摘要：考虑到可以减少对交通的干扰，以及避免大开挖，在大口径圆形管节埋地深度大于3米时，一般可以采用顶管法。这解决了市政建设水管道施工的主要困扰问题之一。得益于这些优点，顶管工艺在市政给水管道施工中具有极大的应用前景，为市政施工带来了变化，为城市居民的工作生活带来了便利。本文主要对顶管工艺做了介绍，其后对顶管工艺在市政给水管道施工中的应用进行了简单分析。
关键词：顶管工艺；市政；给水管道
1.顶管工艺概述
顶管工艺是一项用于市政施工的、非开挖掘进式管道铺设施工技术，这种方法相比于其他施工方法而言，对城市的道路交通影响小、噪音小、还可以地下作业。但也有一些难以忽略的缺点，例如，造价高、施工时间较长等。
顶管施工最大的特点具有就是适应性问题。在不同的地质情况、施工条件和设计要求的情况下，需要选择相应的顶管施工方式，怎样选择顶管机和配套辅助设备，对于顶管工艺来说至关重要。当前，世界上的顶管技术已经发展到了相当成熟的阶段，世界上出现了各种各样的顶管方式方法。尽管如此，顶管施工技术所采用的原理都是一样的。一般来说，先是做垂直地面的工作井，然后用高压液压千斤顶，将水泥或者钢制管道涂抹润滑介质顶入地下，各种技术的差别就在于如何将管道里的泥土运送出来，有人工的、水抽式的、还有一些先进的采用的是遥控的技术。
顶管工艺不需要挖掘层，可以穿过山川、河流、铁道、公路等。它的工作原理类似于用针线缝制衣服，工作井相当于针头，线相当于管道，工作井穿过土层到接收井后，管道就铺设在了土层中，区别在于这个过程不是用牵引力，而是借助主顶油缸及管道间中继间等的推力，使工作井不断推进，由此实现了非开挖的地下管道的敷设。
随着我国经济稳定快速增长，我国城市化进程不断加快，城市建设也如日中天的进行着，顶管技术有更多的机会运用于工程中，在此过程中，顶管技术也得到了极大提高而且继续保持着高速的增长势头，实际需求与技术相互促进，不断前行，无论是施工工艺、设备、技术都有了很大的改善，有些还跻身世界发展前列。将工业传感技术、实时控制技术和现代化控制理论与机械、液压技术等综合等运用到顶管机械上是顶管技术的发展趋势。数字化、信息化、智能型顶管机的研发得到越来越多的关注，其纠正偏转的精度、自动化的程度大大得到提高。我国国际非开挖技术协会单位会员已突破100个，数量居世界第4、亚洲第1。由此形成了强大的阵营，而且每年不断有很多相关行业的人才加入、从事顶管等非开挖工作的行列，我国的顶管技术将翻开一个崭新的篇章。
2.工艺在市政给水管道施工中的应用
2.1顶进管及设备的选择
2.2.1 顶进管选择
钢筋混凝土管的规格设计、应力验算以及配筋都应遵守相关标准和技术规程。一般可以选择使用钢筋混凝土管，如果没有腐蚀要求就可以选择钢管。顶进管的选择主要包括顶进管的直径选择及顶进管的长度选择。顶进管的直径选择主要考虑过流需求及所能承受的压力；而顶进管的长度主要在管道的可控性及装管次数取一个平衡点。顶进管过短则会导致降低可控性、装管次数增多、繁琐，如果过长，一旦铺设偏离原来路线，修正就要耗费较大的人力物力。
2.2.2顶进设备的选择
顶进设备主要包括千斤顶、顶铁、高压油泵及运土设备等。千斤顶是主要的掘进设备，应根据事前计算和实际承重进行选择。工具管包括开挖舱和操作舱。在安装顶铁的时候，应注意以下几方面要点：第一，安装后的顶铁轴线要和管道轴线平行、对称，顶铁与导轨和顶铁之间的接触面不得有泥土、油污；第二，更换顶铁时，应先使用长度大的顶铁，顶铁拼装后应锁定；第三，顶铁的允许联接长度，应根据顶铁的截面尺寸确定。当采用截面为20cmX30cm顶铁时，单行顺向使用的长度不得大于1.5m：双行使用的长度不得大于2.5m，且应在中间加横向顶铁相联；第四，顶铁与管口之间应采用缓冲材料村垫。
3.中继间技术
中继间是建筑上长距离顶管中用于分段顶进而设在管段中间的封闭的环形小室.利用中继间进行接力顶进是中长距离顶管的一项重要技术措施。中继间的布置要求顶力及操作的要求，以提高顶进速度。第一只中继间应放在比较前面，因为顶管机的正面土压力在推进过程中会因土质条件和施工情况等因素发生较大的变化，所以当总推力达到设计推力的60%时就安放第一只中继间，以后当达到计推力的80%时安放下一只中继间，而当主顶推力达到设计推力的90%时就必须启用中继间。中继间以前的管段用中继间的顶进设备顶进。中继间开始顶进时，工作坑内的千斤顶要紧顶在导轨上接好的管子上，防止中继间向工作坑方向退移。工作的顺序是：第一个中继间顶完后，卸油压，开始第二个中继间顶进，同样再开第三个中继间，依次开动下去，在最后开动工作坑千斤顶的同时，又可开动第一个中继间，开始新一轮的循环顶进。
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4.顶管工艺施工流程
4.1施工准备
4.1.1技术准备
提前学习和研究施工图纸及相关文件，了解设计要求和方法，进行图纸会议审核，有疑问可以在设计交底时提出，并根据结果修正施工方案。组织施工人员事先学习施工技术文件，了解施工范围，管道沿线的地形、地貌、地址及各种相关设备。掌握施工时间，顶管施工技术，质量标准及要求，安全措施等，并向施工队伍进行顶管施工技术交底。
4.1.2材料准备
（1）管道材料：管材最好由合作生产厂家提供，这样质量比较有保证，进场时应提供出厂合格证和出厂检验报告；管材外表面应该平整，回弹检测强度应不小于相关设计要求，承插口处不允许有棱角缺失。
（2）工字钢：进场工字钢型号必须与施工方案中要求的型号相同。
（3）水泥：应采用合格厂家的水泥，长期合作厂家的产品较为有保障，对水泥进行取样试验，合格后再将其投入使用。
4.1.3机具准备
主要机具：千斤顶，油泵，顶铁，与管材相应直径护口铁，导轨，枕木，卷扬机，水泥浆搅拌机，压浆机。
4.2 工作坑及其布置
工作坑是顶管施工操作的场所，要在坑内布置千斤顶、导轨等设施。一般采用人工开挖，排水管道的工作坑，一般设置在检查井位置。工作坑可分为单项坑、双向坑、转向坑、交汇坑、接收坑等。工作坑纵断面有直槽型、阶梯型，平面有矩形、圆形不等。土质不稳定的工作坑壁应支设支撑，松散或饱和土层，经常采用沉井方法或连续壁法修建工作坑。
4.3开挖与顶进
工作坑内设备安装完成后，即可进开挖和顶进。提前做好定位放线工作，首先将管子下到导轨上，就位以后，装好顶铁，校测管中心和管底标高以便符合设计要求，即可进行管前挖土。
4.3.1 挖土与运土
管前挖土可以保证顶进质量和地上构筑物的安全，管前挖土的方向和开挖形状，直接影响顶进管位置是否偏离路线，因此管前周围挖土应格外小心。
工作坑旁不允许有积土，因此要及时运出挖出的土，土首先运送到管外，然后再用工作平台上的摇头扒杆吊到平台上，最后运出坑外。
4.3.2 顶进施工
人工挖土顶管法遵循“先挖后顶，随挖随顶”的原则。顶进前，在管前端坑壁上开挖一个坑道，然后用千斤顶将管道顶进，一节管顶进后，下一节管道继续顶进。其操作程序如下：
（1）安装好顶铁、挤牢，启动油泵，千斤顶进油，活塞伸出一个工作行程，将管子推向一定距离；
（2）关闭油泵，打开控制阀，千斤顶回油，活塞缩回；
（3）添加顶铁，重复上述操作，直至需要安装下一节管子为止。
5.总结
顶管工艺在工程中的应用可以直接影响工程的质量，该技术减小了道路施工对城市正常运作的影响，应用前景十分广阔。
参考文献：
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[4]蔡晓东，张宝铭.顶管工艺在市政给水管道施工中的应用[J].建设科技，2012（14）
[5]吴雪清，尤朝阳.谈市政给水管道施工顶管工艺[J].科技信息，2011（16）
论文作者:谢鸿明
论文发表刊物:《基层建设》2018年第10期
论文发表时间:2018/6/8
标签：顶管论文; 管道论文; 工作论文; 千斤顶论文; 工艺论文; 技术论文; 市政论文; 《基层建设》2018年第10期论文;