摘要：顶管施工技术是一项非开挖技术，施工时不会对周围环境产生影响，而且能够为企业减少投资成本，减少工期，因此顶管施工技术在市政给排水施工中应用广泛。本文结合顶管施工技术的原理，分析顶管施工技术的应用范围，实例探讨了顶管施工技术在市政给排水工程中的应用。
关键词：顶管技术；市政给排水；施工
引言：随着城市化建设进程的加快，有效的带动了施工技术的快速发展，近几年顶管施工技术得到在各种工程中广泛的应用，而且在发展过程中也日益成熟，由于其不需要大面积的对地面进行挖掘即可进行地下管道的铺设，不仅避免了由于施工所带给城市环境带来的污染，而且不会对周围建筑及道路带来破坏，确保了经济和社会效果的提升，所以在当前市政给排水工程施工中，顶管施工技术受到广泛的青睐。
1 顶管施工技术的原理
顶管施工就是借助于主顶油缸以及中继问的顶进力，把工具管或顶管掘进机从工作坑内穿过土层一直顶进到接收坑内吊起。与此同时，把紧随在工具管或掘进机后的管道埋设在两个工作坑之间。在顶管施工中主要有三种工作面平衡理论：气压、土压和泥水平衡理论。比如泥水平衡顶管的工作原理：通常把用水力切削泥土，采用机械切削泥土而采用水力输送弃土，同时有的利用泥水压力来平衡地下水压力和土压力的这一类顶管形式都称为泥水平衡顶管施工。在泥水平衡顶管施工中，要使挖掘面上保持稳定，就必须在泥水仓中充满一定压力的泥水，泥水在挖掘面上可以形成一层不透水的泥膜，以阻止泥水向挖掘面里渗透。同时，该泥水本身又有一定的压力，因此它就可以用来平衡地下水压力和土压力，这就是泥水平衡顶管最基本的原理。
2 顶管施工技术应用范围
顶管施工技术主要应用在以下市政给排水施工建设过程中。
2.1顶管施工技术可应用在地面难以实施大规模操作、挖掘的情况，比如繁华地段、名胜古迹位置以及交通流量较大地段。对于难以实现空中架线、地面开槽埋管的区域，可采用顶管施工技术铺设给排水管道。
2.2顶管施工技术在市政管网建设中的应用。因市政管网建设过程中，地形和施工条件非常的复杂，很多马路若反复开挖操作，必然会导致城市交通混乱，给市民的生产生活带来很大的不便。在此情况，采用顶管施工及时，可以有效提高市政管网建设效率和质量，同时还可以有效效避免重复建设现象，对于节省财政资源、方便市民正常生产生活，意义重大。
2.3城市老城区以及旧城改造建设过程中的顶管施工技术应用效果也非常的显著。对于旧城区而言，由于地下管网常年失修、严重老化，而且布设情况也比较复杂，长期的应用可能出现了错位、移动等现象，具体位置难以准确把握。针对这一问题，地下给排水管线铺设过程中，应当采用顶管施工技术，可有效降低地面施工难度。
3 实例探讨顶管施工技术在市政给排水工程中的应用
3.1工程概况
某市污水改造工程二标段工程，总长约2.2km，路幅宽度36m。道路下管线分别为D300～D1200污水管，路北侧埋设1根D1200污水管。该管段约486m长紧贴路侧有大量房屋，管道埋深约为5.7～6.9m，路面下埋有雨水、电缆其它管线。管道底穿越3-1层粉质粘土层和4-1层粉土。根据土质等情况提出该段采用长距离顶管一次顶进补位的方案。
3.2开槽埋管和顶管的比选
3.2.1 开槽埋管从地质情况分析
D1200钢筋混凝土管自重较大，管道位于3-1层或4-1层埋深在5.0～6.0m，管基不易采用原状土基础，须采用钢性基础底板。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆考虑到地下水位较高，为保证基槽大开挖，既要考虑多种降水方式，又要考虑基槽正常围护，开槽施工时上部土层为粉质粘土层和粉土层，需要采取井点降水以防止地面发生沉降情况，这样增加了施工成本。重要的是，管道埋设在慢车道下，并且路侧紧贴大量连排2-3层砖混房，使基槽开挖难度更大，不仅需要对房屋进行加固围护，而且原路面下的管线需移位，工程造价增加，而且影响了周围的交通。
3.2.2 从管道地基设计方面分析
进行地下管道施工时，需要在土方工程开挖时就要做好管道的基础施工，不仅要铺设碎石层，同时还要利用混凝土底板作为基础，这样可能有效的提高地基的承载力，但在整体施工中很难避免不会对地基带来较大的扰动，所以管道沉降量不好控制。而利用顶管施工技术，由于在施工过程中管与土同体积转换和土拱效应，这对于管道的沉降量就实现了很好的控制。另外在利用传统施工方法进行开挖埋管施工时，由于需要对道路进行大面积的开挖，不难会对道路交通带来很大的影响，破坏城市的整体环境，而且施工时间较长，需要大量的人力、物力和财力。而利用顶管施工技术，不需要对道路进行开挖，确保了施工场地的整洁和正常交通运输需要，而且施工工期较短，不需要大量的人力。从各方面的情况进行综合分析表明，在城区利用顶管施工具有较好的经济性和社会效益。
3.3 顶管施工要点
3.3.1 采用触变泥浆，向管道外壁压入一定量的减阻泥浆，在管道外围形成一个泥浆套，减小管节外壁和土层间的摩阻力，从而减小顶进时的顶力。利用泥浆套的支承作用，减少粉质粘土坍塌，形成的地层流失，以控制地面沉降。对顶管机头尾端的压浆要紧随管道顶进同步压浆，在中继间和中部管节处须跟踪补浆，泥浆的实际用量要比理论用量4～5倍。
3.3.2 顶进中须严格按设计线路顶进，可利用削土刀盘上可伸缩的超提刀，结合千斤顶编组进行纠偏。经常对顶进轴线进行测量，检查顶进轴线是否和设计轴线相吻合。在正常情况下，每顶进1节混凝土管节测量1次，在出洞、纠偏、到达终点前，适当增加测量次数。施工时还要经常对测量控制点进行复测，以保证测量的精度。
3.3.3 洞口止水，顶管工程中，为使管子能顺利从工作井内出洞，一般采取工作井预留洞口比管节外径略大些（一般为100mm）的方式，顶进时此间隙需采取有效措施进行封闭，我们采用的洞口止水方法是在沉井制作时，预先在洞口预埋一个10mm厚钢法兰，在钢法兰上焊接螺栓，安装16mm厚橡胶法兰，用10mm厚钢压板压紧，在我们完成的顶管中，未发现地下水和泥砂流入工作井内，同时橡胶法兰和压板可以回收，效果很好。
3.3.4 进出洞是顶管施工中的一道重要工序，穿墙时，首先要防止井外的泥水大量涌入井内，严防塌方和流沙，本工程管道位于粉质粘土层较松散，在水位下呈流塑状，则必须在管子顶进方向距离工作井边一定范围，对整个土体进行改良或加固，采用了井点降水措施，以提高这部分土体的强度，防止掘进机出洞时塌方。其次要保持使管道不偏离轴线，顶进方向要准确。
3.3.5 在建筑物密集处和路面上须作监测布置，观测地表变形和土体位移，有效避免房屋开裂和路面沉降。
结语
顶管施工技术的广泛应用促进了城市发展的速度，在施工过程中不仅不会影响到人们的生产和生活，还能在施工过程中，及时发现误差，采取有效的对策进行纠正，从而控制误差值在要求范围内。可见，积极推广应用此项施工技术，减少对生态环境的影响，保证市政工程建设健康、稳定的发展下去是具有非常重要的意义的。
参考文献
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[3]吴宝添. 简析顶管技术在污水管道施工中的应用[J]. 城市建设理论研究（电子版），2011，20（30）.
论文作者:陈敏明
论文发表刊物:《基层建设》2016年31期
论文发表时间:2017/1/20
标签：顶管论文; 施工技术论文; 泥水论文; 管道论文; 市政论文; 给排水论文; 开槽论文; 《基层建设》2016年31期论文;