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摘要：随着城市建设的进程不断加快，管道铺设工作要不断继续。传统的管道铺设方法面临着严重的问题，采用路面开挖的方式会直接影响到城市交通事业的发展，因此，为了解决这一问题，可以采用顶管技术。本文在此从几个不同的方面对顶管技术在市政工程中的具体应用做了详细的研究。
关键词：顶管；市政；施工工序
前言：随着城市建设的不断加快，在市政管道工程施工中，必然要铺设很多不同直径的管道，传统的挖沟埋管施工已经不能适应，而顶管施工技术具有施工速度快、施工安全性好等优点，因此近年来应用广泛。
一、顶管技术概述
顶管技术是一项用于市政施工的非开挖掘进式管道铺设施工技术。优点在于不影响周围环境或者影响较小，施工场地小，噪音小。而且能够深入地下作业，这是开挖埋管无法比拟的优点。但是顶管技术也有缺点，施工时间较长，工程造价高等。
顶管发进行施工主要是利用惯性力将管道埋入接受坑内，达到设定的目的，而对于距离比较长的管道，通常无法将其一次成型，将其分段施工，利用中继油缸的推力使管道进入相应的位置，常用减摩剂来减少管道和管壁间的摩擦力，使其顺利进入预定的位置，达到管道对接成长距离的管道。
二、顶管技术在市政工程中的应用
1、顶管施工前的前期准备
前期的准备工作分为两个部分：第一部分是现场平面布置。平面布置包括注水系统、管片堆场、自动控制室、弃土坑和起重设备等的布置工作。主推千斤顶、顶管机等顶进设备和始发工作井发射架以及下井扶梯设施的布置工作。第二部分是顶进管的进出口、后靠土体的加固工作。对顶进管进出口和后靠土体尽进行加固工作能有效提高顶管机出洞的绝对安全，在工作井洞口安装止水装置可以减少泥水在顶管机进出预留洞时的流失和触变泥浆在顶进过程中的压注流失。
2、顶管施工过程技术要点
顶管施工称为顶进法施工，是指利用顶进设备将预制成椭圆形或圆形构造物逐渐顶入路基，以构成立体交义通道或涵洞的施工方法。顶管施工需先在确定的管段之间设置工作井和接收井，然后在工作井内安装推力设备将导轨上的顶管机头推入土体，由机头导向，将预制的钢筋混凝土管向前顶进，前端土体通过工作井运出，最后完成管道铺设。
2.1顶管井的设计
顶管井分工作井与接收井两种，顶管井的建造结构有很多种类，一般使用钢筋混凝土结构。工作井的结构形式通常有单孔井和单排孔井。前者形状有圆形、正方形、矩形等，后者则大多为矩形，它们的结构受力性能由高至低依次为圆形一正方形一矩形。
2.2 顶管施工工序
（1）穿墙
穿墙闷板打开后应将工具管向井外顶出，并进行穿墙止水装置的安装。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆将纸筋粘土、水泥粘土（低强度）在穿墙管内填实，确保其密实度符合施工规定，以此达到临时挡土、止水的目的。为保证穿墙孔外相应距离内具有稳定的土体，可选用注浆固结的方式在工作井工具管穿墙前对穿墙管外侧进行施工。穿墙前期必须及时处理产生的各种问题。开启闷板后，应及时进行工具管推进作业，并做好穿墙止水，一般选用的措施为止水法兰加压板，并将天然优质橡胶止水板环（20毫米）设置在中间位置，这种材料的拉伸率、耐磨性较强，利用管道顶进带动安装好的橡胶板形成逆向止水装置，避免穿墙管外侧土体裸露时间过长，导致扰动流变等情况的大量出现。
（2）顶管出洞
顶管出洞，即顶管机和第一节管子从工作井中破出洞口封门进入土中。开始正常顶管前的过程，是顶管技术中的关键工序，也是容易发生事故的工序。为防止管线出现偏斜，应采取工具管调零，在工具管下的井壁上加设支撑，若发现下跌立即用主顶油缸进行纠偏，工具管出洞前预先设定一个初始角弥补下跌等措施。
（3）注浆减阻
在顶管施工中还有一个重要的技术措施就是通过压注触变泥浆填充管道周围的空隙，形成一道泥浆保护套，起到支撑地层，减少地面沉降，减少顶进阻力的作用。④顶管纠偏：纠偏是指机头偏离设计轴线后，利用设置在后部的纠偏千斤顶组，改变机头端面的方向，减少偏差，使管道沿设计轴线顶迸。顶进纠偏是采用调整4台纠偏千斤顶组方法，进行纠偏操作，若管道偏左则千斤顶采用左伸右缩，反之亦然。
3、膨润土悬浮液在疏松土层中的应用
在无粘性的疏松土层中以及在粘性很小的土壤中，例如在砂砾土中，若不采取其它辅助措施，土层由于本身极不稳定，以致在刃脚推进之后立刻就会坍落在管壁上。所以对这类土壤来说，膨润土悬浮液的支承作用尤其具有重要意义。为了起到这种支承作用，先决条件是要尽可能准确地掌握膨润土悬浮漓在砂砾上中的特性。膨润上悬浮液将渗人土层的孔隙内，充满孔隙，并继续在其中流动。流速取决于孔隙的横断面与悬浮液的流变特性，同时也取决于压浆压力。因此为了在同样的压浆压力下达刭相同的渗入深度，在孔隙横断面很小的细粒土层中便需要低流限的悬浮液，面孔隙横断面较大的粒粒土层则需要高流限的悬浮液。在克服流动阻力的过程中，压浆压力随着渗入深度的增加而成比例地衰减，所以相应每一种压浆压力，都有一个完全确定的渗入深度。
4、现场施工管理
在现场施工中，管线中经常带有污物或施工残留物，应及时进行清扫，否则会给阀门、仪表和设备带来严重的损害。管道在铺设前后都要进行清扫，焊一段清扫一段，这样可以大大减少系统完成后的清扫工作量。清扫过后可对系统进行分段或这整体的打压，并检验系统的强度以及气密性。这里应尤其注意季节对于打压工作的影响，如在严寒地区，冬季一般只要打气压，而打水压容易造成管道内结冰，若打水压则一定要采取防冻措施。打气压必须对系统进行认真分析，并制定出打压方案，还要采取相应的安全保障措施。
5、顶管的测量与控制
在顶管的施工过程中，由于顶管的方向很容易发生偏移，所以在顶管顶进阶段，要及时进行顶管的三维动态测量工作。在施工前，要在井的周围设置一高精度的控制测量网，对井区、井下的测量点，如轴线点、井下测量起始点和后视点等进行检查和修正。
为了确保管道入土位置的精确性，在顶进第一节管时，其测量的间距要小于30cm，入土层后的测量间距要小于100cm。当顶管每次顶进的长度小于50cm时，顶管中心偏差可采用垂球拉线法测量。此时要尽可能地拉大两垂球的间距，并用水平尺对头一节管的前端中心进行测量。当顶管的每次顶进长度大于50cm时，其中心偏差则要采用经纬仪进行测量；顶管的高程测量，要根据工作坑内设置的高程点标高，用特制高程尺和水准仪对第一节管的前端和后端的管内高程进行测量；当顶管的中心和高程偏差量快超过设定误差值时，要及时进行纠正。
三、顶管施工技术应用中的注意事项
1、施工前要了解土层状况，对于不同的土质，应该制定不同的方案，否则会出现难以修复的偏差。对于顶进后会大面积下沉的地段，我们提前采取加固措施。
2、地下管道错综复杂，我们应该提前查明这些管道的结构、走向和深度。庞大的建筑物、桥梁等也会影响施工，提前了解这些障碍的结构，桩基深度等情况可以保证我们的工作顺利进行。
3、精确计算顶进力度大小，以便确定设备类型和中间工作坑的数量，提前设计施工计划，可以缩短施工工期，也能够使施工持续进行。顶进开始后不能中断，应24h不停地顶进，直到顶进结束。
四、结语
综上，施工中必须重视其施工流程的规范性。可对顶管施工各项指标进行充分认识，在做好各项施工准备工作的基础上，必须对施工各个环节进行质量控制，只有这样才能降低施工的风险性，才能达到提升工程质量的目的。
参考文献：
[1]张晓龙.市政道排工程顶管施工技术的应用[J]. 物流工程与管理. 2011（04）
[2]梁函忠．顶管技术在市政工程中的应用研究[J]．城市建设理论研究2011(16)．
论文作者:孔垂平
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第12期
论文发表时间:2017/9/29
标签：顶管论文; 管道论文; 穿墙论文; 工作论文; 土层论文; 测量论文; 悬浮液论文; 《建筑学研究前沿》2017年第12期论文;