摘要：对于城市而言，基础设施建设起到十分重要的作用，市政排水工程是城市建设的重要组成部分，需要重视应用现代化技术，提高施工质量。基于此，本文以上海市具体工程为案例，对微型顶管技术的概念、具有的优势、操作要点进行了分析研究。
关键词：微型顶管技术；市政排水工程；应用优势
引言：在我国城市化进程中，随着城市建设的高速发展，越来越多的人涌向大型城市，伴随而来的是排水量的增加，城市原有排水系统已不能满足现状。因此，越来越多的城区已经开始新建排水管道，对城市排水系统进行完善。然而，老旧城区之中，由于人口密集、房屋较多，加之城市道路交通压力的日益剧增，地下管线错综复杂，很多传统施工技术已经无法满足现代施工的要求。微型顶管技术的出现，可以在保证施工质量的同时，减少对人们日常生活的影响，不管是经济效益，或者是社会效益上，该工艺的意义都非常大。
1.顶管技术的概念
微型顶管技术是一种新兴的地下非开挖管道施工技术，与顶管技术类似，施工简便、快速、环境污染小。微型顶管技术就是在工作井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，将管道按照设计高度顶入土中。一节管道进入土层后，再继续进行第二节管道的顶进。该工艺适用于管径为DN300~DN600的管道，最大顶进距离为80m，管材采用树脂混凝土管，环刚度50kn/㎡，抗压强度为100t，管道的单节长度为1m，管道与管道之间使用承插式接口，中间使用橡胶密封圈防止渗漏。目前，该技术并未被广泛使用，但具有一定的推广价值。
2.微型顶管的应用优势
第一，微型顶管技术工作井及接收井所需的工作面很小，施工时可以采用点状措施来实施，围护结构采用钢筒，最小直径为2m；第二，微型顶管技术属于地下非开挖施工技术，不受管道埋深、地面限制、地下水、恶劣天气等影响，对居民的日常生活及道路正常通行影响小[1]，同时可以保证施工的连续性，使得施工效率获得提高，整个工期也可以有效地掌握。在管道穿越公路、铁路、桥梁、高山、河流、海峡等无法开挖和禁止开挖区域时，更能体现出充分的优越性和科学性[2]。第三，具有良好的经济效益，微型顶管技术直接将钢筒作为了围护结构，极大减少了基坑围护结构的费用以及施工准备的时间。
3.微型顶管在市政排水施工中的应用
3.1工程概况
本文研究上海市宝山区沪太路（宝安公路~A30郊环线）污水管道工程，该工程过沪太路污水管道由于设计井位位于河道、道路和建筑物之间，施工工作面狭小，无法采用顶管及定向钻施工，因此经过建设单位、设计单位、施工单位、监理单位共同研究后决定采用微型顶管技术。该工程管道管径为DN400mm，顶进距离50m，污水管道深度为7.9m，工作井尺寸为Φ2590mm，接收井尺寸为Φ2090mm，深度为12.5m。
3.2工作井施工方法及技术措施
根据本工程地质情况，工作井周围环境及支护结构的使用功能，结合目前同类施工条件下，采用的较为成熟、可靠的施工工艺，钢筒井直接作为工作井的围护结构，钢筒井能够最大限度的减少开挖对周边环境的影响，并保证施工过程的安全操作。同时考虑顶管施工的需要，本工程采用DN2590钢筒作为顶管工作井，DN2090钢筒作为顶管接收井，可以满足施工及安全要求。本工程工作井及接收井采用摇管机摇管施工，施工时需遵循以下原则：
（1）第一节钢筒底部需切割成锯齿状，有助于钢筒下沉；
（2）施工结束后，管顶以上部分钢筒使用摇管机摇出，重复使用，下次使用前应清理干净钢筒内外壁附着的泥土；
（3）摇管过程中，每50㎝需检查钢筒的水平及垂直度，发现偏差及时调整；
（4）根据设计标高，并保证工作井及接收井的稳定性，钢筒底端嵌入土层不少于100㎝。
（5）摇管施工结束后，为防止工作井开挖出现涌砂情况，需对工作井内及井外四周进行压密注浆。压密注浆水灰比为0.45，孔间距为0.8米，呈梅花型布置，注浆深度为设计标高下5米。开挖至设计标高后，使用C30商品混凝土进行封底，底板厚度为100㎝。
（6）如遇地下水较大，防止切割出、入土洞口后，土体与水流入工作井，造成工作井周边塌陷，可采取以下措施：施工前在工作井周边进行压密注浆或旋喷桩，改善地质；在出、入土洞口安装镜面框，可有效阻止水土流入工作井。镜面框是由两块钢圈及橡胶圈组成。施工时，底层钢圈焊接在钢筒壁上，胶圈中心应与管道同心，上层钢圈与底层钢圈通过螺杆螺丝固定，根据不同的施工步骤切割胶圈孔洞。
3.3施工工艺流程
3.3.1现场勘探
施工前对照物探资料，对地下现况管线实地进行详细调查。查清、核实现况管线种类、埋设位置、高程、管径、材质及完好度，绘制出地下管线分布图，与相邻管线保持足够的安全距离。
3.3.2工作井和接收井的施工
确定了工作井及接收井的位置后，将基坑开挖到2m深度，放入第一节钢筒，摇管机设置在钢筒的上方位置。摇管机安放完成后，放入第二节钢筒，钢筒之间采用焊接，每节钢筒高度为2m，然后使用摇管机将钢筒下沉到设计位置上。完成摇管施工之后，根据图纸要求，进行开挖。开挖深度需要按照设计标高去除掉机台高度、操作空间、封底厚度、管道半径以及嵌土深度之后的数值[3]。
3.3.3架设机台及后靠背加固
按照施工图纸，放出管道中心轴线，在钢筒轴线两端要做好标记，按照设计要求，使用铅锤法将底座钢槽安装好。槽钢底同地板之间预留50cm的距离，作为泥沙和地下水的储存容器。完成底座槽钢之后，根据管道轴线对底板和推进台进行安装。推进台使用底板螺栓固定。推进台安装后，在机台的弧形后背和钢筒井壁缝隙使用三角铁通过焊接的方式进行加固处理，保证推进机台的过程中，机台可以保持稳定。
3.3.4安装激光经纬仪
根据管道轴线安装好经纬仪架，底座使用快速水泥固定，把激光经纬仪安装在经纬仪架上，通过调整经纬仪架的高度进行管道高程控制，调整经纬仪左右方向进行管道轴线控制。完成激光经纬仪安装之后，需要设置管道的坡度，顶进管道的方向作为上坡，上坡坡度值为正，下坡坡度值为负。
3.3.5顶进先导管及扩孔管
激光经纬仪架设完毕后，仪器设定好后开始进行先导管顶进施工。先导管前端为导向箭头。按照激光经纬仪坡度顶进先导管到接收井中，将导向箭头卸下，同时和扩孔管进行连接，然后进行扩孔管的顶进。先导管与扩孔管的单节长度为1m，连接方式均采用螺纹连接。
3.3.6安装挤扩头及管道顶进
扩孔管顶进接收井后，安装挤扩头，将挤扩头缓慢推进洞内，在机头完全进入洞内之后，安装机头所用的高压水管。管道顶进过程中，根据推力的大小，适时控制推进速度，保证推力在一定范围内。
3.3.7拆除管路
在推进顶进机头的过程中，接收井内部需要将扩孔管拆除。在顶进管道施工完成之后，管头的两端会有部分悬空，需要使用木方或者砖块支撑，避免磕头情况的出现。
3.4项目质量监控
施工过程中，各道工序须严格查验，查验内容及要求见下表：
顶管施工质量要求
该工程从开工到完工，整个施工过程中没有对人们的日常生活以及交通情况造成影响，微型顶管在市政排水施工中的优势得到了有效的应用。
结论：综上所述，本文认识到微型顶管技术在市政排水工程的重要作用。通过微型顶管技术的使用，让交通繁忙、人口密集、地面建筑物众多、地下管线复杂、工作面狭小的市政排水工程多了一个新的选择，这项技术在市政排水工程具有广泛的前景。
参考文献：
[1]邓依强.给排水管道的顶管施工技术探讨[J].住宅与地产，2019（01）：0134-01.
[2]郭冠花.大直径截污管道水平定向穿越施工技术的应用[J].山西建筑，2019（03）：0090-03.
[3]宋保梅.顶管施工技术在京福公路污水管线工程中应用分析[J].湖北理工学院学报，2018，34（03）：45-48.
论文作者:潘振君
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/6/19
标签：管道论文; 顶管论文; 经纬仪论文; 工作论文; 技术论文; 管线论文; 机台论文; 《基层建设》2019年第9期论文;