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摘要：在现代化城市建设进程中，给水管道的建设范围及规模不断扩张，对顶管施工技术的标准要求也随之提高。对此，本文论述了顶管施工的基本概念，介绍了顶管施工技术在城市给水管道施工中的应用要点，最后提出相应的改进措施。
关键字：顶管技术；市政给水；管道施工；应用
1.顶管施工概述
顶管施工是施工技术改革的趋势下产生的一项科学化的技术，其工作原理是利用始发井中油缸产生的顶力将预制管材顶入土体中，顶进过程通过人工或机械除土将管道内原有土体清出，达到管道埋设目的的施工方法。顶管施工主要具有的优势有以下几点，首先是将管道施工对周边居民生产生活的影响降到最低，施工时不会占用过多场地;其次，顶管施工过程中地面交通不会受到影响，车辆还能在地面上正常通行，大大缓解了管道施工与路面交通之间的矛盾;最后，顶管施工可以穿越已建成高速公路路基、高速铁路路基、河流等不具备开槽施工的地段，大大提高该方法的适用性。
2.顶管施工特点
2.1不需要进行沟槽的挖掘
顶管技术应用在管道施工中，能够省去复杂的渠道挖掘施工流程，为工程建设任务进行节省大量的时间。给水管道施工应用这种技术后，对环境的使用能力更强，能够针对不同的工程现场在短时间内调节建设方法，将施工成本控制在合理范围内，提升施工阶段的稳定性。沟槽施工被省去后，整体工程的建设周期也得到了提升，该技术对施工结构质量的控制形式更高效合理，能够达到建设标准，这样的环境下所开展的建设管理任务与实际情况相符合，为给水管道施工提供安全防护，并为接下来所进行的建设任务规划出合理高效的方案。
2.2不会对周围环境造成污染
这种施工技术方法能够在较小面积的建设现场进行，并且不会产生过多的泥土垃圾，这样的环境下所开展的管理建设任务更加高效合理，不会影响到工程建设任务的开展。传统的施工方法中，会因挖掘而产生大量的泥土垃圾，堆放到周围的场地中会造成严重的影响，影响城市规划任务的开展，技术人员会针对这一问题进行有针对性的调查规划，促进管理计划能够得到更高效的控制，避免受到工程建设任务的影响。并且施工过程中也不会产生噪声，保障周边居民的生活质量。
3.顶管施工过程分析
顶管施工过程可细分为顶管施工前、中、后，三个步骤。对施工过程当中可能遇到的问题进行分析、总结。
施工前；顶管施工前要挖掘好工作井和接收井。并将现场布置齐全，包括起重设备、自动控制室、拌浆棚、拌浆材料、注水系统、管片场等。工程师要对场地的地质情况、水质情况、摩擦阻力、顶进力、顶进设备的材质、管道材质和顶进施工款预算等进行分析。对于在施工过程当中可能会出现的一些问题进行事前分析并预防；对不不可预测的一些问题，做好应急措施。由于本工程施工段，工程量大，涉及面广，工期比较紧因此必须做好施工前准备避免对施工款的浪费增加成本甚至造成巨大损失等。
对顶管技术的选择；顶管技术分为：（1）简易工具管，适用于北方水位低，卵石、砾石多的地方。（2）土压平衡式工具管，其主要适用于珠江三角洲、上海，土质软，地表变化大的地区。（3）泥水平衡式工具管，适用于的砂性土。
对顶管的选择：（1）包括顶管的管长，要根据施工工程距离的长短。对于比较短的施工工程选择比较短的，因为短管具有灵活变通的特性，当出现偏差时能及时更改。对于比较长的工程选择相对长的管，以减少顶进次数、降低顶进偏差。（2）管壁厚度的选择，要考虑到管所承受的压力、以及管的强度要求等。（3）管直径的选择，以不低于500mm 为基准，方便施工人员进入对其维修。（4）管材质的选择，则要考虑到当地土质的酸碱情况、是否有腐蚀性。施工中顶进设备的选择，包括千斤顶、高压油泵、顶铁、工具管及运土设备等。顶管入洞与顶管出动时出现的问题比较多，在施工时要引起注意。顶管在行进过程当中，应对顶管偏离方向要进行顶进偏差校正。
当偏差超过10mm 就进行校正，可以在顶进管每次前进30cm 左右时进行一次测量，多次微量校正可以起到很好的校正作用。另外在行进过程当中可能会遇到一个重要的技术难题，就是地面沉降或者突起。所以在行进过程中实行注浆减阻。对顶管机头尾部压浆，并在顶进过程中同步进行。这样做有两个作用：（1）可以形成一道泥浆保护膜，对上层地层起到保护作用。（2）减少阻力，方便施工。还可以增大设备施工能力。
施工过程当中涉及到的计算比较多，这里包括对工作井和接收井的长宽高的计算、对顶进头顶进阻力液压缸顶进动力的计算、顶进时管壁所受到的压力的计算等。需要详细周密的分析和强大的计算能力对其进行严密的设计。
施工后：也就是顶进头露出接收井，成功后要进行工作井、接收井的回填。
3.顶管技术在市政给水管道施工中的实际应用
3.1工程背景
我国某工程二期建设，其在建设区域内部功能管沟工程包括供能管沟、中继泵房和与项目一期的联通段等，主线管沟长度为4462m，接用户管沟长度为610m，其中顶管段长度为4435m，明挖段长度为637m，管沟工程设顶管工作井为30个，另外设置中继泵站两座。其中在此工程中管沟主要采取的是顶管施工方式，共29段，其中Φ4200mm钢顶管长度为2751m，一共11段，Φ4000mm砼顶管长度为1024m，共8段，Φ3500mm砼顶管长度为343m，共10段，Φ3000砼顶管长度为66m。主线顶管埋设深度为3.56-14.24m，用户井顶管埋设深度为4.63-8.96m。
3.2顶管施工应用
3.2.1顶进管和顶进设备选择
要想保证定尽管可以更好的应对地质环境的腐蚀作用，一般都需要将钢筋混凝土作为主要的工具管，并且在对顶管进管设计时需要进行应力的验算和配筋作业，保证顶进管所具有的轻度和韧性与实际工程作业相互符合，并且需要将顶进管的具体长度和直径加以明确，如上述工程中所应用的顶进管。而在理论上来讲，顶进管长度应该越长越好，但是如果顶进管过长，一旦在施工中发生偏离则很难进行和纠正，因此结合工程实际，应当选择适合长度的顶进管。在顶进设备方面本工程应用为泥水平衡顶管机，其主顶系统装置包含后座垫铁导轨、千斤顶和千斤顶支架、后座泵站；另外在工作井的预留口出需要装置穿墙止水环，来避免地下水、泥砂和触变泥浆从管节与止水环之间存在的间隙处流出。
3.2.2施工流程
（1）实施穿墙施工。在穿墙施工作业中其本质就是将墙闷板打开，与此同时将工具管顶出到井体外部，以此来设置止水装置的全部过程。其主要的施工技术内容包含：在穿墙管内部填夯密实的纸筋粘土，也可以填夯一些强度不高的水泥粘土拌合图，以此来达到挡土阻水的目的；在工作期间需要采取工作井工具管实施穿墙作业，在施工开始之前需要在穿墙管的外侧注浆固结，以此来保证穿墙孔外侧的土体稳定性；在穿墙期间需要考虑到实际存在的问题，并且制定有效的处理措施；在闷板开启之后需要在第一时间将工具管顶进，并做好穿墙止水工作。
（2）顶管出洞。该过程主要是顶管机和第一节管子需要从相关的工作井破出洞口，然后进入土壤之中，完成顶管出洞的过程。需要在此过程中结合注浆加固技术来改良顶进工作。
（3）注浆减阻。该过程主要是结合注浆工艺来将顶距增加，以此来减少管材和土壤之间的，摩阻力。一般采取的材料主要是水和膨润土，其可以得到一层润滑层，以此来降低土壤与管道外壳的摩阻力，来增加管道推进的距离，在泥浆凝结之后会具有一定的稳定性能，起到保护管壁的作用。另外想要获得更加理想的减阻效果，可以在泥浆制作期间增加适当的缓凝剂、纯碱或者CMC等。
4.结语
总而言之，市政给水工程作为民生工程的重要项目，其保证了人们生产和生活的正常用水需要，顶管施工技术的好坏，会直接影响市政给水工程的质量。
参考文献：
[1]李广峰.顶管工艺在市政给水管道施工中的应用技术探究[J].建材与装饰,2020,(45)