尹建
成都东方广益投资有限公司 四川 成都 610052
摘要：经济的发展，城市化进程的加快，促进市政工程建设项目的增多。地下管网的建设是市政建设中的一项非常重要的环节，建设良好的地下管网系统，能够使城市发挥应有的活力，也能为市政建设的地上项目奠定良好的基础。但随着我国城市化的大幅度发展，目前的城市管网建设面临着越来越大的压力，其管网施工环境也变得越来越复杂。非开挖顶管施工技术，有着环保清洁、经济实用与较短工期的特点，是当前进行市政管网建设的主要方式。本文就非开挖顶管施工技术在市政管网中的应用展开探讨。
关键词：非开挖顶管施工技术；市政；管网
引言
在管道敷设过程中，经常会用到非开挖顶管施工技术，该技术可以实现在不对地表造成破坏的情况下使市政管网穿过建筑群，并且提高施工的效率，节约成本。但是在进行非开挖顶管施工技术的过程中会遇到很多问题，产生一定的风险。
1顶管施工技术简介
非开挖施工技术就是在不开挖(或者少开挖)地表的情况下进行铺设、探测、维修和更新各种地下管线,解决城市管线施工中的难题。非开挖技术是工程建设技术水平的体现,是城市现代化的标志之一,也是社会文明进程的重要体现。顶管法施工技术作为一种非开挖铺管方式,在城市地下空间施工中得到了广泛的应用。顶管法施工技术发展至今,已经有了一百多年的历史,在国外起步较早,其中以美国、日本、德国及英国等国家发展的最为先进。在我国,非开挖技术虽然发展时间不长,但其施工工艺技术的先进性、优越性带来的经济效益和社会效益已十分明显。顶管法施工是借助于主顶油赶及中继间等的顶推力,把掘进机从工作井内穿过土层一直推到接收井内吊起。与此同时,也就把紧随掘进机后的管道埋设在工作井与接收井之间,这是一种采用非开挖方式铺设地下管线的施工方法。
2非开挖顶管施工技术理论依据
2.1土压平衡理论
为了平衡顶管掘进机所处土层位置地下水、土层压力，需要在非开挖顶管掘进施工过程中，对其顶管掘进机土舱施加适当的压力。
2.2气压平衡理论
所谓气压平衡理论，指的就是在非开挖顶管施工技术中，在顶管以及工作面上都有一定的气体压力，通过气体压力的作用可以很好地推动顶管到达预定的位置，以实现开挖的具体过程中全气压平衡。
2.3泥水平衡理论
泥水平衡中所指的泥水主要为具有一定粘性且相对密度稳定的泥水，在其充满顶管掘进机泥水舱之后，可从外部对其施加一定的压力，从而控制地下水压力及土层压力。
3传统开槽法施工的负面影响
3.1容易影响周边的居民建筑
开槽过程多是依据实现设计好的图纸进行开槽计划，并且结合施工现场的实际情况进行施工计划的调整。但是很多城市施工过程中，由于两座建筑物的间距过小，而开槽面积又过大，造成开槽宽度无法配合实际的建筑情况，使实际的施工过程难以进行下去。很多老城区的房子多为老房子，由于年代久远、地基不牢，无法进行一系列的开槽施工。即使在开槽过程中采取一定的加固措施，比如在沟槽的边坡用锚喷、土钉等固定起来，还是会对老房子的牢固性造成影响，使老房子产生墙体裂缝等问题，不利于施工的进展。在施工过程中，由于地下管线的敷设较为复杂，并且已经有了其他复杂交错的管线，开槽施工容易对其他管线造成破坏，影响施工工作的进行。
3.2地面积大，影响出行
使用传统的开槽法施工，会占用较大规模的土地面积，也会破坏施工现场的环境。开槽施工，会占用居住区域以及农田，影响人们的日常生活和道路的正常行驶，致使居民与施工部门产生冲突，阻碍工程的顺利进行。
4非开挖顶管施工技术在市政管网中的应用
4.1顶管管材及参数选择
首先在市政管网建设过程中，非开挖顶管施工技术所用到管材主要为球墨铸铁管、灰口铸铁管、钢管等。其中灰口铸铁管抗拉强度为140，抗弯强度为380，屈服极限在110-160之间，硬度在200以下；而球墨铸铁管主要抗拉强度及抗弯强度均在420以上，其屈服极限在300以上，硬度小于230；钢管抗弯强度及抗拉强度均在410以上，屈服极限在300以上，硬度小于140。结合以上数据，可得出球墨铸铁管抗弯强度较大，且由于其在生产过程中，经过了脱硫、融化、孕育、球化、离心等多个处理工序，具有良好的抗压、抗腐蚀氧化及抗动荷载性能。因此在市政管网非开挖顶进施工技术应用过程中，可优先选择球墨铸铁管作为基础材料。其次在市政管网非开挖顶管直径选择环节，需要综合考虑项目类型及施工地质条件确定具体施工管径。同时结合非开挖顶进管实际承受动载荷、静载荷情况，可对砼管配筋情况、壁厚要求进行统一分析，进而得出相应顶进管外部周长。由于在具体非开挖顶进管作业环节，需要进行不同土方挖制节点的设置，因此在顶进管内径设置过程中，应至少在510mm以上。最后在非开挖顶进管长度选择过程中，由于非开挖顶进工序中顶进管长度对顶进效益具有较大的影响。因此若整体市政管网为直线推顶形式，可保证整体施工质量。
4.2施工工艺
在进行施工之前，要进行非开挖顶管施工技术的前期准备，对于地下管线的建设，要有着充分的分析，精准确定导向孔的位置，使用探测棒探测导孔像的内部，对顶管掘进设备进行引导，推动顶管进入。最后要在孔道的位置上使用钻机进行拉扩孔。
4.3顶管进出洞处理
在顶管进出孔的操作中，工具管应首先用手或机器放置在距离孔1.1m处，并在孔处设置带止水功能的橡胶装置。在掘进机的运行过程中，为了防止掘进机在进出孔过程中弯曲，辅助导轨可以用来设置孔并停止水槽，可以采取一定的步骤安装地轨。先进行气缸校正并拧紧，随后从孔中顶出，逐段进行并连接到前一阶段的混凝土。然后在顶升工具管的操作期间，在顶出工具到达开口4h之后，对其进行压力检测，从而最终确定压力控制系数。需要说明的是，在顶管连续推进过程中，需要在第一顶管装置的早期阶段设置一定数量的止回装置，以降低主顶板返回的可能性。同时，为了在孔退出前控制连接管的阻力，可以将注浆管设置在沉孔的1/3位置，顶管与土层之间的摩擦阻力可以通过触变泥浆的流动达到最小化。当顶管距离接收井约32m时，应采取轴重新测试措施，顶管应保持在接收井控制范围内，以保证顶管的平稳运行。由于该项目大部分接收井都有防水帘、水泥搅拌桩等设备，因此无须在连续推进工作中进行特殊加固工作。顶升管推进到预定尺寸后，顶管和后混凝土管可以拆除，拆除碎片后，顶管的外壁和预留孔的预留空间用水泥砂浆填充。
结语
综上所述，非开挖顶管施工技术是一种系统、复杂的施工工艺。因此，在市政管网建设过程中，相应施工管理人员应依据土压平衡理论、泥水平衡理论、气压平衡理论的相关内容，综合考虑施工工作井及接受井选择、主顶装置中继站设置、顶进用管选择等几个方面因素。结合具体施工工况，不断调整施工参数，促使其满足实际市政管网施工要求，进而提高整体市长工程施工效率。
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