刘琤
西安市第二市政工程公司 陕西西安710000
摘要：近年来，很多先进技术运用到我国各行业中，使其发展更为迅速，为我国基础建设贡献力量。在经济快速发展的今天，人们的物质生活已经极其丰富，对生活质量要求越来越高。与此同时，市政工程项目需求也大幅增加。机械顶管技术是一种广泛应用于工程项目建设的技术，采用机械顶管技术的市政管道工程具有工程造价低，对周围环境损害小的特点，是市政管道施工中常用的施工技术之一。
关键词：机械顶管技术；市政管道施工；应用
引言
高科技技术的快速发展给予了我国各行业更大的发展机遇和发展空间，同时改善人们的生活水平和生活质量。在现代社会持续发展，城市化建设水平越来越高的背景下，市政管道工程作为与人们生活息息相关的工程，其建设施工工艺备受重视。受到环境的影响，多数市政管道工程的施工难度都比较高，面临着环境复杂、工期紧张等问题的挑战。近年来，机械顶管技术在市政管道工程的施工中得到了大量应用，发挥出了其非常出色的应用价值，值得深入研究。
1顶管施工简介
顶管施工是一种少开挖或无开挖的施工。在城市内部的管道项目中，通过顶管施工，无需从地面上挖坑，而是通过液压钻孔设备向坑中顶进，钻出承窝并设计坡度，顶入管道并运走土方。当顶入土层一节管道后，继续顶进第二节管道。按计划设计开发必要的作业井，沿管道另辟接收井，在井后打造坚固的底座。这样在灌浆体系内，集中埋入管道后，便能从管道四周顺利滑入覆盖层。另外，在顶进施工中，还应把控好管道振动，统一切割、清除干净土壤，并在接收器上安装好预先装上的圆盘。由于这种顶管施工，一般使用的是从线至点的施工面，因此占地不大。通过顶管施工，基本不影响地面正常交通。此外，其中的冲击技术还减少了噪声，并降低了建筑物振幅，很少影响到周围居民生活及既有建筑物或旧管道。另外，顶管施工已应用在地下、水下领域的深层管道施工领域，且能够安全穿越复杂的陆地建筑物、河流或铁路等。
2机械顶管技术在市政管道施工上的应用
2.1顶管的选择
机械顶管技术的关键在于对顶管的应用，而不同的地质环境、施工规模，对顶管材料的要求也是不同的。在市政管道的施工中，以往较多选用的钢筋混凝土管道，这种管道具有强度高、刚性好、耐用性强等特点，不仅适合作为地下管道应用，也能很好的适配顶管施工技术的应用要求。现常用的是离心球墨铸铁管，污水有污水专用离心球墨铸铁管（内衬高铝水泥离心球墨铸铁管），随着现代工程材料技术的不断发展，在部分工程中，钢质复合管道的应用率也在逐步提升。在确定管道材料之后，还需要根据市政管道工程的具体设计图纸、施工方案，对管道的直径、长度进行明确。在管道直径的选择方面，首先需要考虑管道工程的施工建设规模，即对管道未来所支撑的给水、排水流量进行预测和设计，再结合对管道材料刚度、承载力的考虑，选择合适的管道直径。其次，要做好顶管长度的控制。因为在顶管施工技术的实际应用中，管道系统在土层中顶进，需要管道承载一定的荷载。如果顶管过短，会导致管道安装、连接施工次数过多，无法发挥顶管施工技术的优势；如果顶管过长，会增加荷载，不能很好的控制顶管路线和行进方向的准确性，导致施工难度增加，质量得不到保证。
2.2对地下障碍进行清除
顶升施工操作过程中，如果地下存在较多的阻碍物，会使顶管受到阻碍，进而影响整个项目的施工进度与效率。施工人员必须结合科学合理的拆除方法，清理施工过程中的地下障碍物，不得有混乱挖掘现象。
2.3顶管机头的选择
在人工掘进的顶管时，前方仅仅是一个工具管，没有任何切削土层的设备，全靠人工在管道内进行挖掘。此时对于地质情况要求较高，优质的粉质黏土层稳定性较好、人工挖掘难度小，是上优的选择，顶管设计中尽可能选择在此层中进行施工。机械顶管对于不同地层中的适用范围明显加大了许多。无论是透水量较大的砂卵石层、粉细砂层，还是坚硬的强风化、中风化乃至弱风化岩层，都有较强的适应能力。虽然机械顶管的适应能力很强，但当处于复合地层的时候也会给施工造成一定的难度，这时候就需要在顶管施工前对地质情况进行准确的勘察与判断，然后针对不同的地层对顶管机头进行改装，以适应当地的土层结构。
2.4设计合理的顶管工作井
在机械顶管施工中，顶管工作井作为应用的关键性前提之一，其设计误差常常会引起顶管施工作业误差，触发管道铺设质量问题。在顶管施工中，一般由工作井及接收井发挥作用。按照施工方法，工作井还可划分为单排井与单孔井。其中，单孔井主要为长方形、正方形、圆形的井，且以正、长方形井最常见，很少见圆形单孔井。但从结构性能上看，正、长方形单孔井却比圆形单孔井要差。考虑到市政给排水基础工程一般为混凝土结构，因此在工作井的施工工程中，应固定支撑并安置防护设备，以防混凝土开裂、坍塌、滑落等引起安全事故。在打造顶管工作井时，应按设计方案要求，统一设置工作井距离接收井的长度，以顺利完成顶管施工任务。而在建设完各顶管工作井以后，还应再次检查，以顺利展开后续工序。
2.5后背
掘进顶管法主要是利用强制作用力，把管道在地下顶进。在这个施工过程中，千斤顶传力于后背墙，后背墙传力于人工后座墙或原土后座墙上。后座墙必须牢固可靠，保证顶管顺利。后座墙体首先要平整，与管道顶进方向垂直。型钢、方木等组合后背，组装件之间应连接牢靠。一般情况下，粘土、亚粘土、砂土等都可做原土后座墙。根据施工经验，原土后座墙的长度一般不小于7m，选择工作坑位置时，如果条件允许，尽可能运用原土后座墙做后背。
2.6下管
在下管之前，首先对管子质量进行检查。管道进场时，应检查管道出厂证和质量保证书，核对其类别、型号、规格及数量符合现场要求。其次应对其外观进行检查，主要检查管道表面有无破损及裂缝，管道表面的破损通过经验或技术手段判断，通过修补可达到合格使用要求的可以修补后使用。如混凝土表面破损不影响使用的情况下，修补后可继续使用。下管之前还应对工作坑进行检查，一是检查工作坑支撑情况确保安全。二是校核导轨的中心、坡度以及高程位置，以保证顶管位置的准确。第一节管道进入工作坑后直接放置在导轨上，校核控制高程和中心位置，然后顶管。首次顶管速度一定要慢，观察现场周围情况，不断调整设计的工作参数，保证顶管顺利进行。
2.7顶进施工
通过吊机吊装管道至工作井内，人工配合就位，首节管定位后挖机就位，顺着井壁开挖至设计标高，千斤顶迅速顶进，顶进一个管位后，进行第二节管道吊装安装，待管道就位后挖机进行开膛式挖掘，待挖至设计标高后，千斤顶迅速顶进，每顶进6m进行线性和标高的复核，出现反坡和线性偏位及时进行纠偏，按此循环直至贯通两个工作井。为减少顶进中阻力，已顶进管道不易进行回填，待工作井内顶管施工完毕后再进行回填施工。
结语
综上所述，随着现代社会经济以及工程施工技术的发展，市政管道工程的施工一方面会受到复杂城市环境的影响，另一方面也会得到现代先进技术工艺的支持。而机械顶管施工技术就是一种特别适合在城市环境中地下管道工程施工中应用的技术，具有环境影响小、效益高等优势。
参考文献
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