蒋禄刚
广东长新市政工程有限公司，广东 中山 528400
摘 要：市政给排水项目在城市化发展过程中发挥着重要的作用。随着城市的快速发展，城市大部分基础设施的建设都无法跟上时代发展的步伐。因此，为了加快市政项目的建设，中长距离顶管施工技术得到广泛的应用，不但减少了施工破坏对人们生活的影响，而且增强了市政建设的便利性。基于此，文章阐述了长距离顶管施工技术概况，分析了长距离顶管施工技术优点，并提出了市政给排水施工中长距离顶管施工技术的应用，旨在为市政给排水施工提供相关参考。
关键词：市政工程；给排水；长距离顶管技术
中图分类号：TU991 文献标识码：A
1 引言
我国的城市化进程进一步加快，使得我国居民对于城市的基础设施具有更高的要求。城市排水设施对于城市的建设和提升城市的服务水平以及能力具有重要的意义。在现价段城市建设的过程中，长距离排水管道的施工情况比较常见，使得长距离顶管施工技术在城市建设的过程中得到了广泛的应用，并且由于长距离顶管施工技术对于施工现场的要求并不高，因此该技术在施工的过程中具有比较好的应用前景。
2 长距离顶管施工技术在市政给排水施工中的优势
近年来，城镇化建设不断推进，国家相关部门对于污水处理和排放问题的关注度和重视度日益增加，市政给排水工程由此被提上重要日程。但是，就目前的情况来看，许多城市在推进该项工程的过程中，未能使实际施工及时跟上未来发展的步伐，究其本质，原因在于现代化的施工需求日益增加，传统的技术无法及时满足。应用长距离顶管施工技术之后，我国市政给排水工程得到了较大程度地发展，具体来说，该项技术具备的主要优势在于非开挖顶管施工。此外，它具备较高的安全性，能够在较短的时间内适应多变的环境，并且该施工过程中不需要投入过多的成本费用等。该项技术可以在开挖程度较低，甚至是不开挖时便能进行很好地修复，所以工作量不会太多，也不会对周围的地质环境产生较多的不利影响，在传统的施工方式下或许会遇到较多的障碍物，但是采用该项技术便不会产生这样的问题，所以，若要让市政给排水工程建设得到良好地发展，就应当重视该项技术。
3 顶管技术的工作原理
顶管技术指的是在施工的过程中不需要对施工区域进行地面挖掘的一种施工的方法，该种技术施工方式是由传统的盾构施工方法所继承和发展起来的。正是由于这一特点，因此，在具体的工程进行过程中，该工程技术可以完美地突破整个的公路、铁路以及山川等地质结构较为复杂的地区。对于整个顶管技术在进行施工的过程中，主要的方法是通过各种有效的推动力（例如，主顶油缸以及管道间以及中继间），来实现将工具管或是挖掘机从工作区域内的工作井中进行挖掘，当相关土层被挖掘后，及时将其通过推动力推送至整个的接收井内，并将其进行吊起。最重要的是，此后，将工具管以及挖掘机的管道及时地进行铺设工作，并且应当严格保障铺设的区域就在进行挖掘的两个井的区域的中间部位，从而进一步保障地下管道的铺设能够达到合理的预设效果，从而实现非开挖工作的高效进行。
4 长距离顶管施工技术的影响因素
4.1 施工材料性能质量
将顶管施工技术应用于市政给排水施工，其施工材料的质量会影响最终的施工质量。通常顶管施工材料主要是钢管材质，若钢管材料质量性能达不到工程建设标准，将无法充分发挥出施工技术的最佳应用效果。如今，市政给排水施工中对管体材料的应用缺乏材料监管制度，在顶管施工阶段，管体材料无统一的管理标准，进而使管体材料的应用水平参差不齐，材料质量的不一致性会导致施工后的成效满足不了实际的标准需求。
4.2 管道内部压力值变化
顶管管道内部存在一定的压力，压力会对管道结构产生一定的作用力，进而使管道出现位移状况。当管道出现位移，会严重破坏整体结构力的平衡效果，且管道内部压力也会随之发生相应的改变。因此，在顶管施工技术应用中，有必要对技术方法进行调整，以保证内压处于稳定状态，进而保证施工质量。如果管内压力过高，易出现管道破裂情况；如果管道内部的压力值较小，会使给排水运行动力不足。因此，在顶管具体施工过程中，要严格确保管道内部的压力值平衡。
4.3 管道偏移
中长距离顶管施工中，一般会铺设很长的管道，往往会因施工过程缺乏严谨性或受外界条件的影响而使管道整体结构出现一定的偏移，在无形中为管道对接带来了很大的麻烦，甚至导致管道破裂，后果十分严重。市政给排水施工常会有复杂的工作环境及工人误操作可能性，进而出现各种安全隐患或工程质量下降问题。以上原因导致各类安全事故层出不穷，使社会经济遭受了较大损失。
5 市政给排水施工中长距离顶管技术
5.1 施工准备
由于市政给排水管道施工是一项与人民生活的生活质量具有重要联结的关系，因此，在实际的工程进行过程中，相关工作人员应严密保证整个工程在进行的过程中，能够严密并且仔细地进行整个的施工工序，保证工程的高质量进行。对于顶管施工而言，在进行前期工作准备的过程中，主要包括以下内容。一是选择质量好且符合相关工程所需要的顶管材料。对于顶管施工技术而言，在具体的施工环节进行的过程中，顶管是贯穿整个工程施工的重要基础工作，也是重要的保障工作，良好的顶管器材可以保障工程的高质量进行。在具体的选择过程中，应当能够根据工程的实际选择对顶管的直径以及长度进行计算以及选择，符合工程的需要。二是制定有效的顶管现场施工方案。针对这一实际情况，在进行方案制定的过程中，相关设计人员应当充分对施工现场的实际情况进行充分的考察以及研究，设计最合理有效的施工方案。三是提前准备好施工中所需要的所有的施工器材，从而保障工程能够正常、连续地进行。在具体的施工环节中，高质量的施工材料是该施工项目是否能得以发展的重要基础保障之一，这就需要相关工作人员能够选取具有高质量的、符合工程需要的施工材料。在具体的施工过程中，为了实现施工质量的提高，应从以下几个方面进行监控和管理：一是材料采购人员在进行施工材料的选取以及购买的过程中，应当尽可能地选取质量较高、价格合适的器材，特别是应当考虑材料生产厂家的口碑以及信誉；二是当施工在进行的过程中，应当对使用的仪器设备进行再次的检查工作，严格保障施工所使用的器材都是高质量的符合工程需要的器材。
5.2 施工测量
按照管线铺设方向，准备施工放线各项工作，并在施工场地通过全站仪将管道铺设的中线控制桩准确放出，并进行顶坑位置控制，桩点应与顶管道中心点相符。若存有障碍物，可依照现场实际情况适当调整操作井位置。放好控制桩之后，需要利用混凝土做好保护工作，待开挖工作坑之后，应向坑内引入中线和中心点，为后期实时检查、复查等提供便利。
5.3 顶管施工
在实际施工的工程中，需要对施工现场进行实地勘察，并且根据施工标准来进行测量工作以找到工作井的中心线。一般而言，在实际工作的工程中，为了保证工程的顺利开展，需要有两个基坑井，一个为工作井，一个为接收井并且在两井上下连接的地方设置出口，从而保证工程的顺利开展。
另外，中线桩需要钉在工作井的两端，并且根据施工现场的实际情况合理的把控距离，根据管道、集水井等参数来确定宽度，从而更好的发挥支护作用。在进行导轨选择工作的工程中需要对管道的大小进行测量。并且根据管道自身的实际情况选择导轨种类，并保证导轨的尺寸同施工现场的实际需求相符合，提升工程的质量。另外，为了避免在施工的工程中出现偏差，需要在作业期对轨的高程偏差进行检查，如果偏差值大于3mm，就需要重新安装，使得导轨的作用可以得到发挥，保证工程的质量。
5.4 长距离顶管纠偏技术
长距离顶进过程中，顶进轴线和设计轴线之间容易发生偏差，为使这种偏差值趋于减小趋势，并回归至设计轴线位置，经常通过调节千斤顶伸缩量的方法来纠正。（1）初期方向校正。顶进初期方向的校正主要是依靠经常性的轴线测量工作，检查顶进轴线和设计轴线的偏差，如果顶进正常，则每顶进一节钢筋混凝土管测量一次，在管节出洞和到达终点前要加大测量频率。（2）方向校正要点。在整个顶管过程中要把握“及时纠偏”的原则，不能等偏差积累过多后再行纠偏，及时了解工具管的偏差趋势对纠偏十分有利。顶进时轴线控制偏差较小，可省去不必要的测量和纠偏，提供更多的顶进时间；如顶进轴线偏差较虽小，但是工具管的前进趋势与设计轴线方向相差较远时则必须进行纠偏。（3）纠偏次序。管节高低方向的土压不会像左右方向的土压呈现对称状态，故而高低偏差要比左右偏差难纠。当高度方向和左右方向都出现偏差时应以高度方向偏差的纠正为重点，或者先纠高度方向偏差，再纠正左右方向偏差。（4）顶进过程监控。开始顶进前，准确测量顶管机中心线和标高偏差，基坑导轨长度应延长至工作井洞口附近，安装完毕的导轨轴线和标高误差小于2mm，主顶油缸和后座的安装水平和垂直误差应小于10mm。
5.5 顶管进接收
（1）顶管机进洞前洞口土体加固。考虑应用该项技术之后的实际推进情况，施工人员应当利用合适的机械设备来加固洞口部分的土体，这样接收井中便不会掉入水泥。具体来说，加固操作所采用的方法是灌浆，如此形成的土体往往具有较高的质量，接收井中也不会有泥土进入，后续的施工操作也不会因此而受到影响。（2） 顶管过程中设备状态复核测量。在采用顶管技术时，相关的负责人员和操作人员应当特别注意以下两个方面的问题：其一是管线应当铺设在何种方位；其二是如何准确，且有效地测量管线的进程。只有完成好这两项工作任务，顶管施工的质量也就能够达到预期的标准和要求。具体来说，测量人员需要特别注意以下三个位置：首先是顶进桩头；其次是出洞口；然后是进洞口。必须严格遵循相关的标准，不能出现任何的偏差。（3）沉井护壁的砌筑。为避免施工现场周围的土体环境受到过多的不利影响，相关的操作人员应当首先采取恰当的方案措施保护井壁，避免影响其稳定性。若是遇到质量较差且不易进行施工的土体，应当采取一边开凿一边砌筑砖墙的方式。（4）顶管机进的接收。在接收顶管机进时，施工人员应当控制好行进的速度，使得顶管能够连续运行，避免留出过长的时间差，这样便不会产生严重的水土流失现象。全部进洞之后，应当在最短的时间内进行分离和接头操作，确保最终完工的质量能够尽可能地达到预期的标准和要求。
5.6 水平螺旋钻进
施工中，可采用螺旋钻杆推进管道，进入预留井的钢管一般视为合格，使用钻进法可避免外界干扰，且不会伤害地表，稳定性较大，施工效果优越。在应用钻进技术时，应考虑管道直径的大小。对小口径管道而言，采用水平螺旋钻进技术的施工效果十分理想，且偏差概率小，在钻孔过程中，可以控制钻孔区域土层的方向，使管道安装在设定位置，土层不会产生严重的松动、沉降等现象。施工结束后，测量管道位置，若偏差值超过1cm，可使用中线法和高程进行校正，从而保证管道处于正确位置。
5.7 通风技术应用
排水工程在建设的工程中一般都是在地下进行，施工现场比较封闭，空气质量比较差，施工环境比较恶劣，因此在实际施工的过程中需要在施工现场进行通风系统的建设，从而保证施工现场的空气流通，进一步改善施工现场的施工条件，从而有效的保证施工人员的人身安全和作业环境安全。长距离顶管施工技术的施工距离比较长，一旦在进行施工的过程中施工人员出现缺氧、呼吸不畅等问题，难以立刻采取措施进行解决，因此在实际施工进行的工程中需要重视通风系统的构建，保证整个施工现场的施工环境，从而保证工程的进度和质量，提升工程建设的水平。
5.8 压密注浆减阻技术
为了减小顶压进阻力，增大顶进力，并且为了防止出现塌方，顶管过程中应采用在管壁与土壁的缝隙间注入触变泥浆，形成泥浆保护套，减少管壁与土壁之间的摩擦力。第一，压浆孔布置。顶进作业在工具管尾部环向均匀地布置充足用白铁管制作的压浆孔，顶进时及时进行压浆。工具管之后的3节混凝土管节上均设置压浆孔，再之后每隔2节设置1节有压浆孔的管节。管节上的压浆孔呈90°交叉环向布置。第二，设置压浆接力站。因为顶进距离较长，一次压浆无法满足泥浆补充，故压浆次数及每次压浆量不是定值，需要根据实际情况而定，在管道内设置2座压浆接力站，每隔250m左右设置1座。第三，泥浆性能控制。减阻泥浆技术中采用的泥浆要求不失水、不沉淀、不固结，流动性要好，同时还必须有一定的稠度，因此泥浆配合比要反复试配，直到找出最佳泥浆配合比，本工程泥浆配合比经反复调试后为如下（kg/m3）：膨润土∶水∶纯碱∶CMC处理剂=122∶861∶5.2∶4.5。泥浆拌和好后不可立即使用，具体放置时间也应通过试验确定，顶进所有触变泥浆放置12h后使用。第四，压浆量控制。顶进施工中，减阻泥浆的压浆量主要取决于管道周围空隙的大小及土层特性，由于顶管所处地层为粉砂层，减阻泥浆有明显的流失现象，在出洞阶段，泥浆用量并不是很大，但泥浆套形成以后，随着顶进距离的延长泥浆用量随之增加，补充压浆的用量将远超工具管尾部的压浆量，最终泥浆用量达到了理论用量的4.2倍。
5.9 闭水试验
为保证施工质量，在完成上述工序之后，需对管道进行闭水试验。严格遵循相关试验规程和要求，保证试验达标的情况下，才能确保管道顶进施工质量合格。若不满足规定要求，则需要进行详细检查，查找原因，及时处理，并再次进行检查，直至检测满足规定要求。
6 结束语
随着经济的发展和人民生活水平的提升，城市居民对于城市的基础设施具有了更高的要求，市政工作需要提升自身的施工水平，提升城市的服务能力，为了广大居民提供更加优质的服务，排水设施是城市的基础工程，对于改善民生具有重要的意义。长距离顶管施工技术是在排水工作建设的工程中比较常见的技术，施工人员需要全面把我施工技术的优缺点以及适用条件，使得这项技术可以在实际工程开展的工程中得到有效的应用，提升整个工程的质量，提升排水工程的建设水平。
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