地面一层的梁板楼面结构，作为地下连续墙刚度很大的支撑，随后逐层向下开挖土方和浇筑各层地下结构，直至底板封底。逆作法的施工存在一定的风险性，因其为一圈一圈下做 , 在做完上一圈 , 做下一圈之前 , 下一圈的土体是处于超挖未支护状态，越往底下其水土侧压力越大，风险越高。故为了尽量避免风险 , 一般逆作法都在施工前在其外周围施打一圈或几圈维护桩。
4顶管技术的施工运用
4.1 顶管选择
由于顶管技术在不同的土层中具有复杂性和特殊性，其复杂性以及特殊性导致其对顶管直径、材质以及长度都有一定的要求。选择顶管直径的时候，确定顶管的内径要结合工程的性质，对顶管的直径进行选择时，要以内径的选择作为基础，进人顶管内径一般要大于等于 800mm，不进人顶管内径可选用小于800mm。混凝土管的壁厚与配筋只有在顶管的载荷被确定后才能确定。选择顶管材料的时候，要考虑顶管有没有抗腐蚀要求，当对于抗腐蚀没有要求的时候，一般是选择钢管。对顶管的长度进行选择的时候，要考虑到顶管实际的用途，顶管的长度既对整个工程的可控性有着十分重要的作用，还能将工程施工成本降低，可以选择较长距离顶管进行直线的推顶，这样拼装顶管次数就会被减少，进而导致取得的效果较好，可是如果顶管长度不断地增加，铺设顶管的路线有可能会在原来的预定路线上产生偏离，使得线路恢复难度增加。
4.2 顶管技术的工序
一方面是工作井与接收井的挖掘，工作井安放的是所有的顶进设备，同样也是顶管掘进机的始发场所，而接收井则是接受掘进机进入的场所。所以，顶管在施工之前，首先要做的就是在顶管线路上修建工作井和接收井。
另一方面是顶管掘进机以及顶管进行施工的主要配套的设备。顶管施工主要配套的设备有基坑导轨、主顶设备、后靠背、起重设备、顶铁、注浆设备等。
顶管施工工艺：测量放线→工作井（接收井）施工→导轨、后背安装→进洞顶进→顶管出洞→换浆、密缝、清理验收
4.3 顶管施工前期的准备
市政的排水工程是管道埋在地下，在施工之前如果相应准备没有做好，后期在进行维修的时候会有较大的麻烦。在施工前期，施工人员在进行施工材料进行购买的时候，一定要结合实际的情况，施工特点不同，选择的材料也不相同。对施工的材料要严格把关，进而使工程施工的质量得以提高。一般来说，处于车行道下方的排水管以及其他地方的排水管所使用的材料有所不同，处于车行道的下方排水管选择时要选二级以上钢筋混凝土的排水管，在对其它地方排水的管道进行选择的时候，要按照覆土深度这一原则进行；施工材料的购买要结合实际用途进行选择；顶进设备的选择要结合现场场地情况、顶进距离、穿越地层的土质以及地下水情况进行综合选型。
结束语：
基坑支护和顶管施工技术在不断完善，每一种基坑支护和顶管技术都有各自的适用条件和一定的局限性，不同工程应根据其实际工程条件、地质情况选用合理的支护方式和顶管技术，保证工程建设安全、高质、经济、快速地完成。为了使顶管施工的技术水平进一步得到提高，一定要认真分析研究市政给排水工程施工时顶管技术的进一步优化成熟，这样一来，才能保证城市居民可以正常且稳定地给水与排水，也才能将城市建设进程不断向前推动。
参考文献：
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[3]凌三福. 市政给排水施工中顶管技术的应用分析[J].中国高新技术企业，2013（05）．
论文作者:王常利
论文发表刊物:《城镇建设》2020年第4期
论文发表时间:2020/4/13
标签：顶管论文; 城市论文; 管道论文; 基坑论文; 沉井论文; 给排水论文; 工程论文; 《城镇建设》2020年第4期论文;