陈桂军
北京尚清源建设工程有限责任公司，100192
摘 要：市政给排水工程属于市政工程重要组成，导管埋设属于关键施工内容，会破坏周边建筑和道路，还会对城市环境造成影响。在市政给排水施工中，必须高度关注管线地下敷设问题，顶管施工技术为行业普遍关注施工工艺，被广泛应用到市政给排水管线施工中，只需小范围铺设管道，不会影响周边建筑与道路，有助于保护环境，维护土层稳定性。此次研究围绕顶管施工技术在市政给排水施工中的应用展开讨论，仅供参考。
关键词：顶管施工技术;?市政给排水;?施工应用;
引言：在城市化建设发展过程中，相应促进了施工技术的发展，建筑行业开始广泛应用顶管施工技术，技术成熟度日益提升。在施工期间，无需大面积开挖地面，铺设地下管道，既可以防止施工所致环境影响，也不会破坏周边建筑与道路，维护经济效益与社会效益。在市政工程施工建设中，规范应用顶管施工技术。不同管基位置，所应用的施工技术和方法也不同，当管道埋深大于5m时，则不能应用原土地基，为了维护地基稳固性，必须应用适宜材料。比如浇筑钢筋土垫层，作为施工底板。开挖施工极易受到地下水影响，所以要采取科学降水措施。由于开采埋管需要考虑多种因素，同时会影响环境工程。为了维护地基牢固性，应当确保回填土密度达到设计标准，铺设级配碎石，浇筑混凝土垫层，将其作为底板，避免发生沉降问题。联合多方因素，开槽埋管在实践操作、经济性等方面，和顶管差距较大，顶管限制与成本，都明显少于开槽埋管。
1.顶管施工简介
顶管施工是一种少开挖或无开挖的施工。在城市内部的给排水项目中，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，基本不影响地面运动及正常交通。此外，其中的冲击技术还减少了产生的噪声，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.顶管施工技术应用要点
（1）地面影响小
顶管施工技术相对于传统的沟槽开挖铺设管道方式存在明显差异，因为其不需要在管道铺设沿线进行沟槽开挖，能够将相应给排水管道从地下进行穿越铺设，如此也就必然不会对于地面产生明显影响和威胁。随着当前我国城市的不断发展，很多原有给排水系统已经很难满足新的要求，如果针对相应给排水管线进行铺设，则往往面临着较多的阻碍因素，尤其是在给排水管道铺设区域涉及大量既有构筑物以及交通设施，更是会影响到传统沟槽开挖铺设管道方式的运用。基于此，顶管施工技术的应用具备良好解决效果，可以将原有的线状破坏地面转变为点状施工处理，更加便于施工处理。
（2）环保效益突出
顶管施工技术在市政给排水工程项目中的应用还具备较高环保效益，一方面，相对于传统沟槽开挖铺设管道施工方式，顶管施工技术的应用不需要大面积破坏地面环境，对于周围自然资源可以形成较为理想的保护效果，不会严重损害地面植被，进而具备良好环保效益；另外一方面，顶管施工技术的应用还不会对于周围群众产生明显影响，因为施工操作过程中不存在较大噪音，施工中出现的振动效果相对也比较小，干扰性较弱。
（3）适用范围较广
从顶管施工技术的实际应用中来看，其往往还表现出了较强的适用性，几乎可以在城市中的各个区域得到应用，对于地形条件以及地质条件不存在苛刻要求，尤其是在以往传统沟槽开挖铺设管道施工中难以解决的区域，更是可以借助于顶管施工技术进行处理。比如在地上构筑物相对复杂或者是需要穿越河道的给排水管道铺设处理中，就可以借助于顶管施工技术进行处理。
3.顶管施工技术在市政给排水施工中的应用
（1）材料选择
材料选择主要为顶进管选择，按照长期施工经验可知，顶进管一般应用钢筋混凝土，为了避免土地介质腐蚀管道，当无要求时，也可选用钢管。顶管施工技术对于钢筋混凝土管的要求较高，在配筋、应力、规格等方面，要求与指标限定多，特别是钢筋混凝土管技术。选择顶进管之后，必须合理选择顶进管直径与长度。在选择顶进管时，要按照实际工程建设情况，通过工程性质与需求，决定顶进管内径，按照顶进管承载压力，确定顶进管外径、钢筋混凝土配筋、管壁厚度，准确计算外径。钢筋混凝土管长度选择，对施工可控性、经济性影响较大。在施工建设期间，若为直线推顶情况，则可以应用长管，以此减少装管次数，全面提升工作效率。然而，管道持续延长，若偏离预设线路，则线路调整难度较大。建设顶压坑时，会逐渐增加长度，此时挖坑、回填、支护、修复成本也较高。若直线推顶使用短管不合适，则短管极易进入土层内，致使管道弯曲，还会对顶进操作可控性造成影响。一般情况下，施工管道长度，必须满足管内外径衡量，具备不同的标准。在开展顶管施工时，应当确保管内径大于0.6m。因受到施工距离影响，必须确保顶管长度适宜，合理选择短顶管；当施工距离较长时，合理选择长顶管，以免顶管长度不足，所致施工步骤繁琐问题。顶进管道长度，能够对顶管长度进行预估，和顶管直径比值，能够明确顶管长度。一般来说，比值大于2.1时，需要应用长顶管。比值为1.15时，选用标准顶管；比值低于1.1时，选用短顶管。
（2）顶管施工准备
在顶管施工之前，必须做好相关准备工作，主要涉及到以下几点：第一，现场平面布设。在现场平面布设时，涉及到自动控制室、材料工具室、起重设备、注水系统、拌浆等。注重施工平台布置，便于人员操作，将反力架、升顶、发射架、扶梯安装在井内。第二，加固处理顶管机进出口周边土层，加固处理可应用高压旋喷桩方式，避免顶管机周边土层，由于泥水流失所致工作问题。
（3）顶管井设计
在施工建设期间，顶管井的作用显著，包含工作井与接收井。在设计期间，井结构种类较多，一般应用混凝土浇筑。基于结构形式可知，单孔井与单排孔井，单孔井形状较多，方形、圆形均有。单排孔井多为矩形。顶管井结构施工时，需要将内支撑设置在井内，确保顶管井受力均匀，在建设顶管井时，遵循双向顶进建设法，和接收井形成间隔布设方式，同时设置检查井。
（4）触变泥浆减阻
顶进管顶进施工时，周边土体摩擦严重，极易产生阻力，还会造成地面沉降。此时将触变泥浆注射到顶进机头尾部，能够减缓阻力。泥浆可以形成泥浆套，对开挖面起到稳定作用，同时保护施工壁。完成顶进施工之后，水泥砂浆替换触变泥浆，能够缓解地面沉降。在不同施工环境下，泥浆耗量不同，并且和理论需求值的偏差较大，必须按照工况，优化调整补浆量，保证泥浆充足性。通过注浆加固土体，特别是应用顶进法施工技术，科学穿越铁路、建筑、公路等，控制和管理地面沉降，避免地面不均匀沉降所致建筑、交通线路破坏和断裂。开展注浆减阻施工时，先开展顶管机头尾部压浆，同步开展压浆与顶进操作，同时在中续间与混凝土管道部位，做好跟踪补浆施工。
（5）顶管校正
顶管顶进施工中，会受到多种因素影响，从而造成顶进方向偏离，因此必须做好多次校正与处理。按照施工人员测量定位精确度，确保校正工作的顺利开展。在顶进施工中，做好优化调整，以此消除误差，确保误差小于0.05m。
（6）顶管技术应用
在顶管施工之前，必须做好施工工作，涉及到施工设施与设备，并且做好安装与调试工作。同时采取科学的安全措施，维护施工建设的安全性。在顶管进出洞口位置，应当关注洞口土体的防水性能与稳定性。一般情况下，必须对洞口土体进行加固处理，避免土体塌方和流失。注重洞口止水处理，防止周边土体和注浆流失。顶进施工时，关注地下水位，避免地下水灌入管道内，对施工建设造成影响。通常情况下，地下水位应当降低至管道下壁50cm位置。在顶进操作时，必须撤离清理障碍物，以免对施工建设造成影响。障碍物清理期间，应当考虑到地质勘探与地下管网分布，制定障碍物清理方案，同时编制科学的预备方案，采取科学处理措施，将障碍物扫除干净。
（7）设置通风系统
在市政给排水施工中，顶管施工的通风问题比较多，主要是氧气不足问题。由于管道内存在大量毒害气体，为了维护技术人员安全，必须保证空气流通，稀释管道内部危害气体。在施工建设中，通风方式包括鼓风式、通风式和组合式。鼓风式通风口的安全性能良好，能够促使毒害气体排出，且具备较长的气流有效射程。，但是，鼓风式通风口也存在缺陷与不足，整体通风距离段驱散浑浊空气后，会停留在管道和工作坑内。
4.顶管施工注意事项
（1）做好地表沉降或隆起监测及防治
在进行顶管施工过程中，在管道轴线两侧一定范围内会出现地面沉降或隆起现象，对公共道路、周围建筑物和道路交通及管道等公用设施造成一定的影响。沉降或隆起的主要原因有以下3方面：（1）开挖端取土过量或不足，造成土方压力与顶管推进压力失衡，引起地面沉降或隆起；（2）顶管施工轴线发生偏差后未及时纠偏，造成土层受损引起沉降或隆起；（3）顶进管与工程管外径存在管径差，环形孔隙没有及时填充引起沉降。因此，需对路面状况和周围构筑物的沉降情况进行跟踪监测，地面变形和构筑物的沉降多采用水准测量的方法进行测量，监测频次根据施工进度、沉降的速率、顶管施工的影响范围及监测对象的保护等级来确定。其中，墙体、柱、构筑物基础等作为监测对象，必须确保监测点具备可视条件。构筑物的倾斜情况测量一般采用倾斜电测法或倾斜位移法进行检测。构筑物存在裂缝时，应在施工前对重点部位进行刷白处理，标注原有裂缝，裂缝发生变化时，应通过裂缝观测镜详细读取裂缝宽度数据，并认真做好记录。为避免出现地表沉降或隆起，施工前严格做好施工准备工作，并加装压力监测装置，顶进过程中实时关注顶进轴线，第一时间进行偏差纠正，同时采用符合国标的润滑支承介质，对环形孔隙的进行及时填充。
（2）管线纠偏
顶管施工的行进路线须严格按照图纸设计的路线进行施工，如管道轴线与设计轴线出现偏差，会引起管道弯曲，严重偏差时甚至会出现管节损坏、接口渗漏等情况。引起管线偏差的原因主要有以下几方面：（1）地下土层构成不均匀，阻力不同致使顶进工具管受力不同形成导向偏差，引起管道轴线出现偏差；（2）顶进工具不同步或顶进工具出现压力差造成管道轴线出现偏差；（3）顶管合力出现偏差造成位移引起轴线偏差。因此，在顶管施工过程中需要对顶进的轴线进行定期检测，通常情况下，顶进一节测量一次，可通过复测或增加测量频次的方式来减少轴线偏差；设备安装过程中应选取高精度的顶进设备，提高设备安装的精准度。当管道轴线出现偏差时，首先要对顶进施工的轴线弯曲的发展趋势进行认真分析，可利用可伸缩的超提刀和千斤顶进行纠偏，纠偏需进行定量纠偏，避免出现纠偏过度的情况。
结语：综上所述，在现代城市建设中，市政给排作为不可或缺的基础设施之一，在繁荣发展城市方面意义深远。虽然给排水施工极为复杂，但是通过顶管施工可大幅度提升给排水专业水平。同时在给排水施工中，通过应用先进的顶管施工，还能在控制建设质量的条件下，有效降低成本，给市政给排水单位带来更大的效益。
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.
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