广西建工集团第四建筑工程有限责任公司 广西桂林 541004
摘要：市政给排水施工是城市化建设的重要内容，保证日常生活以及生产作业中的用水以及污水的排放。由于城市中基础设施较多，开挖式的施工方式对城市整体破坏较大，影响的方面相对较多。非开挖式的施工技术的出现，即顶管施工技术能够有效解决这个问题。本文简要阐述了顶管施工技术的分类、顶管施工技术在市政给排水施工中的注意事项以及应用策略，以供参考。
关键词：市政给排水施工；非开挖式技术；顶管施工技术
引言：城市中建筑物与其他基础设施覆盖范围广，开挖式的施工技术对环境的破坏程度较为明显，很容易对各类建筑的地基以及地下管道产生破坏，不仅影响了市容，也为日常生活和生产带来较多的不便。针对这方面问题，非开挖技术的优势就被凸显了出来，也就是顶管施工技术能够更好的满足市政给排水施工的要求。
一、顶管施工技术的常见分类
（一）敞开人工手掘式
敞开人工手掘式是在特定环境下所使用的方式，采用顶进设备与混凝土材质的管道作为顶进作业的主要动力，人员在管道内进行手工挖掘，结束后再由千斤顶等推进设备将管道向前推进，然后不断循环操作，直到工作井与接收井相互连通为止。与其他的方式相比，在施工成本方面投入要更低，不会有过多的施工技术与设备参与其中，只是这种施工方式的工作进度较慢，施工效率不高，对施工场地的材质有相应的要求，适用于沙土或土质较软的区域，若施工场地的地质情况特殊，需要采取其他的方式。
（二）泥水平衡式
泥水平衡式适用的施工环境更加广泛，对土质的要求也相对较少，主要的工作方式是通过顶进机机头内的刀盘、泥土仓、泥水仓、进水管、排水管相互配合的工作方式，既顶管机的刀盘对土体进行削切，粉碎后的土体进入泥土仓内，在刀盘搅拌力的作用下将土体均匀搅碎后排进泥水仓中，进入泥水仓的土体与进水管中流入的泥浆进行混合，被搅拌成高浓度的泥浆通过排水管最终被排出机头，这就是顶管施工技术中的泥水平衡的方式[1]。这类顶管施工技术在很多土体比较坚硬的施工环境下都能够使用，也就是泥土中含有一定量的沙石或土质相对较硬的地方，例如：软岩土层、中粗砂层等。
（三）土压平衡式
土压平衡式与泥土平衡式类似，是顶管施工技术中较为常用的技术之一，工作原理与泥水平衡式相似，都属于机械密封式顶管施工技术，主要依靠顶进设备的刀盘切割土体后，利用顶进设备中的搅拌机将泥土排出，但不同的是，土压平衡式主要是对螺旋出土器的排土量以及顶进设备的刀盘旋转速度的控制，达到平衡施工场地中土体和地下水的压力，也就是只有刀盘切割的压力、地下水压力与静止状态下土体的压力呈平衡的状态，才能够让顶进设备在工作状态下的速度始终保持一致，即顶进速度相同，才不会对土体产生过多影响，保证施工的正常进行。土压平衡式对土体的质量要求相对较低，但过度强硬的土质不太适合，被运用于淤泥质土层、粉土层等情况较多。
二、顶管施工技术在市政给排水施工中的注意事项
（一）工作井与接收井
工作井是顶管施工技术的重要保证，也是施工场地的必要组成部分，因此保证工作井的质量是十分重要的。由于工作井是顶管施工中设备主要的运作场地，会承受很多的压力，因此在工作井的范围要提前做好设计，要保证工作井内能够有足够的设备进行现场布置，而且根据施工工艺选择的不同，可能会需要对施工过程中产生的碎土等进行清除，而且运输设备的布置也是很重要的，因此，工作井的范围要做好有效的设计，基本设备、材料以及特定运输装置都能够正常布置是最基本的方面。工作井的施工工艺也是要考虑的方面，常见的工作井施工工艺有浇灌和装配两种方式，浇灌式通常具有更好的结构性，而且质量更可靠，相比装配式在稳定性和承受能力上更好，只有工作井的结构得到了有效控制，才能保证顶管施工的正常进行。接收井与工作井的结构相同，只是要注意工作井和接收井的深度要保持一致，避免顶管施工后不利于纠正，中继间等设备也不便于取出。
（二）材料的选择
顶管施工技术中各类材料的选择以及施工中所使用的管道的材料选择十分重要。顶管施工技术是利用千斤顶等设备作为动力，推动管道和顶进机向前推进，被放置在当中的管道对整体施工有着良好的承接作用，管道的质量与整体的施工质量有着直接关系，如果管道的材料选择存在问题，那么在动力、摩擦阻力等方面的作用下，极易产生管道变形、断裂等问题，顶管施工的角度也会出现偏差，给后续的检测与纠正工作带来了非常多的麻烦。通常情况下管道材料的选择有钢制、钢筋混凝土等材质[2]。其中钢筋混凝土由于质量坚硬、分子粘合性强，不易产生变形，成为顶管施工技术中最常用的管道材料。尤其是在距离较长的顶管施工工程中，钢筋混凝土材质的管道优势极为明显。毕竟施工长度不断增加，已经被施工的地点需要相同的管道来进行补充，具有良好的支撑效果。
（三）施工环境
施工环境是顶管施工的重要保证，无论是施工前环境的勘测还是施工过程中施工环境的保护以及施工后的防护处理，都是不可缺少的手段。施工前自然是要对现场做好实地勘测，了解施工场地的土质情况。不同地域的土质情况存在着较大的差异，施工前必须要对所有施工段的土质做好了解，才能够消除施工工程中土质的差异问题，保证施工计划中对施工方案具有良好的效果。施工过程中要做好对施工环境的保护，毕竟顶管施工许多部分会在城市中进行，施工场地周围的环境会带来许多影响，只有做好相应的保护措施，才能够为检测和纠正工作减少不必要的麻烦。施工后其他类工程能够予以有效进行，但工作井等必要场地还是会有残留，相应的修复工作进行时要避免对工程整体造成影响。
三、顶管施工技术在市政给排水施工中的应用策略
（一）施工准备阶段
施工准备阶段是顶管施工技术的重要前提，只有准备工作充分，才能够保证顶管施工顺利进行。顶管施工准备阶段的工作是施工计划中的必要内容，包括场地勘察、材料选择、工作井施工以及设备安装与调试四个方面。
1.场地勘察
场地勘察是对施工现场的详细情况进行了解。市政给排水施工对环境的影响较大，在环境影响方面是需要注意的，顶管施工虽然采用的是非开挖技术，但是在地下进行施工，施工场地周围的基础设施分布情况还是很重要的，比如建筑地基、地下管线以及其他管道等都是会影响施工的，所以场地勘察是十分有必要的。
2.材料选择
材料选择也就是进行顶管施工时采用的管道材料，通常选用钢筋混凝土材质的管道，这类管道生产成本较低，施工工艺简单，适用于大批量的生产，顶管施工过程中，由于受到距离的影响，施工过程中需要顶进的距离也会随之增加，顶进机需要有中继间进行连接达到延长施工距离的目的，钢筋混凝土管道能够有效的满足这方面的需求，其材质本身质地坚硬、抗摩擦阻力强，还具有良好的抗腐蚀性，因此是材料方面的最佳选择，材料在生产后以及运输过程中不能够产生损坏或者弯折，否则容易导致顶进方向产生偏移。
3.工作井施工
工作井施工主要指开启施工时的工作井以及顶管施工的目标，也就是接收井。工作井的质量和范围是施工准备阶段需要重视的方面。由于受到重力以及设备的动力影响，对工作井的质量有着较高的考验，设备能否有效布置则是对工作井的范围的需求，想要进行顶管施工就必须要对工作井予以有效保证才行，而且井内还要对预留位置做好测量和处理，保证顶管施工能够正常进行。
4.设备安装与调试
设备安装与调试环节是将提前选择好的施工设备放入工作井中并进行相应的测试，确保在施工前所有的设备都能够保持正常的工作状态，其中顶进机、千斤顶、动力泵等都是顶管施工的核心内容，是必须要做好检查的，而且预留位置与管道的质量也是需要检测的，若预留位置与顶进机存在较大差距，或者管道质量不合格，无法承受推动力等情况时是不能够开展施工的。
（二）施工进行阶段
1.穿墙
准备工作较为充分后，就可以开始正常的施工工作了。顶管施工过程表面上看上去较为简单，但当中有很多方面都是需要注意的，否则极易产生塌方等事故。穿墙是顶管施工的必要环节，根据预留的位置，将墙体打穿后能够将顶进机等设备的状态开启，进行施工工作。穿墙工作表面上内容不多，实际上却关系着顶管施工的方向精准问题，是不容轻视的方面。穿墙后要将多余的沙土都清理出来，确保形成的通道能够畅通，便于设备与管道能够顺利通行，而且要做好防水工作。穿墙是顶管施工的首要环节，防水若做得不到位，后面的顶管施工也就不能进行。
2.中继间
随着顶管施工距离的不断增加，顶进机所能够达到的距离是十分的有限，千斤顶以及动力泵虽然在动力上能够提供很大的支撑，但是会受到顶进长度的限制，此时需要在顶进机与千斤顶之间增加相应的中继间，也就是具有一定长度的钢筋混凝土管道。钢筋混凝土管道主要是能够增加顶进机前进距离，支撑顶进过程中形成的通道，避免产生塌陷事故[3]。
3.管节接口
中继间由前、后壳体和千斤顶组成。前、后壳体与关联的连接管进行连接，不同的是后壳体采用承接式的结构与千斤顶相连接，这样就能够在动力上予以有效的支撑，而且由于距离的原因，不同的中继间若只是通过连接管进行连接，一旦中继间距离过长、顶进机阻力增大时，中继间会受力不均，产生错位，推进的动力也不能够得到保持。所以壳体的管节接口的连接程度与管道的稳定性有着密切的关系，可以由钢套环、多层软木垫组成，其中钢套环用于保持管节接口不会因受到力量产生变形，软木垫能够采取多层的结构，将分担顶进过程中的力量均匀分布在软木垫上，再用橡胶止水带作密闭性和防水保护。至于壳体与千斤顶连接时也要要利用橡胶止水带等粘合作用强，对连接处能够起到有效密封的手段做好防水处理，避免土体中水分渗入。
4.注浆
在顶管施工过程中，由于顶进距离的增加，中继间的长度也随之改变，顶管施工产生的阻力也会越来越大，此时必须要进行注浆环节，也就是注入触变泥浆来减少顶进时管道与土体间的摩擦阻力。触变泥浆是由膨润土和水进行搅拌后形成的，通过注浆机从钢筋混凝土管道的注浆孔泥浆将注入，从而形成泥浆套。注浆环节是顶管施工过程中的必要环节，尤其是长距离的顶管施工。
（三）施工监测与纠正
市政给排水工程是为城市提供给排水功能，工程规模较大，采用顶管施工的距离也会更远，对市容和地貌同样有着很好的保护作用，当然在施工过程中难免会出现问题，导致顶管施工的角度或方向产生偏差，与其他的基础设施产生影响，因此对顶管施工环节的监测和纠正是十分必要的，可以通过安装相应的监测设备与系统进行实时检测，保证顶进的角度不会出现问题。若发现当中出现了问题，可根据监测系统形成的报告进行分析，对接下来的顶进环节进行调整或者提前安装纠偏装置，这样在出现问题时工作人员能够及时的进行纠正，避免接下来的施工方向继续偏离[4]。
结论：综上所述，顶管施工技术这类非开挖技术能够对环境形成良好的保护，减少市政给排水施工过程对环境产生的过多破坏。然而此类技术还未形成有效的行业规范，专业人才方面也比较稀缺，因此应当加大专业技术方面的提升与人才的培养，逐步形成规范标准，促进行业的有效发展。
参考文献：
[1]朱雪宁.试议顶管施工技术在市政给排水施工中的应用[J].居舍,2017(31):51.
[2]乔平.市政给排水施工中长距离顶管施工技术的应用[J].现代物业(中旬刊),2019(02):190.
[3]杨雪.市政给排水施工中顶管施工技术应用研究[J].中国标准化,2019(16):108-109.
[4]岳阜建.市政给排水施工中顶管施工技术应用研究[J].大众标准化,2019(18):41-42.
作者简介：郑启润（1971—），男，汉族，籍贯：广西全州，单位：广西建工集团第四建筑工程有限责任公司，职称：高级工程师。