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摘要：市政给排水工程是城市建设的重点内容，结合笔者的实践工作经验，本文概述了市政给排水工程中顶管技术，文章简要地阐述了顶管技术的特点、原理及组成，从而进一步就市政给排水施工中的顶管技术的关键要点及质量控制进行了深入地探讨与分析，旨在保障市政给排工程的施工质量。
关键词：市政工程；给排水施工；顶管技术
引言
近些年来，随着国家经济的飞速发展和城市建设步伐的不断加快，市政给排水工程建设规模不断扩大，市政管道工程日益增多，管道施工技术在市政工程建设中得到了广泛的应用。其中，顶管技术是一种新型的管网施工技术，由于具有施工便捷、施工效率高，对周边环境干扰较小等优势，从而在市政给排水管道施工中应用较为广泛。本文着重就市政给排水顶管施工中关键技术及质量控制进行探讨。
1.顶管技术的特点
1.1安全、高效、造价低
随着城市进程的进一步加快，旧城改造速度也随之加快。许多老城区基础设施不完善，管道老化，无法满足城市的发展需求，因此就必须要进行改造。在以往的施工过程中，往往都是采用明开挖埋设管道的施工方式，但随着社会发展，人们对环境的要求越来越高，常规的管道埋设技术就遭到淘汰了，取而代之的是顶管技术。
1.2对周围环境影响较小
城区建筑物密集、原有的管道管线设备多，如果采用常规的管道铺设技术，必然会导致拆迁和管线迁改工作量大，需要的工作面和土方工程量也大，对周围环境的影响极其大。顶管在施工过程中采用非开挖方式，而且在线路选择过程中，可以根据现场地质情况灵活改变线路，避开干扰区域，降低对原有设备的破坏程度。此技术的应用不仅可以在施工限制条件下实现大规模操作，在满足繁华地段地上功能使用需求的同时，利用技术优势来完善周边环境，避免对施工环境造成影响。例如，在城市地下管网的建设过程中，采用非开挖施工技术进行污水管道铺设，具有施工效率高，环境影响小，有效解决了市政设施与拟建工程建设之间的矛盾，同时还可以减少了工程建设施工对周边建筑物的影响。
1.3顶管施工不受恶劣气候的影响
常规工艺施工时，工期在很大程度上受到气候的影响，一旦遇到恶劣的气候，几乎会导致整个施工现场停工，工期和费用损失均很大，二顶管是施工技术主要是在封闭的地下施工，而且主要依靠设备，人工用量较少，受到气候的影响几乎可以忽略不计。
2.顶管技术的原理及组成
2.1顶管技术的原理
顶管技术作为一项非开挖施工技术，在确保路面不开挖的前提下，以路面的垂直方向作为开挖点，开挖出一个工作井，再利用千斤顶将钢制管道压入地下。在市政给排工程顶管施工过程中，通过利用管道之间的中继站，并以主顶油缸为动力源，利用顶进设备将顶管压入地质层，最后进行顶管埋设。
2.1顶管技术的组成
在市政给排水工程顶管施工过程中，主要由施工机械和施工作业地两个部分组成。其中，施工机械作为顶管技术施工中最重要因素，包括千斤顶、顶管机头等。顶管机头由于封闭式掘进机和敞开式工具管组成。封闭式掘进机包括多刀盘、加泥式和土压平衡式等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆敞开式工具管包括、手掘式、挤压式、臂推式等工具；施工作业面由顶管工作坑和接收工作坑两个部分组成。其中，顶管工作坑主要是为顶管机头安装提供保障，而接收坑主要以机头出坑为主。
3.关于水平螺旋钻进技术
水平螺旋钻进技术属于一项特殊技术，在落实长距离顶管施工时非常关键。该技术可降低地表波动，保护土层不受破坏。应用这种技术时，应根据施工方案完成设计，将钢管注入预留井中。此技术的普遍应用提升了对给排水施工的要求。管道口径小适用于此技术，降低管道顶进风险，促进长距离顶管技术保持平稳状态。
4.顶管技术关键点控制
4.1顶管选择
在顶管施工前，应根据工程实际情况来确定顶进管参数，包括顶进管的尺寸、直径、材质等参数。一般情况下，在当前城市功能环境下，顶管施工一般采取钢筋混凝土管道，这是因为此钢筋混凝土材料具有稳定管内环境的特征，且可以结合管道数据来修整管材，降低材料成本和材料损耗。（1）直径的选择。在顶管施工之前，技术人员要根据顶管承受的压力确定顶管道的直径和厚度，另外配也要注意。一般情况下，顶管施工都要人工进行挖土配合施工，因此，顶管直径一般要大于500mm。（2）长度的选择。顶管施工过程中，顶管的长度对工程整体的经济效益和可操作性具有相当重大的影响。如果选择长顶管，施工效果会比较好，但随着长度的增加，管道在顶进过程中线路容易发生偏差，恢复难度大。常规情况下，可以参考管口直径来确定管道长度。当长度和直径的比例大于2.1时，选择长管施工；当比例等于1.15时，选择标准尺寸的管道，当比例小于1.1时，则要选择短管施工了。
4.2顶管井设计
在顶管井过程中，主要设计重点是工作井与接收井。其中，在工作井设计时，需要满足当地的施工环境和空间要求，在不影响到功能使用的前提下，确保整体施工环境的安全性。跟常规施工方式不一样的是重力管对管线偏差有极高的要求，因此，在顶管施工之前，应该对导向孔轨迹进行科学的规划设计，确保施工过程中顶管线路误差在规范允许误差范围之内，为顶管施工质量提供保障。而在接收井施工过程中，其空间维护主要以钢筋混凝土构造结构为主，在避免管道内部受到荷载影响情况下，尽可能地减少顶管施工中出现偏差。
4.3顶管施工准备
顶管施工主要是在地下进行，而且是采用非开挖方式，因此，在施工之前，要提前做好地质勘探工作，对地下的地质、水文、管线等信息进行全面的记录，确保地质情况适宜进行顶管施工，如果存在地质较差区域，要制定地质改良方案，确保地质符合顶管施工工艺需求。在顶管施工前，应深入现场了解和掌握好岩土质量和相邻环境条件，避免后期施工对周边环境造成影响，同时要做好施工材料和机械的准备。其次，在顶管施工前期，应合理分析顶管施工的控制条件、材料强度、注水系统、环境等因素，以确保整体施工作业的顺利开展。
4.4顶管施工工序
在市政给排水工程中，顶管施工内容主要包括顶管穿墙、顶管出洞、顶管注浆及顶管纠偏等方面。顶管穿墙是指先将穿墙闷板打开，再将工具管顶出井外，并进行止水。顶管出洞是指将顶管机和第一节管子破出封门，并进入土中，由于此操作过程较为复杂，故易于引起安全事故。而顶管纠偏是指在顶管施工中管线出现偏移现象，故对顶管纠偏处理的过程。注浆减阻作为顶管施工中重要防护工序，在整个顶管推进作业中都离不开此工序，它是指对管道外围的缝隙进行填充，并进行泥浆压注，以减小阻力，防止地面出现下沉现象。
4.5顶管施工关键点控制
（1）压浆控制。在管道顶进过程中，应向管道外壁压入减阻泥浆，以形成一种泥浆套，在管道顶进中起到减阻和支撑作用。值得注意的是，在顶端机头施工时，确保与管道顶进同步进行，并对管节处进行跟踪、补浆。（2）管道纠正控制。在管道顶进过程中，应按照设计路线进行，再利用千斤顶进行纠偏。在管道顶进时，应严格检测轴线，对混凝土管节进行测量复测，以减少管线发生偏移现象。（3）顶管过程控制。为了确保管子出洞作业的正常开展，要加强工作井的预留洞口尺寸控制，一般来说，洞口尺寸应大于管节外径。但要注意的是，在顶进过程中，应采取措施将预留的间隙封闭好，如先预埋钢法兰，当橡胶垫圈安装好以后，再采用钢板压紧。
5.结束语
总而言之，加强对市政给排水工程中的顶管技术的研究，有利于提高市政给排水工程中的顶管技术水平。我国城市排水量不断增长，污水排水管径越来越大，这给城市排水管施工增加了不少难度。顶管施工作为城市排水施工过程中关键技术之一，在实际施工过程中，我们应从施工前准备着手，合理控制管壁摩擦力，并对顶管技术应用中的难点进行优化，在确保顶管施工进度和质量的前提下，降低施工成本，提升工程的经济效益和社会效益。
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论文作者:陈仲明
论文发表刊物:《防护工程》2019年8期
论文发表时间:2019/7/29
标签：顶管论文; 管道论文; 技术论文; 市政论文; 给排水论文; 过程中论文; 工程论文; 《防护工程》2019年8期论文;