摘要：随着我国城镇建设的快速发展及城镇化进程的快速推进，市政给水管道的施工面临着严峻的挑战，常规的市政给水工程管道开槽施工方法不仅会对道路、建筑、以及地下设施带来一定程度的损坏，还严重影响城市交通、甚至铁路运行安全。顶管施工技术具有许多优点，即满足管道铺设的要求，又将对城市交通、周围建筑物和地下构筑物的影响降到最低。
关键词：市政给水；管道；顶管；施工技术
1导言
现如今，顶管施工具备相对较强的实用性，且在市政给水管道施工之中的运用愈发广泛。但是因为顶管施工是一项专业性高、施工难度大、技术标准高、造价相对较高的工艺，这势必会影响到顶管施工工艺的进一步发展。在我们国家科技水平以及经济高速发展的形势之下，各类先进化的顶管设备也在被逐步的研发出来，最为关键的就是人们对于自身所居住环境的要求愈发严格起来，这很好的为顶管施工工艺提供了发展平台。
2顶管技术概述
盾构施工相对成熟后才出现非开挖施工技术。作为非开挖施工技术，顶管施工的工作原理是在非开挖条件下，根据曲直线、坡度等一系列设计，利用顶进设备克服其与周围土壤之间的摩擦，将掘进机等顶进土壤中，再利用人工或相关设备运走管道内土方，并分段或整体敷设管道。顶管施工技术的动力主要是主顶油缸、管道级继电器的推力，利用这些力将掘进机等从工作井顶至接收井。对于长距离顶管，因为摩擦力的存在，故通常采取分段顶进的施工方式，并在管道与土壤相接处涂抹减摩剂以增大顶管施工一次性顶进距离，且可在管道中设置中继间。与开槽埋管相比，顶管施工技术的优点有：几乎不影响交通及周围环境、开挖面积小、土方量少、无需拆迁征地。但该技术也存在不足，如不宜在软土层施工，因为施工时管道易发生下沉且施工误差较大；曲率半径小或多曲线组合时难以应用此技术。目前以下三种情况会使用顶管施工技术：①施工现场施工条件有限，不可利用传统的开槽埋馆进行施工，且管线管径大于DN500时；②地下管线需穿越公路、河流、古建筑、交通干线，且管线管径大于DN500时；③老城改造时，地下管线错综复杂，开槽埋管由于严重影响交通及环境，且会产生巨大噪音，需进行拆迁征地而被弃用，且管线管径大于DN500时。
3顶管施工在市政给水管道施工中施工技术要点
3.1施工前准备与方法选择
工程在顶进前，须做好地质勘查工作，要对拟顶进区域的水文、地质情况、地基土壤种类及物理性质，各层土的密实度、含水层的渗透系数、地下水位、流量和地表水排水情况进行调查，保证顶管施工过程中土层稳定性。顶进作业应在工作坑水位降至基底以下0.5～1.0m进行。在开挖工作坑时，应设置好排水、降水系统。在顶进过程中，应根据前期对即将展开顶管作业区域的地质调查情况、土土壤种类等地质资料对可以发生开挖面失稳、顶进管道发生高程、方向偏移的地方进行预处理；对地质勘查发现的孤石、顶进路线中存在的斜岩面等，应做好应对措施，防止顶进过程造成路面下陷、隆起、开裂等现象以及对周围建筑物和构筑物造成破坏。
3.2顶进设备选择、安装及调试
顶进设备选择、安装。千斤顶台数根据最大顶力配置。设备安装完后进行调试：逐步加大油缸压力检查千斤顶功能有无异常，管路有无泄露；推动管身，测定起动推力。顶进设备调试以试顶一般以顶动管身为止。试顶中，在各有关部位及观测点处均应有专人负责，随时注意变化情况；油泵开启后每当油压升高5～10MPa时须停泵观察，如有发现异常情况，应及时处理；同时要注意观察后背和底板的变化。
3.3顶管出洞
顶管出洞是顶管施工过程极为重要的一环。顶管在出洞时应特别注意洞口土体质量、开挖面稳定性等，必要时可采用注浆法加固洞口土体，确保井内施工人员及设备的安全。顶管出洞顶进时油缸应逐步加压，时刻注意管子所受的应力值，如应力过大，可采用工具管来代替正常管节。顶管出洞如采用机械除土，要防止掘进机穿墙时下跌、必要时可采用延伸导轨、保留洞口下部预留缝隙砖墙等办法。
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3.4中继间的设置
中继间是长距离和超长距离顶管施工的关键装置，原理是通过将顶进管道分成数段，在管段之间增加油缸，分段向前推顶，使主千斤顶的顶力分散，从而达到增大一次顶进长度的目的。中继间应根据工程地质及工程需要准确计算顶进推力后而设置。。顶管到位后，中继间的外壳与管道的焊接质量关系到整个顶管施工的质量，应提前制定专项方案，确保连接处无渗水、漏水现象。因此中继间的选型、数目以及设置位置直接影响着顶管的质量和顶进速度，甚至关乎整个顶管工程的成败。
3.5注浆减阻
常用的注浆材料主要有高分子聚合物、膨润土泥浆等。注浆主要有两个作用：一是起润滑作用，注浆后浆液会在管外壁与土体之间形成一层液膜将顶进管道与土体之间的干摩擦变为湿摩擦，大大减少管外壁与土体之间的摩擦力；二是起填充管外壁与土体之间缝隙作用，浆液填补施工时管外壁与土体之间的空隙，同时在注浆压力下，浆液会渗入周围土体中，起到加固土体，减小土体变形，稳定路面的作用。
4顶管施工在市政给水管道施工中施工注意事项
4.1顶管内部环境控制
顶管施工过程中由于地质条件的不确定性，顶进线路中的土体质量、成份可能存在盲点，顶进过程可能会穿越淤泥质土层、垃场填土等有机物含量较高的土体，其经过长期的厌氧发酵会产生大量有毒气体，如不及时将这些有害气体排出顶管外部，会对内部施工人员造成重大伤害甚至死亡。因此在顶管施工过程，特别是采用人工除土掘进时要及时做好管内有毒有害气体检测工作，做好通风以及施工人员防护工作，必要时应穿防护服、配戴防毒面罩，确保施工人员人身安全。
4.2施工现场已有管线的保护
顶管施工前应提前做好施工现场特别是工作井与接收井影响范围内的已有管线勘查工作，避免顶管施工给周围已有管线造成破坏。管线勘查探测可通过所属地区城建档案馆调取管线资料、用专业地下管线探查设备探查、人工开挖沟槽进行坑探、与管线权属单位、管理单位现场确认等方式进行，对影响居民生活的重点管线如电力燃气供水、通讯等管线应重点加强保护，顶进前应计算顶管与其之间的距离，合理制定保护方案进行保护，例如加固即将穿越的土体，控制管线变形量；减少顶管开挖面在已有管道下方的时间等措施。在现已有条件下无法进行保护的情况下，应协调权属单位对管线进行迁改，从而保护已有管线，确保周边居民的生产生活不会受到顶管施工影响。
4.3顶进纠偏
顶管顶进过程中由于受到地质结构、土体强度、孤石等因素的影响，容易造顶管高程与方向偏差，导致顶管不能按照预定的线路到达接收坑，因此须实时测量管线的高程、位置，对已发生偏差应及时进行纠偏，纠偏方法主要有超挖法、木杠支撑法、千斤顶支撑等方法。纠偏应本着“勤测量、勤纠偏、少纠偏”的原则进行。超挖法纠偏，即在偏离轴线的反方向超挖土方，通过千斤顶的顶进使管道向反方法偏移，达到纠偏的目的，超挖法纠偏适用性强，操作简单，但纠偏量小，适用于管道轴线偏差在2cm以内的情况。当顶管轴线偏差超过2cm时，可采用木杠支撑法或千斤顶法纠偏。
5结语
顶管施工有很强的适用性，在现今市政给水管道的施工中广泛应用。但由于顶管施工是一项专业性很强、施工难度和技术要求都很高、工程造价较高的工艺，对顶管施工工艺的大量普及发展造成一定的制约。随着我国经济、科技水平的快速发展，各种先进的顶管设备不断研发，以及人们对周边居住环境的要求逐步提高，顶管施工工艺定有更广阔的发展空间。
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论文作者:梁承汉
论文发表刊物:《基层建设》2018年第23期
论文发表时间:2018/9/18
标签：顶管论文; 管道论文; 管线论文; 施工技术论文; 开槽论文; 市政论文; 千斤顶论文; 《基层建设》2018年第23期论文;