论市政工程顶管施工技术
【摘要】市政工程中不可避免将在地下铺设很多不同直径的管道，比如排污管道、自来水管道、雨水管道、燃气管道、热力管道及长距离天然气管道等。为了减少土层过分扰动及降低施工对周围环境的影响，具有环保、高效、安全等优点的顶管施工技术，在市政工程建设中得到广泛的应用，对城市道路、城市管网等工程建设具有重要意义。笔者通过工程实例，对顶管施工技术进行详细的分析和研究，希望对市政工程顶管施工技术的研究起到一定的参考作用。
【关键词】市政工程；顶管技术；施工
前言
随着城市现代化进程逐步深入，人们对城市功能和市容市貌提出了更高需求。不仅要求其具有健全的城市功能，还要求各项市政工程施工不得破坏周围环境，尤其地下管网工程。现代城市规划与建设中不可避免地将在地下铺设各种功能、直径不同的管道，为了不破坏施工现场周围环境，减少对车辆、行人出行不良影响，顶管施工技术在市政地下管网工程中得到广泛应用。与传统的挖沟埋管法相比，顶管施工技术是一种非开挖施工技术，对城市交通、粉尘、噪音等影响较小，属于一种环保、高效、安全的施工技术，能够满足市政工程的建设要求，促进城市地下工程建设的发展，对城市建设具有重要意义。
工程概况
浙江省某工程干线需全线进行顶管施工，管径为D=1040-1850，顶管管材为三级钢筋混凝土材质顶管，D1040规格：1040×115×2800；D1140：l150×120×2800；D1340：1340×139×2800；D1740规格：1740×168× 2800；D1940规格为:1940×185×2800，接口形式为钢承口。通过对该工程所处路段的水文地质条件进行勘察，工程施工路段地势较为平坦，地下第四夹层是砂质粉土层，顶管施工地原有地面标高为6米，顶管内标高为3米，覆土深度为7.5米。该路段在动水压力影响下会出现流砂现象，对顶管施工和沿线建筑施工都具有一定的影响，因此，必须严格控制好顶管施工质量，减少顶管施工对土层扰动。施工路段地下水为潜水，依靠大气降水和地表水补给，水位埋深在0.15至4.8m范围内，相对标高在0.25至6.92m范围内，地下水和土不会对钢筋混凝土进行腐蚀。
顶管施工技术
3.1工程管井降水工艺
（1）施工流程。管井定位：放线——基础挖坑——钻机成孔——砂垫层回填——进入井管——滤料填充——管井密封——清洗管井——排水管安置——水泵的安装——抽水试验——水位监测——管井降水。（2）施工方法。该工程管
井的井径为500，采用的井管是300的无砂性混凝土管。由于第四夹层为砂质粉土层，为了防止流砂进入到井管，沉降现象的产生，依据各个路段施工情况，对利用双层尼龙砂网对第四夹层井管进行包裹，而第一、二、三夹层井管则利用单层60目尼龙砂网进行包裹。利用2至4mm的水洗豆石来填充井管剂及井壁，水洗豆石埋深为2米，并控制好其高度，在1米以上就用粘性土进行填充压实。对该工程进行空气洗井，直至水泵抽水通畅、水清砂净为止[1]。（3）施工工序。施工前准备：按照施工图纸要求，对管井降水位置进行有效的清理和平整，进行泥浆坑及排放沟的开挖工作。钻孔：将钻机定位于管井中间为止，并进行钻孔，管井深度为14.5米，而钻孔深度为15米。安装管井：在安装管井时，需保证管材的完整无损，并对井孔进行检查。清洗管井：在安装排水管之前，必须做好管井清洗工作，将清除管井内的泥浆后，利用活塞式洗井器对管井逐层清洗， 最后将管井底中的泥砂吹净，直至管井洗出清水[2]。抽水试验：当水泵安装结束后，对管井进行抽水试验。依据出水量来控制基坑的涌水量，以及管井降水效果，及时对水泵进行调整，直到管井降水符合工程施工要求。
3.2安装顶管所需设备
（1）安装起重设备。在起重设备安装前，需对手动式葫芦、电动式葫芦以及卷场机等设备进行严格的检测，保证起重设备的质量和运行安全。当全部起重设备安装完成后，在投入实际工程前必须进行必要的试吊，将重物吊离距离地面10厘米位置，对重物和起重设备进行有效的检查，确保起重设备可安全起吊。起重设备必须安排专业人员进行定期的检修和维护，同时规定设备的安装和操作[3]。（2）安装顶进设备。同样顶进设备安装前，需对液压控制系统、高压油泵、液压油缸及顶铁等设备进行严格检测，设备检测合格后，才能安装。例如顶顶铁在安装时，应将顶铁安置于作业坑中的顶进方向两边，并安置整齐。选用的顶铁刚度要大，并配有锁定装置，其单块旋转要稳定。顶铁安装后，对其管道轴线和顶铁轴线的对称性和平行性进行有效检查。
3.3 管道顶进施工工艺
3.3.1下管就位
（1）对起重设备、管材进行进行有效的检测和试验，在保证施工设备和材料质量基础上进行下管工作。在进行下管时，禁止在作业抗站人，防止安全事故的产生。若管材离导轨间距大于50厘米时，可继续进行下管工作。（2）对混凝土材质的管道应进行严格的检查，包括有无裂缝、断面是否平直、管材是否存在破损状况，当管材检查合格后，才能将管材吊至导轨就位。（3）对管口和密封圈进行有效的检查，保证管口清洁且涂上适量的润滑剂，密封圈不能存在扭曲、变形、破损等问题，应平顺安置[4]。（4）当第一节管材在导轨就位后，需对管材前后及中心管底高程进行测量，以保证顶管的施工质量。
3.3.2顶进工艺
（1）在进行管材顶进施工前，需对施工设备、排水设施及管底高程等进行
有效的检查，检查合格后，才能进行后续施工工序。将井口支架内的工字钢拆除，以保证其上方支撑的牢固性和稳定性。（2）为了避免土方倒塌，保证顶管施工质量，在第一节管的前端上安置管帽，待管帽进入土层后，即可于帽檐下方进行挖土工作。（3）初次顶进深度范围在5至10米，注意顶进施工时必须进行增加测量次数，并慢慢顶入，同时保证管材的稳定性，若出现偏差，要进行及时纠正。第一节管偏差允许值为：高程为0至3mm，轴线位置为3mm。（4）对于土质较好的施工路段，挖土长度可大于管端30至50厘米；对于土质较差施工路段，其挖土长度不能超过30厘米。管顶端开挖量最大值为1厘米，管底处135°范围不能超挖。（5）在顶进施工中，不能进行垂直运输的方式，或者在进行垂直运输时，不能进行顶进施工作业。（6）在顶井施工的过程中，需对第一节管的高程和中线进行反复测量，及时发现偏差问题，及时进行纠正[5]。每50厘米需测量一次管高程和中线，并进行记录。当整个顶进施工完成后，要对管道高程和中心进行严格的验收。
3.3.3管道纠偏
如果在顶进施工过程中，管道高程和中心出现严重偏差，需及时对其进行纠偏措施。在可调型千斤顶的作用下，对顶进设备、管道等进行合理的调整和纠正。在纠正偏差中，每顶进20至30厘米需测量一次。在顶进过程中，要对首节管道的顶进质量进行有效的控制，以防止管道顶进发生偏差，所以要对千斤顶的受力点、导向轨、管底的滑道等进行严格的监测。一般情况下，管道偏差主要是由于开挖断面的形状不规范，作业面的土质不均，千斤顶的位置措施等导致的，必须引起施工人员的高度重视，加强管道的测量、调整和纠偏工作。
3.4管井闭水试验
对注入管道两边进行管堵施工（如管堵砖砌),养护期应达到3至4天，且强度达到设计要求后，方可往闭水段注入适量水，其试验水位是试验路段上游管道内顶上方2米处。在注水的过程中，需对管道、管道等进行检查，查看其是否存在漏水现象，再对管及井进行浸泡，浸泡1至2小时后，方可进行管井闭水试验。在闭水试验过程中，应控制好其试验水位，并对其进行详细的记录，同时对渗水量进行有效的测量和计算，其测量时间应在20以上，如果渗水量在允许范围内，则渗水量检测合格。
3.5后期注浆作业
在顶管施工完成后，为了减少路面沉陷，地上构筑物及地下构筑物的扰动现象，施工人员必须在管体周围缝隙中填充适量的泥浆，并保证水泥浆的密实度和牢固性，提高顶管施工质量。施工人员可以采用逐孔注浆的方式，注意做好水泥浆的配合比，将其搅拌均匀，且保证水泥浆内无任何杂质。当注浆完成后，需对注浆设备进行及时清理，与防治注浆设备出现堵塞。
结语
随着市政建设的发展以及城市地下项目的不断增加，人们对市政工程施工要求也越来越高了，而顶管施工技术的推广和应用，对市政工程建设发展起着至关重要的作用。为了保证地下管网规划与施工质量，因此相关人员必须分析与掌握市政工程施工中顶管施工技术要点，并在施工过程中注意这些关键问题。并对其施工质量进行有效的控制，充分发挥其在市政工程建设中的作用，不仅提高市政工程施工效率，同时推动市政工程建设的发展。
【参考文献】
[1]马奋涛,汪润青.市政给排水工程中的顶管施工技术[J].科技创新导, 2009,12(21):-90.
[2]赵剑伟.顶管技术在市政工程中的应用研究[J].价值工程,2011,9(07):78-80.
[3]高峻岭.顶管技术在市政工程中的应用及施工要点分析[J].甘肃科技,2009,12(11):54-55.
[4]赵彦坤.浅谈市政工程施工中的顶管技术[J].科技创新与应用,2012,34(11):76-78.
[5]邓基盛.顶管施工中常用的纠偏方法的论述[J].科协论坛(下半月),2011,22(05):123-124.
