摘要：近年来，我国经济建设取得了十分显著的成就。社会经济的飞速发展推动了城镇化的规模和速度不断扩大和加快。在城镇化进行中，市政道路建设是城市发展的基础性工程，受到了全社会的广泛关注。现阶段，随着城市建设规模的不断加大和城市人口数量的不断增多，城市空间资源的使用受到越来越多的限制，很多城市都在大规模开发地下空间，以满足日益增长的市政工程建设需求。与传统沟槽施工相比，顶管施工技术因其特有优势在市政工程中得到广泛应用，其具有良好的施工效果、较低的成本投入以及非开挖施工等特点，其能够便捷地穿越公路、铁路、河流以及建筑物，能够对施工环境起到有效的保护。强化市政工程中顶管施工技术的运用，能够提高市政工程的施工质量，推动市政工程的快速发展。
关键词:顶管施工技术;市政工程;技术应用
1顶管施工技术概述
1.1技术原理
顶管施工技术广泛应用于各种地下工程项目的施工过程中，特别是在市政工程中的应用十分广泛，已经成为市政工程地下项目中首要考虑的一种施工技术。顶管施工过程中，不需要进行开挖，或者仅需要进行十分少的开挖就能够将各种管道迈入地下。整个施工过程不会对地面产生很大的影响。即使是路面有建筑物，采用顶管施工技术也可以在不影响地面建筑物的前提下，将管道埋入预设路线。并且，顶管施工技术不但对地面各种建筑的影响最小，对环境的破坏也是最小的。顶管施工过程中产生的各种有害粉尘最小，施工过程不会对周边生活环境造成很大的污染。因此，自顶管施工技术诞生之日起，尤其是随着顶管施工技术的成熟度越来越高，顶管施工技术的基本原理是采用推力巨大的机械设备，直接将管道植入土层之中，避免对传统铺设管道过程的开挖处理。顶管施工的基本施工过程为:首先，基于市政工程设计规划的管道铺设线路，在管道铺设的开端与尽头分别修建工作井和接收井。如果管道沿线的地质环境复杂，或者是管道的距离过长超出了一次铺设的范围，需要在管道线路中间建设中间井;其次，利用工作井内的大推力机械设备完成钢制管道(工具管)的顶进作业。最后，正式的管道紧随工具管的推进，不断被推入工作井中，一直到管道成功铺设至接收井。
1.2技术优势
顶管施工技术又叫做非开挖管道施工技术。顶管施工的显著优势就在于铺设管道的过程中，不需要对土体进行开挖。基于此，相比传统基于开挖的管道铺设技术，顶管施工技术所具有的独特技术优势包括以下几个方面:第一，顶管施工可以轻松地将管道铺设进公路、铁路等交通设施，以及商场、居民小区等地上建筑之下，不影响地上建筑的正常使用。第二，顶管施工技术的施工成本和施工时间均远小于传统的开挖施工技术，可以大量节省工程资金和缩短工期。第三，顶管施工技术对施工场地周围的环境影响较小，采用顶管施工能够大幅度降低施工场地的噪声和粉尘扩散。第四，顶管施工技术需要的施工场地较小。相比传统基于开挖的施工技术，顶管施工只需要几个占地空间较小的作业点，对周围正常生产生活的干扰较小。正是因为顶管施工技术所具有的这些技术优势，使得顶管施工技术在现代城市市政工程的各种管线工程项目中的应用非常普遍顶管施工的技术相对复杂，对工程人员的专业知识要求较高，且需要非常精确的地质与水文数据。在市政工程地下项目施工过程中，顶管顶进的路线有可能是直线，也有可能是曲线。
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2顶管施工技术在市政工程中的应用
2.1现场踏勘及调查
一是观察现场人流和车流的情况以确定人流及车流的交通组织和路线，在路口设立交通导向牌以及高峰期安排人员指挥交通。二是摸查清楚附近的排水系统，并设计出最佳的排泥水线路，必要时应施工临时排水管道，以免污水横流。三是对于施工现场的煤气、电力、通信、供水、煤气等管道进行定位并标示，查看是否需要临时关停或搬迁。四是调查原有污水管道以及雨水渠箱等埋设较深的市政地下建筑物。五是对于附近的一些桥梁等构筑物应调查其桥台基础、间距及桩基深度，附近建筑物的基坑采取何种结构形式，以及是否采用喷锚结构施工，长度是否在顶管顶进轴线内。
2.2施工前技术准备
可以要求业主及设计单位提供顶管顶进路线的详细地质资料，并尽量了解土层的物理性质(颗粒组成、含水量大小、塑性指数及透水系数)、分布状况(分布范围和埋深厚度)、力学参数(内摩擦角、内粘聚力及标准贯入值)等。了解地下水状况及其变化规律如地下水水面标高、来源、是否受潮汐的影响而变化等。若存在砂层则应搞清含砂量的多少及其砂的级配关系和细度情况;岩层则要搞清是否有裂隙发育;若是风化岩层则需搞清是否强风化、中风化或者弱风化，抗压强度和抗剪强度是多少，属于砂岩还是粉沙质泥岩，是否为整体结构还是条片状结构等等。一般说来，现行业主及设计方提供的地质资料不够详细，甚或截然不同，作为施工单位，必须要求业主补钻。在业主应承条件下我们也可以自己在顶进线路上补鉴别孔，或局部问题点补技术孔。
2.3顶管线路确定及井位设计
顶进距离由设备条件及周边环境来综合确定。考虑到工作井造价比较昂贵，应尽量少一些工作井，最好安排往两个方向的顶进。由于现行的设计院设计管道大多都按明挖方式进行设计，经过现场调查后应尽量优化线路设计，避开不利于顶管的土层、并尽量让顶管线路避开建筑物及树木。最好在每个工作井或接收井设计检查井位。线路与周边结构物的距离设计应考虑到以后作检查井的方便及空间，尽量避免冲突。检查井的间距可按现行规范和设计单位研究进行适当的加长。若顶进深度范围内的土层较为复杂，应与设计部门进行协商考虑抬高或降低标高。
2.4顶力及管材设计
顶力计算现行有很多方法和模型，但这些方法只能为定性分析和综合取值考虑。传统上顶力大小主要与土质和是否注浆有关，但实际上顶力的大小和很多因素有关，如采用设备的形式、采用管材形式、土层的变化情况、后靠背的刚度、是否有纠偏、工作井的形式、顶进速度、注浆的压力等。实践证明，现行主要采用整体三维模型和多参数系统来模拟顶管在顶进过程中各部分结构的受力情况。关于管材设计，现行对管材的配筋量、砼的强度、端部的细部处理及钢筋布置等。
2.5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者整体的打压，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。
3结语
综上所述，在市政工程建设中，顶管施工技术具有显著的优势，其不但能够彻底解决管道网开挖混乱的问题，而且能够有效应对地下最恶劣的土壤条件，同时最大限度降低对其他专业工程的影响，其针对复杂地形和交通布局城市制定出来的施工方案具有经济、快速、准确、安全等特点。所以，施工单位在市政工程中要对顶管施工技术合理利用，掌握其施工特点，采取有效的措施对整个施工行为进行控制，最终推动市政工程的快速发展。
参考文献:
［1］韩国业.市政工程给排水施工中顶管技术的应用[J].低碳世界,2017(12)：123-124.
［2］白霞金.市政工程给排水施工中顶管技术运用研究[J].农业科技与信息,2017(17)：36-37.
论文作者:郭立
论文发表刊物:《防护工程》2018年第33期
论文发表时间:2019/2/25
标签：顶管论文; 施工技术论文; 管道论文; 市政工程论文; 土层论文; 线路论文; 建筑物论文; 《防护工程》2018年第33期论文;