摘要：顶管施工是继盾构施工之后而发展起来的一种地下管道施工方法。它不需要开挖面层，并且能够穿越公路、铁道、河川、地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等，在我国，特别是沿海发达地面逐步普及使用，顶管设备也越来越先进。在各类市政建设项目中，顶管施工技术已被广泛应用。本为介绍了顶管施工的概念和技术的必要性，并分析顶管施工质量控制的措施，谈了顶管施工时应注意的安全防护措施。
关键词：顶管；施工工艺；质量控制
顶管施工是在盾构施工之后发展起来的一种地下管道施工方法，它不需要开挖层面，而且能够穿越铁道、公路、地面建筑物、河川、各种地下管线以及地下构筑物等。就我国而言，它已经被广泛应用，尤其是在沿海发达城市，顶管设备也日益先进。此外，在各种市政建设项目中，顶管施工技术的应用也日益广泛。但是随着经济和技术的发展，顶管施工工艺与质量控制要进行必要的创新，以更好的满足现实需求。
1 顶管施工技术概述
1.1定义。所谓顶管施工，就是借助顶进设备在工作坑内产生顶力，克服周围土壤与管道的摩擦力，按照设计的坡度将管道顶入土中，并将土方运走。将一节管子顶入土层后，再下第二节继续跟进。它的原理是借助主顶油缸和中继间、管道间等推力，将工具管或者掘进机在工作坑内穿过土层推进到接收坑内吊起，同时，把紧随工具管或者掘进机后面的管道埋在两坑之间。
1.2顶管技术的必要性。城市交通系统既繁忙又脆弱，开挖敷设地下管道必然会造成交通中断，尤其是敷设横穿城市主干道下面的管道，大开挖埋管势必会造成交通阻断，从而造成经济损失。当地面建筑物较多时，不能采用槽工艺进行地下管线施工。如果开槽施工的支护费用过高，就容易造成对建筑物的破坏和外运、碴土堆放对市区的污染，这些都会给市民的工作和生活带来不便。此时，可以采用顶管施工工艺进行地下管网的施工以避免上述问题的发生。
2 顶管施工量控制措施
2.1在顶管施工前对场地进行详细的勘察。勘察内容包括水文地质和工程地质情况，土层变化情况与地下水位情况；探查地下管线；探查穿越建筑物时的建筑物基础。根据经过场地的地质情况，合理选择顶管机械。泥水平衡、气压平衡、土压平衡及人工陶土等形式的机头各有自己的适用范围，不同的型号机头也各有自己的特点，在选择顶管机械设备时，应该事先把勘察探测工作做好，区分不同的土质类别，选择合适的机械设备。
2.2选择合理的施工工艺。施工工艺对顶管施工的成败具有至关重要的作用。所谓顶管施工工艺，就是从机械设备开始进入场地到顶进全部结束的整个过程，它包括顶进机械的选择、顶进线路的选型、注浆减摩技术和机头进出洞技术等。根据顶管直径来选择工具管，通常可采用网格加密式、顶部前伸式。操作失误是造成塌方的另一个原因，例如，盲目超前开挖，停顶后未设防塌的措施，这些都会造成地面的沉降。
2.3顶推动力控制技术。顶推后座设计：顶推的反力墙需要精心设计，以确保顶推时后座的安全；泥浆减阻和中断站的采用：配置优质泥浆，将压力注入管体和岩体之间，以降低两者之间的摩阻力和顶推力，有利于减小管体偏移、顶进系统安全和降低地面沉降；在管道顶进过程中需要处理好管道接头的密封问题，首先要选择合理的管道类型，如果密封不好的话，会产生渗漏、增加地层的损失，也会带来施工的不便；适速顶进，如果顶进速度过快，很容易造成地面隆起，顶进过后要及时注浆，填充管体与岩土之间的空隙，减小地面沉降和减小阻力。
2.4顶管施工线形控制技术。1）测量方法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆用坐标法，以设计出的工作井坐标和接收井中心坐标为根据，直线顶管部分运用导线法，把控制点定在工作井上。当顶管顶进时，在机头中心设置一个光靶，依据其反映的读数，就可以知道机头目前的方位；曲线顶管部分，根据接收井坐标、工作井、曲线半径和圆心坐标，运用全站仪测出机头光靶坐标以了解机头偏差情况。2）测量设备。顶进的测量和方向的控制，主要是运用全站仪，辅之以激光经纬仪与水准仪。如果顶进距离长而观察困难，可采用自动跟踪仪来测量，再用油缸进行纠偏，要遵循先纠上下后纠左右的原则。3）测量与方向控制要点。要制定严格的放样复核制度，做好原始记录，顶进前必须遵循这一制度；布设在工作井后方的仪座应避免顶进时变形和移位，需要定时复测和及时调整；顶进纠偏需要勘测量和多微调，纠偏的角度要保持在10’到20’之间，不能大于1 度，并要设置偏差警戒线；初始推进阶段，方向主要是控制主顶油缸，要减慢主顶推进速度，也要及时调整油缸编组与机头纠偏；开始顶进前要制定坡度计划，事先要计算出每节管、每米的位置、标高，确保顶进的正确。4）曲线顶管的测量。这是整个顶管工程质量的关键，直接关系到管线线形的平顺以及顶管的顺利贯通。顶管施工测量由高程测量与左右测量两部分组成。高程测量比较简单，把永久性水准引测到井边，采用垂直吊钢尺引测到井下，设置临时水准点，在管道内架设水准仪至机关内标靶，就可以知道机头高程偏差。
2.5顶进纠偏应急与预防措施。根据顶管机械仪与测量数据提供的倾斜仪基数、机头折角和前后尺读数比较、走动趋势、机尾处地面沉降量等数据进行合理分析；顶进过程中的纠偏可采用调整纠偏千斤顶的方法来纠阻，如果管道左侧千斤顶采用的是左伸右缩的方法，反之亦然，如果同时存在高程与方向偏差，就应该先纠正偏差大的一面；发生较大偏差时应分析发展趋势，分次逐步纠正，如果偏差超过质量标准，就要通知停止顶进，研究有效的措施后才可继续顶进；采取措施应对顶进中发生的顶管机头旋转，因为其会影响出土和测量等，防止偏转扩大的方法有改变切削刀盘的转动方向、增加管内相反方面的压重块。
3 顶管施工时主要安全技术措施
在开通预留孔砖墙时，要注意脚手架稳定牢固，同时要注意凿除顺序，操作人员站立位置等，以防砖墙突然倒塌，要有专人监护观察。刚顶进时管子要防止反弹，因刚顶进管子还没有一定距离和摩阻力，很容易被洞外泥土压力挤出。因此在顶进到位收泵时，要注意观察反弹现象，如有反弹停止收泵，采取止回措施，方可收泵。由于顶进距离长，管道内的防火措施也相当重要。主要作好以下几点：a．管道内，未经许可不得动用明火；b．管道内任何人都不准吸烟；c．用于管道内的所有材料，都应是非燃材料或具有延迟起火的性能；d．管道内的气体含量需经常检测，发现可燃气体超标，应立即停机，加强通风。用电安全必须注意。管道内设置走道板供工人及有关人员安全进出。电缆、钢管、通风管、高压油管等在中继间处应安装一截软管，防止使用中继间时，拉断有关管子造成不必要的损失。管子吊装安全措施：吊管必须有人指挥，并持有有效证件；吊机停放要平稳，基实牢固的位置；吊机驾驶必须持有有效证件（特殊工种操作证）；吊管钢丝绳要选择标准规定的材质，吊管时管内与钢丝绳接触点要垫好木块，以免擦伤钢丝绳和管口钢套环；在吊装管子时，沉井下垂直点不准站人，与管体平衡点不准站人，防止悬空喷性而碰撞伤人。顶管技术是一门综合性的技术，顶管施工随着管道建设的发展已越来越普及，应用领域也越来越宽，相信随着顶管施工的普及和专业化，顶管施工会在不断实践中成熟。
参考文献：
[1]梁修勇.顶管施工工艺及工序质量控制要点[J].安徽科技，2015（1）.
[2]陈国红.浅谈顶管施工工艺及质量控制[J].广西城镇建设，2014（11）.
[3]潘成锐.浅谈大口径高埋深人工顶管工程的施工工艺[J].广西城镇建设，2014（7）.
作者简介：
刘小乐，作者身份证号码：130103198311010055
论文作者:刘小乐
论文发表刊物:《基层建设》2017年第24期
论文发表时间:2017/11/29
标签：顶管论文; 管道论文; 机头论文; 测量论文; 施工工艺论文; 偏差论文; 地面论文; 《基层建设》2017年第24期论文;