城市道路排水管顶管施工技术应用分析

1引言

近些年来，随着我国经济的快速发展和进步，当前市政基础工程建设也在进一步完善，为了促进我国经济以及环境的可持续发展，注重城市道路排水管等基础工程项目的建设至关重要。对当前市政给排水管施工情况进行调查，可以发现在技术上已经有明显的进步，但是部分问题仍然未得到解决，因此可以通过对顶管技术的运用来保证施工技术质量，对顶管技术的运用进行深入分析。

2顶管施工定义

顶管施工作为一项较为先进的现代化施工方式，其具有明显的优势，具体表现为不开挖或者少开挖，可以在不扰动或者不改变土层结构的情况下进行施工。具体是根据设计要求，利用顶进设备将管道顶进土层中，在此过程中，应注意自平衡土压力，对于管壁和原土层之间，应保证能够紧密结合，既不会在埋管回填土中出现任何的积水带，也不会出现浮力区，与此同时该方式还可以对地下水产生一定的作用，即顶管沿线的渗流方向以及渗透作用会发生改变，进而大大增加了工程施工的强度[-]。此施工方式在城市道路排水管道中的应用具有较高的适应性，无论是对于地上环境，还是地下环境，都可以起到重要的保护作用，与此同时还可以达到良好的施工效果，取得显著的施工经济效益。

3顶管施工技术

3.1特点

顶管施工作为一项有明显优势的施工方式，想要发挥它的优势，还需要抓住其施工特点。首先在使用顶管施工技术时，我们可以了解顶管施工的特点是利用顶管施工在穿越建筑物时，包括河道、公路以及铁路等等，都可以在不开挖的情况下进行。而且该方式对比开挖敷设技术优势也非常的明显，在环境保护方面，由于顶管技术少开挖或者不开挖，因此噪音和粉尘都相对比较少，对周围的居民的正常生活以及交通运行产生的影响也比较小，在经济效益方面，由于顶管技术少开挖或者不开挖，在一定程度上，可以减少投资，节省工期。在实际施工方面，顶管施工方式需要设置的施工面较小，不会占用很大的施工面积。但是对于顶管技术也有缺点，具体表现在与其他敷设技术相比，施工难度相对较高，在施工之前，需要做充分准备到工作，包括工程地质勘探工作、水文地质勘探工作等等，以便于做详细的施工规划。

3.2原理

使用顶管施工技术进行管道施工时，主要是借助于一定的设备，可以是主顶油缸的推力，也可以是管道间中继间的推力，促进工具管道或者掘进机能够川渝土层，一般情况下，要从工作井内进入，从接收井吊起，在此过程中，也就完成了管道的埋设。顶管施工中，要遵循平衡理论，具体主要有三种平衡理论，即土压平衡理论、气压平衡、泥水平衡等，在具体的施工过程中，必须注重适应性的问题，需要充分根据具体的情况，保证选择的顶管施工方式具有较强的适应性。首先在具体的施工过程中，要进行工作井和接收井的安装，根据要求科学、合理的进行布置，还要注意后座安装，需要将其设置在工作井当中。其次开始进行钢管的运输，一方面油压千斤顶所需的钢管，另一方面是混凝土管，需要将这两类钢管运输到工作井当中，然后进行管线的连接。最后开始顶入排水管道，为了能够顺利顶入排水管道，还需要设置泥浆套。在顶进过程中，应一边顶进，一边观察管道方向，应对管道随时进行调整，保证管道方向的正确性。

3.3应用范围

虽然顶管技术具有诸多优势，但是也需要注意顶管施工范围。一般情况下，可以将顶管施工技术应用在以下几种情况当中：首先，在一些城市繁华中心地段、在需要保护的名胜古迹的位置，这些地方不便于进行大规模的挖掘，因此使用顶管施工技术进行施工比较适宜。其次，在一些施工条件相对比较复杂、市政管网也比较复杂的地方，反复挖掘，不仅会造成工期延长，也会影响市民安全出行，因此采用顶管施工技术进行施工比较适宜。最后在一些城市的老城区，由于管道铺设的时间比较久远，市政管道也比较复杂，而且有年久失修的情况的，因此可以利用顶管施工技术来更好的来判断具体的情况，保证管道敷设的效果。

3.4顶进管道规范要求

顶管施工技术的具体实施，需要运用许多的知识，具体包括力学上的相关知识，也包括其他学科领域的知识，要根据相关规范要求以及理论知识，才能更好的开展管道顶进施工。对于管材，顶进管道施工的相关规范也有明确的要求，从目前的道路排水管顶管施工现状来看，钢筋混凝土管应用的比较广泛，但是基于这类管材，在具体的使用过程中，出现被腐蚀的情况，影响城市道路排水管正常的运行，所以在具体还需要注意顶进管的内径，要符合施工设计方案，保证所选择的管材能够承受一定的压力，而且还要对管道进行防腐蚀措施，能够保证排水管道的正常施工。

4排水管道顶管施工技术的要点

4.1顶管井的设计

在排水管道施工中，使用顶管技术，先要根据实际情况，做好关于设计工作，制定科学、合理的施工组织方案，为排水管道顶管施工奠定良好的基础。顶管井主要包含两个方面，一是工作井，二是接收井，顶管井道主要以钢筋混凝土的形式为主，不同类型的顶管井适宜不同的构造。对于单孔井，其形式也有多种，有正方形的单孔井，也有矩形的单孔井。但是单排孔井通常只是矩形这样的形态。顶管井的主要形态，不但让顶管井在表面有一定的差异性，也会关系到顶管井的承受能力的高低。通常情况下，与正方形的顶管井相比，圆形顶管井具有更大的承受力，与矩形的顶管井相比，正方形顶管井道承受力要更大。对此在具体的顶管井设计过程中，要选择合适形式的顶管井，因此还需要顶管井内部设置支撑，以此增加顶管井的承受压力。

4.2施工前准备

为了让工程能够更加顺利的开展，必须完全把施工之前的准备作业做好，比如在正式施工前，会进行使用材料与设施的准备检验工作，通常情况下，在施工之前一定要保证其中设施的充足性，包括管片，拌浆材料等，应保证数量满足要求。在正式施工之前，需要科学、合理的安装施工机械设备，并且要根据相关规范要求在适宜的位置上进行安装，完成安装后，还需要进行检测，保证安装位置的准确性。与此同时，在施工之前，要根据工程项目的实际情况，科学、合理的布置工作井和接收井，而且对于工作的推力设备，也要准确的设置，这关系到顶进工作的顺利进行。

4.3泥浆减阻

泥浆减阻是排水管道顶管施工的一项重要工作，一方面可以减少顶进过程中的摩擦力，另一方面还可以减少前进的阻力。因此，在正式施工之前，对于使用的混凝土管材，工作人员还需要用水浸湿，然后还需要使用机油或者黄油对管材进行涂抹，这样混凝土管材在顶进过程中就会起到很好的润滑作用，能够有效的减少摩擦力的作用。补浆管通常情况下分布在中继环后方管段，将顶管顶入支管道后方后置换已经形成的泥浆套，并且放入合适的粉煤灰进行充分的搅拌，然后再顶管内部使用单螺旋杆压住，等待压浆体凝结之后，将管路彻底拆除，然后进行封盖工作，将管道使用环氧水泥进行磨平和封堵工作。

4.4破碎顶进技术

利用顶管技术进行排水管道施工过程中，首先进洞时，通过对千斤顶的使用，进行顶进，当工具头顶至火炬路处然后将其置入到公路两侧边坡挡墙旁边，深人顶进时，顶进系统会有碎石出现，并且会出现堵管的情况，在排浆泵中，能够有效地听见叶片与石子的撞击声音，将堵管进行清洁后能够从泥浆沉淀池和管道当中将碎石清理出来，就是千斤顶的油压油泵表压力会有明显的增高情况，如果不进行及时的清理，继续顶进，排浆泵会有碎石将其卡住的情况，导致排水施工无法正常的运行。所以为了防止碎石出现堵管破坏施工设备，在施工工作过程当中能够将碎石拦截系统运用到其中，分别安装在排浆泵前以及工具头后，使用随时拦截系统，能够有效地将牌将馆当中的碎石进行拦截，然后用膨润土进行噪降工作，防止出现堵管的情况。

4.5顶管纠偏

顶管纠偏主要是保证顶管施工方向的正确性。这主要是因为顶管施工在具体的施工过程中，受到多种因素的影响，顶进方向容易发生偏差，因此一旦发生偏差，就要及时的进行纠偏，通常情况下，对顶管方向进行纠偏，需要施工人员一边进行顶进，一边观察顶管顶进方向，如果发生了误差，一是机头前面的纠偏油缸进行管道纠偏工作，二是用机头前面的导向油缸进行管道纠偏。管道偏差不是一时就出现，由于管道与管道之间的连接，可能一个管道出现偏差，后面的管道都会出现一定的误差，所以在校正过程中，还需要逐步的进行纠偏。具体可以借助于趋势图进行判断，了解管道的偏差趋势。想要获得管道的偏差趋势图，就是要在每顶进0.5m一次测量一次，然后对测量的数据进行整理，根据测量的数据进行曲线图的绘制，再对比规定的要求，可以获得偏差趋势的曲线图，然后工作人员对曲线图进行分析，计算斜率，将其作为管道纠偏工作的主要依据。

在实际排水管道纠偏过程中，主要对管道的角度进行调整，逐步对管道机头逐步向规定的中心方向进行调整，当达到一定的程度后，适当的摆正机头，如果偏差仍然较大，则需要进行纠偏。在纠偏过程中，尤其要注意折角问题，应尽可能的减少折角，否则仍然会造成偏差。顶进纠偏过程中，主要采用的是纠偏千斤顶的，具体的方式如果管道向左偏移，对于千斤顶，则进行左伸右缩的调整，反之亦然。如果顶进过程中，既在高层方向出现了偏差，也在方向出现了偏差，则应该对比出现的偏差情况，哪边的偏差较大，则先纠正一边。除此以外，在未发生纠偏工作时，应采取适宜的预防措施，即工作人员从小角度入手，边顶进，边观察，做到勤调微纠，尽可能的避免偏差的出现。

4.6穿墙止水

穿墙止水在顶进施工中主要起到的作用是防止地下水或者泥土进入到工作井当中，对排水管顶管施工产生严重的不利影响。因此在排水管顶进施工过程要注意穿墙止水带设置。具体穿墙止水带的设置是在打开门板后，对于工具管，工作人员要做到迅速推进，此时穿墙止水工作也要同步进行，通常情况下，要科学、合理的止水法兰，与此同时还需要采用拉伸率和耐磨性较好的20mm厚的天然优质橡胶止水板，将其安装在止水法兰的加压板中间，在管道顶进过程中，能够对橡胶板起到带动作用，从而可以起到逆向止水装置的作用。为了进一步发挥设置的穿墙止水的作用，还应该抓住以下几个方面：一是在完成穿墙之后，采用相应的材料来填充穿墙管，如黏土或者拌和土，将穿墙管充分填充夯实；二是在管道穿墙之后，在一定程度上，可能会影响周围土体的稳定性，因此在完成穿墙之后，还应通过注浆固结措施，对穿墙管周围进行有效加固；三，在进行穿墙前，还应做好充分的勘察工作，可能出现的问题进行全面的分析，并且进行相应的处理措施制定。

4.7顶管出洞

在排水管道顶管作业过程中，顶管出洞也至关重要，它指的是从工作井当中顶管机与第一节管子进入土中开始进行顶进的过程，由于这个环节容易出现问题，对此相关工作者应将其作为一项重要工作内容。在具体顶管出洞过程中，可以通过对工具管对管线进行调整，防止出现偏斜的问题。与此同时还应将相应的支撑合理的设置在工具管下的井壁上，在此过程中，观察顶管施工的情况，一旦发生下跌，立即使用主顶油缸纠偏。

4.8顶管施工注意的问题

在排水管顶管施工过程中，还需要注意一些施工问题，具体主要包括以下几个方面：一是在使用顶管技术进行排水管施工过程中，其周围土质可能发生变化，这就要求施工人员在施工过程中，注意沿线土层的变化，随时对施工措施进行调整，以便于顶进施工能够顺利的进行，尤其是回填土地段，为了防止地表下沉，还应采取适宜的加固措施；二是由于顶管施工是在地下进行，在施工过程中，要注意进行有效通风，对管内气体进行监测，防止出现有毒气体，对于管内作业人员需要戴好防护面罩，以保证施工人员的健康；三是顶管施工作业时，还应加强对沿线的市政管线的敷设情况，避免在施工作业对其它管线造成破坏，否则可能影响居民的正常生活。

5结语

市政排水工程在当前现代化城市建设过程当中占据重要位置，其作为市政基础设施建设关系到每个城市防洪排涝、排污，对居民正常生活具有直接影响，甚至是对经济进步以及城市的和谐发展都具有重要意义。近些年来，基于我国城市快速的发展的背景下，各地区政府大力推行可持续发展，因此对于市政排水工程，也受到越来越多的重视。但是在此阶段，我国市政工程的发展面临着很多问题，在排水施工过程当中存在着很多弊端，对于我国市政设施的建设有着严重的影响和阻碍。所以对于市政排水管道工程的建设，基于前期勘察工作，有必要先进行高质量的施工设计对给排水管道工作进行科学、合理的规划，然后再依据市政排水管顶管施工工作的流程进行，才能够有效保证施工工程的施工质量。总之，顶管施工技术优势明显，可减少占地面积，降低沿线拆迁的工作量，并且能够节省经济成本。可以为带来良好的社效益会以及经济效益，并且能够保护到地理环境，符合可持续发展理念。笔者认为当前的市政排水管道工作过程当中应该大力的进行推广，这对于市政给排水管道发展具有重要意义。

 

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