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摘要：随着城市化进程速度的不断加快，市政工程项目不断增加，市政道路建设水平在城市化建设中占据极其重要的作用。顶管施工技术作为市政道路工程施工技术之一，其不仅可以很大程度上提升市政道路施工的质量，还能延长工程使用寿命，最大化市政道路施工的经济效益和社会效益。本文主要结合笔者实际工作经验，对顶管施工技术的基本原理、市政道路顶管的概况以及市政道路顶管施工技术、注意事项展开分析探讨，以期能够为后续相关工作提供参考。
关键词：市政道路；顶管施工技术；基本原理
引言
随着城市基础建设的持续优化，对市政项目的建设要求也在不断提高，施工难度也大大增加。顶管施工技术在市政工程，尤其是大管径的管道工程中和交通繁忙的城市主干道改造工程的施工起着尤为关键的作用。在一些特定的市政工程中更具优越性，且更能满足当下市政建设项目不断提升的新标准和新要求。随着经济的发展，市政道路建设项目逐步完善，顶管施工便会不断增加，因此对其进行分析探讨有重要意义。
1、顶管施工技术的基本原理
顶管施工就是非开挖施工方法，是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术。顶管法施工就是在工作坑内借助于顶进设备产生的顶力，克服管道与周围土壤的摩擦力，将管道按设计的坡度顶入土中，并将土方运走。一节管子完成顶入土层之后，再下第二节管子继续顶进。其原理是借助于主顶油缸及管道间、中继间等推力，把工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推进到接收坑内吊起。管道紧随工具管或掘进机后，埋设在两坑之间。
顶管施工是继盾构施工之后而发展而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。顶管施工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。
顶管施工技术主要有以下几个特点：1）经济性。在利用顶管技术进行施工过程中，工作人员仅仅需要将管道断面部分的土去掉，这样不仅施工过程中产生的土量很少，运输堆土的也会同样减少，可有效降低项目成本；2）安全稳定性。在顶管施工时，开挖的范围仅仅局限于接收坑和工作坑，动土面积较小，因此能够保证基坑周围的安全稳定性，同时对交通影响也不大；3）施工文明。政府和社会不断强调对于城市形象的文明建设问题，利用顶管施工技术造成的公害较小，施工文明程度提高。
同时，顶管施工技术存在一定的局限性，当在施工时出现多曲线组合或者曲率半径太小的情况，相关人员的施工便会遭遇较大挑战，特别是在软土层，极其容易出现难以纠正的偏差，易造成管道不均匀下降。
2、市政道路顶管概况
对于市政道路建设，需要考虑对交通通畅性的影响程度。顶管施工技术相比其他同管径明挖的施工方式，该技术特殊的暗挖方式能在很大程度上减少对地面土地资源的占用。由于整个施工过程都在地下进行，因此对地面交通影响很小，甚至如果对施工过程进行更为严格的控制能保证地面交通完全不受影响。同时，在面对穿越铁路、建筑物、小河或者公里等特殊情况，顶管施工技术可以有效减少沿线的拆除工作。因此该方法能有效降低项目成本、节约资金、减少对土地资源的使用且有效提升工作效率。因此，要提高市政道路工程的质量，必须首先提升顶管施工技术。
顶管按照不同的标准，可以分为很多类型，如果按照管节口径大小来分，可分为以下三类：1）微型口径，管径通常在400毫米以下，微型管子一般埋得较浅，穿越地层也较为复杂；2）小口径，其直径大约在500~1000毫米之间；3）中口径，直径大约在1200～1800毫米之间，应用较为广泛；4）大口径，直径在2000毫米以上，大口径的设备通常庞大笨重，中间能容纳自由行走的人，因此施工时需要的顶力更大。
3、顶管道路施技术
3.1 市政道路顶管施工准备工作
在市政项目建设过程中，需要做以下三方面的准备工作：
3.1.1现场检查
在进行顶管施工前，需要对施工地点的车流情况、附近排水系统、桥梁等构筑物以及施工所需要的电力、通讯、煤气等管道进行勘察确认，同时考虑附近居民建筑、人流情况，提前安排好人员协调指挥，做好物资、环境、设备等方面的提前准备。
3.1.2施工准备
在进行施工前，需要根据当地土层的实际物理性质、分布、现场地下水、水面标高等数据因地制宜地进行技术准备。比如对于风化岩的地质，需要了解风化等级一级抗压强度、结构情况等。作为施工方，需要对施工现场状况进行认真勘察采集，结合业主需求，反复对比、计算、确认，保证在施工前，技术层面缺漏最小化，提高工作效率。
3.1.3顶管井位以及线路确定
在进行现场调查以及技术准备后，要尽可能优化线路和井位设计，尽可能避开容易出现问题的土层，并且在设计时应该设置跟附近结构物等障碍物的合理距离，使之不会影响到后续检查井的工作。另外井间距可以根据实际情况，与设计单位进行协商调整。
3.2 市政道路顶管施工技术
市政道路顶管施工技术主要分为以下5个方面。
3.2.1顶管材料运输
顶管材料的运输主要由供货厂家负责，并卸在工作井边，采用人工的方式排列放置管材，并利用小型吊车进行施工。在利用吊车进行施工前，应仔细检查各项参数，确认质量符合规定后才能施工。
3.2.2顶管设备安装
顶管设备安装时采用的起重设备（如卷场机等），也应提前确认设备质量符合施工要求，同时还要检查好液压油泵、液压管路等系统，并要在实际工作前，进行试吊工作，在与地面相距10cm时，对重物以及设备的安全性进行检查。
3.2.3工作井与接收井施工
根据要求，工作井和接收井井位都应处于较为稳定的地质环境、地下水少，开井时采用由上至下的方式分层工作，并且都选用C30现浇钢筋混凝土矩形井结构，工作井内净空6.5mx5m，接收井内净空4mx4m。
同时工作井地面应该配有与顶管施工相关的设备，比如气压系统、液压系统等。气压系统的主要作用是产生压缩气体，净化后输入到管道内。液压系统则主要是将压力油提供给千斤顶。千斤顶位顶进设备，在整个施工过程尤为重要，采用左右对称形式进行布置。
顶进施工技术：顶管施工采用气压平衡的方式。顶管内气压相比土层地下水压以及土压力较小时，地面便会出现沉降，反之凸起，因此平衡工作很重要。在顶进施工时应该保证方向正确，通过定期检测有效控制顶管顶力偏心度。
管道接口：从设备运输吊装到施工，钢套管都不能出现变形的情况，且不能破坏接口，同时保证管节的密封性。进入施工现场后，则应做好钢套管的防腐工作，保证其表面干净，并存贮于阴暗位置，避免老化腐蚀。
3.2.3顶管测量
（1）在顶第一节管（工具管）时，以及在校正偏差过程中，测量间隔不应超过50cm，保证管道入土的位置正确；管道进入土层后的正常顶进，测量间隔不宜超过100cm。顶进管道的允许偏差见表。
（2）中心测量：采用激光导向经纬仪测量（即用激光束定位）。把经纬仪瞄向井内的激光发射器，左右调整激光发射器的位置，使得激光发射器的激光发射点在轴线位置上。
（3）高程测量：用水准仪及特制高程尺，根据工作井内设置的水准点标高（设两个），测头一节管前端与后端管内底高程，以掌握头一节管子的走向趋势。测量后应与工作井内另一水准点闭合。
（4）激光测量：用激光经纬仪（激光束导向）安装在工作坑内，并按照管线设计的坡度和方向调整好，同时在管内装上标示牌，当顶进的管道与设计位置一致时，激光点即可射到标示牌中心，说明顶进无偏差，否则根据偏差量进行校正。
顶管机上安装的激光导向系统，是从一固定基准点向顶管机测量板发射激光束，然后计算出顶管机相对设计线路的偏差位置。顶管机相对设计轴线的偏差值显示在监控显示器上。操作人员在控制室内，通过控制系统修正顶管机的偏差。
测量时自动监测与人工监测相互纠正，以进一步提高顶管机姿态监测的精度。
顶管施工工艺流程图
4、结论
随着经济、技术的不断发展进步，国家大规模工程项目愈发复杂，在保证公共安全的同时，有效率、有质量地完成建设项目至关重要。顶管施工技术作为市政道路施工的重要技术之一，在降级施工影响的同时，提供了供排水系统、循环水系统的技术支持，是市政道路施工广泛采用的方式。因此在顶管施工过程中，认真准备，恪守标准，对施工技术的核心步骤有效把控，是提升顶管施工质量的有效方式。
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[4]李庆艳，张迪. 市政工程顶管施工技术分析[J]. 建材与装饰，2017-05-01.
论文作者:王清霞
论文发表刊物:《房地产世界》2019年13期
论文发表时间:2019/12/5
标签：顶管论文; 施工技术论文; 管道论文; 工作论文; 市政道路论文; 土层论文; 测量论文; 《房地产世界》2019年13期论文;