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浅谈市政排水管道工程建设中的顶管施工

发表时间：2020/12/29 来源：《基层建设》2020年第24期作者：童蓬勃

[导读] 摘要：在市政排水工程建设中，管道工程是施工重要的组成部分，由于管道工程结合实际情况做出调整，使管道工程建设体现出不确定性特点，为降低不确定性对管道工程建设造成的影响，许多施工企业会采用顶管施工技术，一方面使施工环境更加安全稳定，另一方面提升管道施工的质量，并且顶管施工会控制工程进度，有效降低市政排水管道工程建设成本。

        西安市政道桥建设有限公司陕西省西安市 710000
        摘要：在市政排水工程建设中，管道工程是施工重要的组成部分，由于管道工程结合实际情况做出调整，使管道工程建设体现出不确定性特点，为降低不确定性对管道工程建设造成的影响，许多施工企业会采用顶管施工技术，一方面使施工环境更加安全稳定，另一方面提升管道施工的质量，并且顶管施工会控制工程进度，有效降低市政排水管道工程建设成本。
        关键词：顶管施工；市政给排水；管线工程；工艺技术；分析
        引言：
        在城市化速度快速发展背景下，市政排水管道工程建设速度不断加快，市政排水工程已经成为城市快速发展重要的组成部分，并且市政排水工程还会关系到人们的正常生活和工作。市政排水管道工程建设过程中，为缩短建设周期，减少给排水暂停的时间，许多施工企业在市政给排水管道工程建设中，均会采用顶管施工技术，不仅使工程建设中泥水保持在平衡状态，提升市政排水管道工程的建设质量，还能加快市政排水管道工程建设速度。
        1.市政给排水管线工程施工要点分析
        1.1 开挖施工分析
        在市政给排水管道工程建设过程中，由于市政给排水管道工程建设会对周围环境造成不同程度的影响，尤其是对周围建筑产生的影响较大，为减少对周围建筑物的影响，施工企业在开挖市政给排水管道路线过程中，会选择合适的线路以及配合使用科学合理的管道敷设方法，才能将市政给排水管道工程的建设周期控制在有效的范围内，并且使周围建筑始终保持在安全稳定的状态。在非主干道上进行市政给排水管道工程建设时，施工企业会采用明挖施工方法，在主干道上进行市政给排水管道工程建设时，会按照设计要求选用适合的开挖施工方法。
        1.2 顶管施工分析
        在市政给排水管道工程建设过程中，如果建设过程对周围环境造成较大的影响，尤其是交通无法正常运行，周围的建筑出现沉降以及无法向周围居民提供稳定的给排水服务，施工企业应在市政给排水管道工程建设中采用顶管施工方法。施工企业在运用顶管施工技术进行施工时，一般会选用直径为0.8米以上的顶管，并且选用的顶管具有水泥特性，可以使顶管与铺设的材料相互融合，加快管道敷设速度。
        2.顶管施工技术在市政给排水施工中的施工工艺技术分析
        2.1 顶管井设计分析
        在顶管井设计过程中，设计人员一般会设计两种顶管，一种为工作井，另一种为接收井。以建筑材料的角度进行分析，构成顶管井的主要材料为钢筋混凝土，以建筑结构的角度进行分析，顶管井的结构分为三种类型，一是圆形结构、二是矩形结构、三是正方形结构。此外在布置顶管井结构时，会将矩形结构作为基础，使顶管井形成单排孔井结构。在应用不同结构的顶管井过程中，根据获得的反馈信息，圆形结构具有较强的受力能力，然后为正方形结构，而矩形结构受力能力较弱。施工人员在现场进行顶管井施工时，应环境产生的应力状态，根据实际状态选用适合的顶管井结构，从而提升顶管井的施工质量。
        2.2 顶管施工工序分析
        2.2.1 顶管穿墙
        在顶管穿墙施工过程中，施工人员应将穿墙闷板调整到始终开启的样子，使顶管掘进机在使用过程中，可以将顶管井插入到施工位置，并在掘进机的帮助下，将顶管井的外部移出到施工环境。此外在顶管穿墙期间，应使用密度较大的纸筋粘土对顶管穿墙区域进行夯实施工，在夯实过程中使纸筋粘土与周围的土质结构充分的融合，在融合中提升施工环境的整体性，避免顶管穿墙位置出现渗水等情况。根据顶管穿墙施工要求，施工人员在施工中使用止水法兰加压板，在穿墙位置的内部和外部建立耐磨性较高的结构，避免顶管穿墙受到环境的影响出现裂缝等质量问题，影响顶管正常的使用。
        2.2.2 顶管出洞
        在顶管出洞施工过程中，施工企业应重视管线在出洞过程中是否出现角度偏斜的情况，一旦出现角度偏斜的情况，施工企业应使用辅助线调整出洞的角度，采油调零处理方式，使顶管出洞的角度与设计角度相符。此外在顶管出洞过程中，应在顶管下部使用支撑装置，提升顶管出洞的稳定性，降低顶管出洞出现角度偏差的概率，并且提升顶管的埋设质量。

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        2.2.3 注浆减阻
        在注浆施工过程中，施工人员使用顶管设备，在顶管的尾部进行压浆处理，使顶管的施工过程与注浆的过程同时进行，在同时进行中减少注浆时遇到的阻碍，并且有效提升注浆的利用率。
        2.2.4 顶管纠偏
        在顶管施工过程中，顶管会出现偏离施工角度的情况，施工人员应使用千斤顶，始终将顶管保持在设定的高程上，然后在施工中根据顶管高度的变化，调整千斤顶的高度，使顶管在施工中产生的偏差控制在合理的范围内，有助于提升顶管施工的质量。
        3.工程案例
        以城市市政排水管道工程建设中进行顶管施工为例，由于施工区域处于城市的主干道，在施工区域的周围存在较多的建筑物，并且交通情况十分复杂。此外在勘测施工区域地质结构时，该区域属于易塌陷地质结构，施工企业在施工中需要运用顶管施工技术进行市政排水管道的建设。在建设的准备阶段，施工企业需要做好以下几项工作：第一，根据地质结构选用型号为F、级别为III级的钢筋混凝土管，钢筋混凝土管的直径为1000毫米；第二，计算顶管受到的应力。由于钢筋混凝土管的直径为1000毫米，管壁的壁厚为100毫米，根据管在每米承受的重力标准，依照土的容重，可以计算出初始顶力与各种阻力之和、初始定理、挖掘直径、管顶的扰动宽度、土的摩擦系数、土的太沙基载荷系数、管顶上方土的垂直载荷、冲击系数、地面的动载荷、管周边的均布载荷、管与土之间的摩擦系数以及总顶力。以计算总顶力为例，设计人员使用两个千斤顶，千斤顶产生的支撑力为500吨，按照效率标准进行计算，总顶力的数值在500吨-700吨范围内，表明使用的顶管可以承受来自不同位置产生的应力，并且顶管可以始终保持在稳定状态。
        在完成准备工作后，施工企业进入到施工阶段。在施工中施工企业首先进行稳导轨施工，在稳导轨施工过程中，将导轨的重量设定在每米38千克，每根导轨的间距设定为1540毫米，在施工中使用的工作井底板，是由混凝土组成，工作井底板的厚度为16毫米，每个工作井底板的间距设定为500毫米，将每个工作井底板与钢轨进行连接，采用焊接的方式将导轨与工作井底板中的钢筋进行连接，在连接的同时做好顶管井口的封堵工作，完成封堵工作后应对连接的质量进行检查，重点检查连接位置是否出现断裂的情况，同时检测导轨是否出现裂缝情况，完成检测后才能进行下一项施工。
        在顶管施工的挖土操作过程中，井管与各个位置的接口相互连接，施工企业在连接中同时进行导线以及其它设备的安装，完成连接和安装后进行挖土施工。在挖土施工过程中，施工企业应注意施工区域是否出现沉降情况，如果出现沉降情况，需要严格控制挖土的高度，避免出现超挖情况影响周围土地结构的稳定性，一般在顶管的顶进位置进行挖土时，要求管端产生的空隙控制在15毫米范围内，避免由于空隙过大影响周围土体的稳定性。许多施工企业在挖土过程中，为避免周围土体结构出现沉降情况，会将挖土的角度控制在0-135°范围内，并且每次挖土的厚度会限制在10毫米以内。施工企业应在挖土区域设置测量观察点，通过实时的测量掌握挖土区域的沉降情况。
        进入到前封闭环节，施工企业应在顶管上组装电动葫芦，使顶管在施工中利用电动葫芦避免泥浆进入到顶管中，完成泥浆顶进施工后，施工企业应对顶进位置进行封闭处理，在顶管的顶部设置密封圈。在完成密封圈的设置工作后，施工企业应测量顶管在导轨上不同位置的高程，要求顶管在不同位置中心满足设计要求。在顶进期间，施工企业将顶进距离设置为30公分，每顶进30公分，施工企业应测量顶管的高程，经过几次测量后，如果顶管的高程未发生明显的变化，施工企业可以将顶进的距离控制在50-60公分范围内。施工企业应重视封闭前的顶进测量工作，一般安排三名测量人员，采用三班制的方式进行不间断测量，使整个顶进过程的测量误差控制在合理的范围内容，有效提升顶管的施工质量。
        结语：
        综上所述，在市政排水管道工程建设过程中，施工企业进行顶管施工时，应做好顶管施工的测量工作，通过测量严格控制顶管施工的每个环节，使顶管施工每个环节产生的误差控制在合理的范围内，既能提升顶管施工质量，还能加快顶管施工速度，有效减少对周围环境的影响。
        参考文献：
        [1]付时金.浅议如何提高市政排水管道工程施工质量管理[J].中华民居（下旬刊）.2013（09）：5.
        [2]王希海.论述市政排水管道工程施工质量通病的防治[J].科技致富向导.2013（21）：24.
        [3]叶志明.关于市政排水管道工程施工技术的分析[J].科技与企业.2013（12）：90.