摘要：目前，我国地下管网系统逐步成熟，为避开现有密集管网系统，大城市管线不断加大埋设深度，进而增加了开挖的成本，这种情况下，顶管施工技术的应用具有显著的优势。为此，市政工程顶管施工技术的合理化、经济化及规范化，为道路建设质量提升提供可靠的保障，施工单位必须大力推广与应用。
关键词：市政道路；污水管道；顶管施工技术
1.顶管施工技术的概况
顶管施工技术是指在市政施工中一项非开挖或者少开挖施工技术。这项技术的优势是对施工附近环境不造成影响，施工不需要较大的场地、并且噪音污染小，大部分作业将深入地下操作。其缺点是施工工期较长、工程造价偏高。顶管施工技术原理为借助于主顶油缸及管道间、中继间等的推力，把工具管或掘进机从工作井内穿过土层一直推到接收井内吊起。与此同时，也就把紧随工具管或掘进机后的管道埋设在两井之间，以期实现非开挖敷设地下管道的施工方法。其基本施工环境如下图所示。
2.市政道路污水管道顶管施工前的准备工作
2.1现场的平面布置
对现场的平面布置主要包括：起重设备、自动控制室以及拌浆棚及拌浆材料堆场、弃土坑的布置和注浆系统等。顶管施工前，始发工作井内主推千斤顶、顶管机、发射架、前顶铁和反力架等顶进设备安装并报验收。同时工作井边侧设置下井扶梯供施工人员上下。
2.2顶管机进、出洞处以及后靠土体加固
在进行顶管施工过程中，为了提高顶管机出洞的安全系数，必须对进、出洞区域的土体和后靠土实施加固作业。然而，加固的措施如下：
2.2.1通过采用高压旋喷桩施工措施，对混凝土后备墙进行加固。
2.2.2为了避免顶管机进、出预留洞产生泥水流失，并且避免在进行顶进时压注的触变泥浆不流失。需要通过堆土反压措施，且在工作井的洞口做好止水措施，以此提高施工的安全。
2.3顶进管的选择
顶进管一般选用钢筋砼管，如没有腐蚀要求可选用钢管。钢筋砼管的规格设计、配筋和应力验算应遵守有关钢筋砼的标准和技术规程，特别是有关钢筋砼管的标准和技术规程。①顶进管直径的选择：顶进管的直径选择是首先根据工程性质、工程需要确定内径，根据顶进管所受荷载确定砼管的配筋及壁厚，进而确定外径。②顶进管长度的选择：顶进管的长度对顶管过程的可控性和经济性有很大的影响。在直线推顶的情况下使用长管可以减少装管的次数，取得良好的效果，但随着管长度的增长，如果偏离原定的路线，使之恢复正确路线要比使用短管更加困难。一般情况下，管长度须相对于管径来衡量，当L/D外≤1.10时，为短管；当L/D外=1.15时，为标准管；当IJD外≥2.10时为长管。
3.某市政污水管道顶管施工技术实例分析
某市政污水管道工程，Φ800mm为污水管直径，7.5m为埋设深度，现需穿越三环路外侧绿化带及三环路局部路面段，如选取明挖明埋管施工，将对三环路现有绿化带、边坡、人行道及快车道辅道等造成严重损坏，甚至对三环路交通造成严重阻碍，影响车辆通行，且施工具有较大难度。为此，必须选取非开挖施工技术，达到地下穿越、确保行人安全及交通通畅的目的，也就是说在对现有路面、绿化带不损坏的情况下，即实现顺利安装施工管道的目的。为此，按照施工现场具体情况，选取机械+人工的方式进行管道顶进施工。要求先加固、防护开挖工作井，避免塌方问题出现，做好防护工作后即可进行管道顶进施工，随后对管道和土层之间进行高压注浆施工，避免现有地层下沉，损坏三环路路面。
3.1安装设备
3.1.1安装导轨
顶管工程施工中合理设置导轨，保证其具有良好稳固性。先清理干净、整平及夯实工作坑底，随后进行C20混凝土（20cm厚度）垫层浇筑，且进行螺栓预埋，为导轨紧扣提供便利。导轨方向需平行于管轴线方向，导轨中心间距轴线则需完全重合于所顶进管道轴线垂直投影线，标高偏差应与施工规定相符，要求偏差控制在3mm以内。
3.1.2安装千斤顶
采取油缸用于主顶站千斤顶，在型钢制作千斤顶支架固定，在井底横梁焊接支架，在水平直径成45°顶管圆周上设置千斤顶着力点，也就是对称于管道中心垂线，在管道圆心上设置合力作用点，保证各个千斤顶纵坡尖等同于管道设计坡度。
3.1.3顶管机
按照管材本身重量、地面摩擦力具体情况，通过计算得出260t最大顶力，需进行YET300型油缸2台安装、泵站联合作业2台，以此符合顶进力需求。
3.1.4操作台及下管
在原地面平整后设置操作台，当发现原地面松动可进行木板垫设，选取吊车12t进行下管吊装就位。
3.2管道顶进
顶进施工前，选取胶水在钢筋混凝土管口位置进行遇水膨胀止水圈粘结，放置位置为管厚度中间偏外，顶紧后保证管内具有2到3cm缝深，通过顶力压实，管里缝填充密实可通过水泥砂浆勾缝进行，纯水泥浆抹内带压光，避免渗水出现。为避免错口位置出现在顶进施工中，需将钢内胀圈固定到管壁外侧。除此之外，还需将压浆管安设到管壁外侧，避免顶管扰动附近土体，此时还做好土体和管道间缝隙的压浆工作，避免管顶土层沉降。
因该工程属于干硬性黄土地层，掘进时可通过人工方式施工，小斗车将土运出，集中运送到一个位置后，即可选取卷扬机提升向外放置，每次开挖可按照地层具体情况进行施工，要求一节开挖后，需及时进行一节顶进，最大顶程控制在60cm以下，污水管顶进时则需在50cm以下进行控制。在安装导轨时，应确保其稳固性，避免位移问题出现。要求详细记录、观测各次顶进过程，对其方位高程值进行准确计算，做好纠偏工作。
3.3管外壁压浆
选取钢管（50mm直径）作为压浆管，1.95m为其各节长度，根据梅花型设置钢管，30cm为其间距，通过丝口连接2管。用钢片在相近混凝土管之间焊接成卡，且通过管道顶进带动施工。
完成顶管作业后，需利用此管将水泥将压入，压入次数为2到3次，压力可由0.5―2.0Mpa依次上调，保证水泥浆压入后将混凝土外壁包裹好，保证没有空隙出现，避免沉降、裂缝问题出现。
3.4闭水试验
为保证工程施工质量，在完成混凝土管顶进后，需做好污水管道闭水试验，且根据施工规定，确保其满足设计规范后，即可结束施工。
结束语
综上所述，顶管施工技术是市政工程中的一种非开挖技术，是一种安全、高效、环保、便捷的市政工程施工方法，在市政道路污水管顶管施工过程中首先要做好施工前的准备工作，并重视相关的施工技术要点，这样可以最大限度地提升市政道路施工的质量，并且延长工程的使用周期。
参考文献
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[2]曹聪.浅谈道路排水工程污水管顶管施工技术[J].华章.2013.
[3]汪玉泉，朱彩珍.浅论顶管技术在市政给排水工程中的应用[J].黑龙江科技信息.2010.
论文作者:林耿彬
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/30
标签：顶管论文; 管道论文; 施工技术论文; 污水论文; 千斤顶论文; 导轨论文; 环路论文; 《建筑学研究前沿》2017年第36期论文;