摘要：我国的顶管技术随着社会经济的快速发展也取得了较快的发展，在城市雨污水工程中，顶管技术把施工作业转移到了地下，一定程度上避免了对地面环境和地面交通产生的影响。在城市雨污水管道工程中，施工人员要掌握好顶管施工技术，提高顶管的安装质量，保障城市雨污水管道的畅通不堵塞。
关键词：顶管技术；城市雨污；管道应用；施工技术
顶管工艺的施工从技术上讲是完全可行的，相对于开槽埋管从社会效益与经济效益上来讲更具有优越性。该施工技术不用进行土方开挖，不会对地面造成大的影响，对城市的管道铺设产生很大的作用。雨污水管道是排放城市污水的主要通道，其施工的质量对城市水系统的运行产生直接影响，所以，一定要加强施工的管理，利用先进的顶管技术等施工技术，使城市雨污水管道的施工质量得到保障。
一、顶管技术施工准备
1.适用条件。城市的雨污水管道施工现场不能使用明沟开挖埋管的施工条件、污水管道直径为Φ600mm以上以及管道沿线上无建筑物的基础上应使用顶管法施工。
2.施工准备。施工前，要对施工现场的资料全部进行掌握，并进行综合分析和研究，认真分析施工现场的地下管线和其他设施的走向和分布，对施工现场设施和管材的基础建设进行准确的把握，为铺设污水管道打基础，给设计导向孔轨迹提供依据。顶管施工现场的施工人员应该掌握对地层的特征和顶管顶进的土质特性，选择合理的施工设备，用先进的施工技术安装雨污水管道。现今我国使用的雨污水管道材质一般是混凝土管材，根据我国的基本国情和雨污水水质对雨污水管材有一定的要求，选用混凝土材质可以满足根本要求，所以被广泛的在雨污水管道施工中被应用。人们日常生活和城市环境都受到雨污水的影响，所以要保障雨污水管道在规定的年限内不产生质量问题和爆管，要求城市雨污水管道要有一定的强度和承受能力，还要有一定的抗污染能力和抗腐蚀能力，因为雨污水有一定的污染和腐蚀性能，在管道施工中，使用顶管法可以保证污水管道的强度不受损害，使管道的质量和排污能力得到保障。
二、顶管的施工步骤
1.工作井、接收井和检查井施工。竖井施工要在全面掌握施工现场的地质状况的基础上进行，锁扣圈梁、竖井井墙和底板共同组成了竖井，c30钢筋混凝土是锁扣圈梁的主要材料，并需要现场浇筑；格栅钢架+锚喷c20混凝土+锚杆结构是竖井井墙的主要支护结构，厚度在30cm左右；c16双层钢筋网+锚喷c20混凝土结构是竖井的底板主要组成材料，底板的厚度在30cm以上。施工过程中需要复核顶管所需的后靠背混凝土和土体的强度，使混凝土钢板的厚度和混凝土的厚度得到有效的确定。管材能否顺利顶进的关键就是底板和混凝土强度的确定。
2.管材的选用和安装。在进行管材的安装之前，要对管材进行全面的检查，如果管材的质量出现问题，一律禁止出现在施工现场，并禁止投入到管道的施工中，胶止水圈一定要在管道吊之前上好。将管材吊放在管道的轨道上，然后进行的环节是环形顶铁的安放，慢慢的将管材连接到一起，并安排好管材口的拼接处理。如果在施工过程中，管材遭到破坏、管材出现翻转和出槽问题，就必须要重新更换管材、将橡胶圈调节好，然后在进行管材的安装对接工作。管道拼接对好之后的环节就是用液压千金顶将管材进行顶进施工处理。
3.管材的顶进。（1）管材的正面阻力和管道周围的摩阻力和管材顶进的阻力，顶进钻头的改良能够使顶进的正面阻力减少，推力上升的速度随顶管距离的增长而不断加快。在管材顶进过程中，一定要将管材在超过受压极限之后就会遭到破坏的这种现象避免，工程顺利完成的必要措施是管壁处的减阻。施工时采用管材周围注触变泥浆，将管材与土之间的干摩擦变为湿摩擦，达到减阻的目的。触变泥浆按膨润土∶烧碱∶CMC∶水=0.3∶0.2∶0.01∶1的配比配制后静置24小时后使用。施工时通过压浆系统从机头，前三节管的注浆孔压入触变泥浆，形成约10mm厚的泥浆套，使顶管在泥浆套中滑行，减少摩阻力。根据压力表和流量表，控制压浆的压力约为自然地下水压的1.1～1.2倍。在施工操作时，必须“先压浆后顶管，边压浆边顶进，停顶进勤补浆”的办法维持泥浆套的性能。（2）顶进线路的控制。顶进线路的控制主要依靠设备的正确操作以及预见性。为了使管道按照设计要求的高程和方向顶进，在顶进过程中应不断对工具管的高程方向转动进行测量，“勤测勤纠”，根据测量反馈结果，调整纠偏千斤顶，使机头改变方向，从而实现顶进方向的控制，确保管道按设计轴线顶进。（3）顶管注意事项注意防止地面的沉降或隆起。在顶管施工沿线按一定间距布设沉降观测点，监测顶管顶进施工期间的地面沉降量。开挖端面的取土过多或过少，会造成地面的沉降或隆起。为避免这种不良影响，可采取以下措施：在压浆时要控制好压力，恰好能平衡“泥浆套”以上土体的压力。严格控制管道接口的密封质量，防止渗漏。在某些管节埋藏较浅，离地面不足1.5m的位置，可采用沿管线局部压钢板，上堆砂包加载的形式，防止管节顶进时触变泥浆上浮使得泥浆套失效。
三、顶管的安全生产保证措施
1.贯彻执行管理规定。施工中严格按照安全生产监督管理的有关规定进行施工，定期组织相关人员进行安全检查，进入现场的施工人员一定要戴好安全帽。
2.对施工人员加强教育。加强对现场施工人员的安全教育，尤其要对新到的施工人员进行技术安全交底，使班组的自觉性和安全生产的意识得到增强。
3.施工范围的安全设置。施工范围内要设置彩钢瓦围挡，在围挡外的醒目处设置安全标牌和标语，在围挡内距离井壁2m的地方设置1.5m高的钢管栏杆，满挂细目式安全网，仅留下检察人员和操作人员的进出口。井口的出土处，因为不能围护栏杆，应该悬挂白色安全网至井口，避免发生人员坠落现象。临边作业应该正确佩戴安全带。
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4.现象设备的安全管理。对于施工现场的设备，如行车、千斤顶等应该挂牌验收，经专职人员验收合格之后才能使用，如果是特殊工种，必须要持证上岗，操作人员严禁站在千斤顶传力杆上，防止设备损坏而产生意外，每天上下班之前必须例行检查机械、开关、电源线、电气设备等。
5.施工现场的用电管理。应该设置三相五线，施工现场安装电气设备和供电线路，拆除工作和维修保养工作必须经专人进行操作，由专业人员对按钮开关进行操作并佩戴安全带和绝缘手套。配电房内的防护措施和安全工具以及灭火器材必须齐全。应该对移动机具和照明的使用实施三级配电二级保护，经常对用电机具进行检查、维修和保养。对其做好保护，合理使用保安装置，不能超载运行，夜间使用要具备足够的照明，排专业电工值班。
四、案例分析
1.工程概况。某市路建设项目（K1+159．953～K2+651．09）道路工程，道路起点K1+159．953起于江河北岸的外环路，跨洛江河、接高铁站广场K2+651．09；道路长度为1 491．137 m。本工程在大道（K1+580～K2+651．09）段中央分隔带下修建排水大沟，其中：大道K1+580～K2+480段大沟断面为B×H=4 000×2 800 mm排水箱涵；K2+480～K2+651．09段大沟断面为B×H=3 000×2 500 mm排水箱涵；排水箱涵左侧安装直径为d400 mm的污水管道，右侧安装直径为d600 mm的污水管道；在迎宾大道的其他路段和匝道的道路或人行道下埋设雨污水管，用于排除工程汇水面积内的雨水和污水。
2.城市雨污水管道中顶管设计。（1）管材及管道基础。雨污水管采用的管材（d≥600），必须是符合国标《混凝土和钢筋混凝土排水管》（GB/T11836－1999）标准的钢筋混凝土管产品；管材（d＜600）必须是管材采用HDPE大口径双壁波纹管（“DN”表公称内径），其环刚度应不小于8 kN/m 2，管材质量应符合现行行业标准《埋地聚乙稀（PE）结构壁管道系统：第一部分—聚乙稀双壁波纹管材》（GB/T19472．1－2004）；管道接口采用橡胶圈承插连接；管道基础采用10 cm厚中粗砂基础（此管基是设在已处理路基的上面，处理后路基的地基承载力应不小于100 kPa），基础宽与管沟同宽。①D=300～500。采用高密度聚乙烯（HDPE）双壁波纹管；管顶覆土深度0．7≤H≤7．5 m，采用环刚度为SN≥8 kN/m 2的高密度聚乙烯（HDPE）双壁波纹管；管顶覆土深度7．5＜H≤9．0 m，采用环刚度为SN≥12 kN/m 2的高密度聚乙烯（HDPE）双壁波纹管；管顶覆土深度H＞9 m，另详专项设计。
②D=600～2 000。管顶覆土深度0．7≤H≤5．0 m；采用II级钢筋混凝土管，120°混凝土基础04S516－17；管顶覆土深度5．0＜H≤7．5 m；采用II级钢筋混凝土管，180°混凝土基础04S516－19；管顶覆土深度7．5＜H≤9．0 m，采用Ⅲ级钢筋混凝土管，180°混凝土基础04S516－19；管顶覆土深度H＞9 m，另详专项设计；管顶覆土深度H＜0．7 m，管道采用C 20混凝土满包200 mm处理。（2）管道接口。
D＜600高密度聚乙烯（HDPE）双壁波纹管采用承插接口，连接所用管件、密封橡胶圈等连接材料由厂家配套提供；600≤D≤1 000雨水管道接口04S516．28；D≥600污水管道及D＞1 000雨水管道接口04S516．28．29。（3）挖土及出土方法。
沟槽开挖前，必须会同有关部门查清地下设施、地下埋设物的现状、分布位置及埋深，在施工过程中注意保护。本方案顶进时采用人工掘土方式，工具管接触或切入土层后，自上而下分层开挖，工具管迎面的超挖量，应符合下列规定。人工挖掘的土方装入小车，运出管外至工作坑内，然后用铲车运至指定地点。
3.顶进施工监测。涵管顶进施工监控是施工监控中难度最大、涉及的业务知识最广、技术含量最高的监控项目。在顶进施工前后，需要委托安全检测部门监测施工现场，以准确指导顶管施工的开展。涵管顶进施工业务含量较高，必须组织责任心强，业务能力高的人员担当现场监控人员。在施工前，由安全科牵头组织相关车间干部、现场监控员及施工单位一起对设计图、施工组织措施进行技术交底，制定切实有效的监控重点，监控人员按监控重点进行监控。首先是在顶进施工前，测量出地下管线和地上建筑物的情况。其次是测点的布置，以5 m作为单位距离，将沉降控制桩布置在轴线上面，并进行合理编号。再次是监测时间的把握，借助水准仪和经纬仪，在顶进前、进洞时、机头通过后、顶进后1～3 d、顶进后7～10 d，观测路面的位移和沉降情况。最后是布置沉降观测点。监控人员要对线路状态随时进行检查指导，特别是在列车通过前严格把关，确保放行列车的安全，必要时还需要借助软件处理数据，以及做好测量仪器检查、模型误差纠正等工作。
顶管法随着科学技术的不断发展而逐渐的完善和成熟，在城市雨污水管道工程中，顶管法还是一种比较新的技术，它在施工过程中，施工现场环境和施工设备对顶管法的约束力不大，影响程度也较小，雨污水管道铺设处处受限问题得到了很好的解决。在城市雨污水管道中应用顶管技术看，使得污水管道的布局和铺设变得较为灵活，大量雨污水量的手机和整理要求得到了很大的满足。随着顶管技术的不断的发展和完善，成为城市雨污水管道工程中的主要施工手段和常用工艺指日可待。
参考文献：
[1]昊涛.顶管技术在市政工程中的应用研究[J].江西建材，2016（1）.
[2]秦敏.顶管技术在城市管网施工中的运用[J].安装，2016（8）.
[3]李奎.浅谈顶管技术在市政给排水工程中的应用[J].黑龙江科技信息，2016（3）.
论文作者:陈寿云
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/5
标签：管道论文; 污水论文; 管材论文; 顶管论文; 混凝土论文; 泥浆论文; 城市论文; 《基层建设》2019年第15期论文;