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摘要：随着我国城市化进程加快，生活生产用水需求逐渐增加，城市给排水系统问题日趋严峻，给排水系统建设情况直接影响到人民的生活、企业的生产、城市的旱涝及水环境等。为城市居民交通出行和日常生产生活提供便利以及良好环境，为满足现代化城市对于给排水系统建设的要求，推动市政给排水管道的顺利建设，因此，相关部门应当根据城市居民的正常生产生活实践情况，判断市政给排水管道建设的具体需求，结合现有的发展背景，做好城市给排水工程的施工技术应用发展模式分析，重视中长距离顶管施工技术及其应用的研究，提高中长距离顶管施工水平。中长距离顶管施工技术是一项应用比较广泛的技术，其具有丰富的特点，能够有效节约土地资源，减少对周边环境的影响及破坏，缩短施工工期，提高市政给排水施工质量及可靠性，能够很好得做到工程降本增效和施工现场绿色安全文明施工的要求。
关键词：市政给排水管道，中长距离顶管，施工技术应用
绪论：在城市发展水平不断提高的今天，人们对于城市的基础功能和建设水平提出了更高的要求。其中，市政工程中的给排水工程是一项重要的基础性工程，其有效实施对于城市的发展具有重要意义[1]。过去几年，全国极端天气频发，而北京经历“7.21”特大暴雨后，全区进行了大规模的桥区积水治理工程和泵站升级改造工程施工。近年来，北京随着城市发展又对聚焦攻坚水环境治理提出了新要求、新标准，加之原有老旧管线寿命问题的出现，对全市范围内给排水系统进行了大规模的规划设计并正在进行新建和改扩建的施工。
一、市政给排水施工工程概述
市政给排水施工工程可以分为给水工程和排水工程两方面，是每个城市都包含的市政工程重要项目之一[2]。对于给水工程而言，其主要作用在于为居民生活和企业生产供应所需的水资源；对于排水工程而言，其主要作用在于排除生活污水和城市雨水、地表水，排涝防旱工程，以及企业生产所产生的工业废水。
二、中长距离顶管施工技术概念与特点
1、概念
中长距离顶管施工技术是非开挖施工技术的一种，主要指的是在不开挖地面或尽可能少的开挖地面的情况下，利用液压顶进工作站从顶管工作坑中将需要铺设的管道按设计路由、高程以挤压顶进的方式穿过土层、克服土壤摩阻力进行管道铺设。
该技术主要支撑设备为机械掘进顶管机，目前，国内较常用的机械顶管机主要分为泥水平衡顶管机和土压平衡顶管机2种，以上2种顶管机因其掘进方式以及出土方式不同，针对不同土层各有优缺点[3]。泥水平衡是利用刀盘面板与开挖面土体土压力平衡，开挖出的土体在泥水仓中利用搅拌棒与水进行搅拌，采用进排水循环管道将水体带入地面泥浆池。土压平衡是利用刀盘切削下的在土仓里的土体与开挖面土体的土压力平衡，后方采用螺旋机出土，利用人工小推车或传送带、导轨卷扬机等设备运送至工作井内，再提升至地面。
2、特点
中长距离顶管施工技术具有不开挖、减少土地征地搬迁费用、减少交通堵塞、降低环境污染、施工效率高、安全性高、适用性广等优点，具有较高的经济效益和社会效益。然而中长距离顶管施工技术适用于覆土较深的管线施工，适用范围一般覆土深度都在3m以上。同时此技术也是一项较为复杂的技术，其主要技术难点在后背设置、中继间加设、管口接口处理、减阻措施、通风措施、纠偏方法、进出洞保护措施和顶进控制等方面。如果在顶进的过程中遇到地下未知障碍物时就会增加顶进作业的难度，顶进管道若曲率半径较小或有组合曲线时也会增加施工的难度。此外，如果地下土质水文条件比较复杂多变，也会大大增加施工难度，比如软弱地层较多或砂质土层时，管道铺设也更容易出现不均匀沉降问题，较难保证管道铺设的设计高程和坡度。
三、中长距离顶管施工技术在市政给排水工程中的应用优势
1、提高施工效率，降低工程成本
随着现代化城市的人口聚集程度逐渐提高，基础建设规模逐渐扩大，使得中长距离顶管施工技术发挥了重要作用，在中长距离顶管的施工过程中，不需要采用挖开地面的作业方法，因此也不需要做大量的拆迁工作，避免对国土资源的浪费，就中长距离顶管的施工整个施工流程而言，能够在多个方面降低工程的成本，提高工程的经济效益与施工安全性。
2、保护地表植被，确保生态稳定
中长距离顶管施工技术对于地面的保护性较好，不需要做过多的破坏性改造，能够在施工中采用小面积、点状式的施工形式，不需要因为地下施工而影响地上的植被生长，对于保证绿地设施安全和生态稳定具有重要作用。同时也不会影响地上居民的正常生活，对于普通建筑也不会造成任何破坏[4]。
3、减少路面挖掘工作，避免造成建筑被破坏
减少路面挖掘工作对城市道路的保护具有重要意义，传统的给排水施工方法可能会对城市道路的路面造成一定程度的破坏，在施工过程中必然会导致交通堵塞，使得道路的通行能力下降，十分不利于人们的出行。而采用中长距离顶管施工技术就能有效降低对于路面的破坏，不会对现有建筑或地上交通设施造成任何破坏。
四、中长距离顶管施工的影响因素
在中长距离顶管施工前，相关工作人员需要预先对地下现况管线及构筑物进行探测，提前做好全面部署工作，在施工中也须注意以下影响因素：
五、中长距离顶管施工技术在实际工程中的应用
在北京市朝阳区东五环（大羊坊-萧太后河）污水管线工程31#~36#段D1200泥水平衡顶管施工中，因地上建筑物拆迁征地问题无法解决，不能正常设置工作井情况下，顶管施工只能从31#顶管井直接顶到36#接收井，全长465m。在北京地区使用D1200mm管径进行顶管施工一般都控制在200m左右，超过350m已属罕见，465m是绝无仅有的，尤其是在不配备中继间的情况下完成曲线顶管，而中长距离顶管施工技术在本工程中的应用，更是完美体现，工程施工现场如图二所示。
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图二长距离顶管施工现场图
具体的中长距离顶管施工技术应用：
1、准备工作
为保证此次长距离顶管施工任务顺利完成，项目团队精心组织，开展地勘、物探，针对地层多为砂土、黏土的地质特性以及周边复杂地形环境，施工团队细致优化施工方案，认真做好各项准备工作。长距离顶管对设备是极大的考验，为此项目部购置一台15kw的注浆泵，以完成粘度40的高质量钠基膨润土的注浆工作，同时在管材外壁涂抹石蜡，尽可能地减小摩阻力。为使长距离排泥浆更加顺畅，专门购置了4台7.5kw宽叶轮式管道泵，施工中，每100米设置一台管道泵，保证顺利完成排浆。激光指向仪作为顶管施工中机头的一双“眼睛”，起到准确引导方向，控制管线偏差的重要作用，项目部专门投入4万元购置了一台进口高精度激光指向仪。针对长距离顶管的特殊性，施工中对“稳、准、快”的把握非常关键，前期准备工作尤为重要，后续每个施工环节的工作内容都要成竹在胸，提前做好准备，面面俱到，避免安排不到位造成窝工的情况。一旦出现停滞，对于长距离顶管的影响不可估量，轻则顶力陡增、顶速变慢，重则管道抱死、顶管失败，损失惨重。提前充分考虑好现场的每一个工序和进度，合理进行场地布置，材料储备等。由于场地有限，现场只能存下一天一夜两个班组所需的管材数量，为此，根据进度、速率，计算好所需管材数量，每天上午通知管材厂当晚的运送数量，同时做好预案，在井位附近协调存管场地已备不时之需，现场提前储备管材，保证顶管的顺利进行。
2、顶进作业
一切准备工作就绪后，机头从31#井顺利进洞，洞口做钢套环止水胶圈，机头按照4~8cm/min的正常顶速向前推进，平均每天完成12根D1200mm的混凝土管顶进作业。过程中对每台设备的运转情况定频率检查，发现问题及时维修或更换；每天至少复核三次，对激光指向仪位置及管线高程、中线的严格把控。顶管方向的控制和纠偏工作通过总控台操控，根据“勤纠、少纠”原则，保证线性平顺。24h进行管内通风，定时进行有限空间气体检测，保障作业人员人身安全，消除施工安全隐患，保证工程顺利进行。在靠近接收井100m处有一座现况通讯信号塔，塔基结合产权单位提供的资料和经过现场实际探测，最终探明管道左侧外壁与桩基相冲突50cm，管道需右偏60cm，以便躲过桩基，于是我们从315m处开始向右纠偏，每根管纠偏3cm，在顶进第146根管后成功避开桩基，再向左反纠偏，以便机头顺利进入36#接收井内。本次顶进长度、曲线半径的大小与土质、管径、顶力有很大的关系，而决定管道能否按设计路由施工与顶进测量密不可分。经过13个昼夜施工，最终顺利完成本段顶管任务。
六、中长距离顶管施工技术要点
1、触变泥浆制备与注浆作业减阻
配置泥浆时，应当选用质量符合施工要求的膨润土，严格按照施工方案的要求进行配比，提高泥浆的减摩效果和支承能力。在泥浆的搅拌过程中，施工人员需要保证充分搅拌，在泥浆压入前还须再次进行搅拌。
注浆作业的效果，对于市政给排水中长距离顶管施工工程的质量和能否顺利完成具有重要的保障作用。通常在顶管作业过程中，为了降低注浆作业的阻力，需要将泥浆压入顶管与土壤之中，降低设备前后部的压力，确保设备能够正常运行。同时，严格控制注浆压力，使其不小于管体上部的静止土压力和水头压力。在进行顶进作业时，根据不同土层特性，及时调整注浆压力，定时查勘地面变形情况。为了避免出现回浆现象，应当在出口处安装单向止回阀，确保在停泵后泥浆套的压力保持不变，提高注浆压力的稳定性。由于曲线段外侧存在法向分力作用，对土体扰动和摩阻力都会增大，当掘进机进入曲线段时，要增加对曲线外侧的注浆量，尽可能形成完整泥浆套。顶管贯通后，要及时利用触变泥浆压注孔对顶进时处于管道外的触变泥浆进行纯水泥浆置换，从而减少管道的后期沉降。施工人员需严格按照相关标准完成注浆工作，一旦发现注浆遗漏状况，应当及时做好补浆工作，确保注浆作业的质量合相关标准。
2、管节止转的技术措施
在开始顶进过程中，机头有可能发生旋转，导致顶进的角度出现差错，不利于顶进作业的准确性，此时，施工人员需要及时对机头要采取纠旋转措施。在机头前方筒的水平两侧焊翼板，以防止机头旋转。对机头的旋转主要采用加压重块的方法，在机头两侧与管两侧焊压铁支架，平均放压铁。在施工中，一旦发现机头有微小偏转，需立即将压铁移到一侧。一般中长距离顶管中，前三节管为工具管，需与机头依次用长杆螺栓连接固定，保证管线最前段的整体稳定，防止土层软弱与后方管节脱离。
3、进出洞的技术控制
在具体开展中长距离顶管进出洞施工的过程中，施工人员应当准确控制进出洞的技术，选择适宜加密施工的施工方案，在做好进出洞技术点位的加压工作以及注浆技术处理环节的基础上，应当通过加设内部钢圈支护结构的技术实现方式，实现对整体向市政给排水技术系统设计快捷性的属性目标。除此之外，施工人员还应当加强对于进出洞处技术点位注浆压力强度水平的控制，最大限度地降低注浆作业对进出洞处土体整体性能的扰动效应。预留洞需做好止水处理，安装固定尺寸合适的钢套环止水胶圈，中间墙体用砖砌筑填充。
结论
综上所示，中长距离顶管施工技术，具有适应性强、实用性和应用性广泛、操作简便、经济性和环保性较好的优势，结合本身的先进性和优越性，在城市的给排水工程施工建设中必将占据重要地位。随着科技发展，在实际施工中也对该技术的应用提出了更高的要求。因此，相关技术人员应当注意加强对于中长距离顶管施工技术要点的控制，明确施工要求，根据实际施工情况及时调整技术，不断优化和完善技术管理制度，创新、研发新技术，推动市政给排水工程施工质量的提升，促进我国市政给排水综合建设不断向前发展，为人们提供更好的生活环境。
参考文献
[1]倪威.市政给排水施工中的长距离顶管施工技术运用研析[J].黑龙江交通科技,2020,43(06):30-31.
[2]汪黎萍.市政给排水工程施工中的长距离顶管施工技术探讨[J].建筑技术开发,2020,47(08):58-59.
[3]胡明亮，于翔，邓轶腾.土压平衡掘进、泥水出土新型顶管机的研发与应用[J].市政技术,2017,35（6）:5.
[4]陈麟.长距离顶管施工技术在市政给排水施工中的应用研究[J].建材与装饰,2018(42):15-16.