上海盛世华天环境科技有限公司 200082
摘要：顶管施工技术是近几年市政工程建设中较常使用的技术类型，目的是在保证市政工程质量的同时，完善城市精神面貌。本文就对市政工程顶管施工技术展开分析探讨，对质量控制措施加以说明，以期促进市政工程顺利发展，改善城市总体建设水平。
关键词：市政工程；顶管施工技术；质量控制；
如今，市政工程建设项目增多，地下工程作业的规模扩大，如果仍采用以往的施工方式，则会存在较多的开挖工程，不仅会对地下原有管线带来破坏，还会对市容市貌带来影响。而顶管施工技术不需要开挖就可完成施工任务，提高了市政工程质量，以独特优势在市政工程中得到广泛应用。
1顶管施工技术的基本概念
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图1顶管施工技术
顶管施工技术，又称为不开挖施工技术，即在开挖程度较小或完全不开挖的前提条件下，完成地下管线敷设、地下线路延展以及地下管线维修等一系列施工作业（如图1）。现阶段，顶管施工技术多运用于地下管道工程施工中。随着地下管道工程施工越来越普遍，顶管施工技术的应用也越来越完善化和成熟化。结合以往积累的工程实践经验可知，顶管施工技术主要适用于建筑群落密集、交通量与人流量较大的市中心区域。由于市中心区域不适宜大规模开挖作业，所以顶管施工技术发挥着至关重要的作用，既能够满足地下管道工程的施工需求，又可以充分保证人们的正常生产生活。
2顶管施工技术的适用范围与优势
地面建筑群落密度，无法大面积、大规模开挖作业的地下管道工程；开挖施工量较大，投资成本较高，对周边既有建筑物或基础设施易造成损害的地下管道工程；开挖影响范围大，环境污染重的地下管道工程等，适宜采用顶管施工技术。随着现代化城市建设进程的加快与城镇人口基数的不断增大，污水排放总量不断增多。如果这些未经净化处理的污水直接排放到自然流域中，不仅会造成严重的生态环境污染，还会对公众饮水安全构成潜在威胁。为此，城市不断加大对污水集中回收净化处理工程建设的重视力度。由此，顶管施工技术在污水管网施工中的重要性也进一步凸显。顶管施工技术在污水管网施工中的应用优势集中体现在如下几方面：
①减少对地上建筑物或基础设施造成破坏，缩减施工任务量，节约投资成本；②开挖程度小，土方开挖量少，场地空间占用率低，施工安全性高，对交通运输影响程度轻；③机械化程度高，人工劳务成本低；④有效控制了地面沉降量，对周边建构筑物与生态环境的危害程度小；⑤施工文明程度高，二次污染轻。
3.顶管技术在市政给排水施工中的应用
以某污水厂截污管道工程为例，工程基本资料为：污水管道长度在7200m左右，管径尺寸在DN2000-2200之间，管内底部标高为-2.32--7.2m。工程作业中选用的管道材料以钢筋混凝土F型管为主，接口位置选用承插式橡胶圈进行密封连接。同时在该项目内还设置工作井15座，接收井18座。该工程所在位置周边存在较多居民住宅，且车流量较大，所以在施工前要先对施工场地予以科学化分，以保证车辆通行的畅通性，减少拥堵。
3.1施工流程
一是做好前期准备，检查各项设备材料性能，核查工作人员的专业能力，并开展岗前培训工作，为后续技术落实提供保障。二是开展测量放样，确定标高及轴线位置，做好明确标注。三是按照设计要求开挖顶管工作坑，检查工作坑质量；四是在导坑内部设置顶管铺设所需导轨，导轨位置要做到精准，以免影响后续铺设质量；五是在顶管安装施工中，实施固定作业；六是开展混凝土管节和钢管的吊放作业；七是在开挖作业中，对开挖数据加以把控，做好现场对比分析，减少偏差的产生；八是挖土顶进作业可无线循环进行，直到完成最终目标位置。
3.2顶管施工技术
一是在工作坑开挖作业中，要求施工人员严格按照规划好的技术方案开展作业。当然计划编制完成后，先应做好与现场情况的对比分析，确定方案的合理性、可行性，之后再开展指导工作。在技术方案中，对于顶管的最大直径、长度及施工区域土体结构特征、承载力情况予以掌握，合理选择施工设备，优化工作坑开挖质量。根据现有规范要求，工作坑开挖作业中，上口前端与路边距离应在2m左右，管节与后端千斤顶间预留出足够空间，以此保证排水的合理性。
二是顶管导轨铺设是顶管施工前的重要环节，顶管导轨的构成以钢轨和枕木为主，钢轨长度以工作坑长度为主，而枕木的间距控制在0.8-1m之间，数量则根据现场情况确定。导轨铺设间距要结合顶管节外径确定，确保顶管节完全放置在导轨内。导轨安装中，除要注重平直性外，还需对坡度予以有效控制，使其在规定范围内。
三是后背桩的合理设置。施工人员需科学把控后背桩强度与稳固性。为维持后背桩的稳固性，可利用后背夯实土加以实现，施工人员应严格检测后背桩的承载负荷力，确保后背桩的承载负荷力满足顶力要求。在后背桩施工中，将后背桩的埋深控制在1.6m左右。根据施工现场概况，采用适宜的加固处理措施，对后背桩埋置土体实施夯实加固处理。严格按照既定顺序和标准规范安装后背梁，使后背桩平面与顶进方向始终保持垂直。
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图2工作井作业
四是顶管顶进施工。使用液压泵或千斤顶对顶管进行顶进施工。通常情况下，多将顶进设备布置在顶管与后背梁之间。在使用千斤顶时，在顶管端位布置钢制护圈和橡胶垫，主要起到缓冲作用，以免顶推力过大导致顶管出现结构性损伤。为加快顶进速度，降低摩擦阻力影响，可在管外壁涂抹润滑剂。
五是设备安装完成后要开展试运行处理，确定性能及运行可靠性，之后再开展施工作业，注重顶进作业质量。在顶进施工中，顶管上部覆土层的厚度及土质特征需要作业人员进行准确测量，根据覆土厚度确定开挖深度。如果覆土厚度较大，则加大开挖深度；如果覆土厚度较小且土质松散，就适当缩小开挖深度。由此避免开挖量超限，引起局部塌陷问题。在顶进施工过程中，施工人员需采取边施工边监测的方式，实时掌控顶进情况。在各阶段顶进施工结束后，对顶管的高程差、垂直差与水平位移差加以检测，将误差控制在合理范围内。
4市政工程中顶管施工质量控制措施
4.1工作井质量控制
顶管施工中工作井施工是基础环节，整体质量对顶管施工质量的影响较大。工作井深度一般在5m以上，开挖时间可能会持续一个月之多，因此，就要做好工作井开挖质量的有效管理和控制，在开展开挖和砌筑作业中，保证各项材料选用的合理性，检查砌筑圆曲度的均匀性，确保结构受力的均衡性，以增大整体抗压强度，保障作业的安全性（如图2）。
4.2后背桩质量把控
后背桩枕木要求与土壁亲密接触，注重接触面的严密性、平整性，这可加强土体结构受力的均衡性，不会出现不规则变形情况。顶管顶进作业前，需对后背桩土体结构加以检查，若存在不平现象，禁止实施顶进操作，以免土体承力遭到破坏，产生危险事故。后背桩施工中，如果外侧土体结构存在较高含水量，很容易出现回弹问题，进而缩小土体承载能力，阻碍顶进工作的开展。针对此类问题，施工人员要根据现场土体类型与土质条件，采用适宜的减水措施，降低土体含水率。如果后背墙外侧土体发生局部塌方，就要预先清理松散土体，并填充大体积碎石实施加固处理。
4.3轴线标高质量控制
轴线和标高这两项参数是顶管施工中较为重要的参考指标，影响着管道安装后的使用可靠性。轴线与标高位置的质量检测，要求工作人员根据设计图纸及交桩记录的相关数据，开展复测作业。先将水准点引测到工作坑下部井壁，将轴线引测到工作井下部前后井壁位置，并做好明确标识，之后以基准点为核心开展复测作业，确定各项参数准确性与否。顶管导轨安装中，标高应符合规范标准要求，且安排专人对其加以有效控制，以此保证位置的精准性，减少偏差的产生。在设备条件允许的情况下，使用水准仪和激光经纬仪完成测量。在各阶段顶进施工结束后，实时测量标高与轴线偏差，将偏差控制在合理范围内。
在顶进施工过程中，采取如下几种纠偏措施：首先，挖土。若顶管顶进的轴线偏差在10-30mm之间，采取一侧超挖，一侧少挖或不挖的方式进行纠偏，将轴线偏差控制在合理范围内。其次，顶木。如果顶管顶进的轴线偏差超过30mm，在顶管一侧铺垫圆木，借助斜支产生的分力作用完成偏差调整。最后千斤顶。该方法通常会与挖土纠偏法综合使用。在超挖管壁一端设置5-10吨的千斤顶，对第一节管节顶进过程加以调整，直到其恢复到原有状态位置。在使用该方法过程中，应做到循序渐进，减少问题的再次出现，确保偏差纠正的合理性。
5结语
顶管施工作为一项新技术，在实际应用中需要做到全面把控，注重各环节工艺的合理性，充分发挥其优势。从轴线标高、后背桩、工作井的质量控制入手，规范市政工程建设作业，保障工程整体的安全性和经济性，减少不必要的破坏，以此加快城市的前进脚步。
参考文献：
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