市政基础设施地下给排水管道顶管施工技术研究

 1 给排水管道顶管施工技术概述及其优点 

　　顶管施工技术是一种非开挖管道敷设技术，施工时无需挖开路面便能穿越地面的建筑物同时避开地下复杂的地理环境，实现对管线的铺设与维修等工作。由于其对地面不造成破坏，因此具有许多优点：除此之外，远距离管道铺设、在很深的地下或是复杂的地质环境下也能完成施工，且从经济角度出发，由于避免了一系列拆迁工作，顶管施工技术也具有很高的经济效益。目前，在地下给排水管道的铺设工程中，顶管施工技术已得到广泛应用，特别是在商业繁华区或是文物遗址区等地区，顶管施工技术更是表现出了其独一无二的优越性。 

　2 给排水管道顶管施工技术要点概括 

　　2.1 顶进管的选择 

　　顶管施工技术作为多力学、多学科知识集合下的产物，其技术复杂性不言而喻，而在顶进管的选择过程中，无论是顶进管的材质、直径还是长度都有一定的要求。目前，对于顶进管的材质，施工中大多数时候是选择钢筋砼管，在对腐蚀性没有做过多要求的情况下，也可以选择钢管。顶进管直径的确定，首先是根据该工程的需求确定顶进管的内径，然后再根据实际作业中的负荷确定其外径，一般情况下，由于要考虑到地面挖土工人的作力，顶进管内径不应小于500mm。长管能够降低装管次数，从而降级成本，但同时过长的管道在顶进过程中更容易偏离预定的路线，所以，长度的选择也是重要的考量之一。 

　　2.2 顶管井的设计 

　　顶管井有工作井和接收井两种之分，一般采用钢筋混凝土的建造结构。顶管井的形状根据其结构形式的不同而不同，一般而言，单孔井常为圆形、正方形、矩形等，而单排孔井基本上都为矩形。顶管井的形状决定着顶管井的受力能力，一般圆形高于正方形、正方形高于矩形，为了改善顶管井的受力性能，也可以采用在顶管井内设置内支撑的方法。 

　　2.3 顶管施工前期所需工作 

　　为了确保顶管施工的顺利进行，在施工前期，需要预先做一些准备工作。比如施工设备与物品的准备、顶进管进出洞的加固工作等。一般地，起重设备、自动控制室、材料室、管片及拌浆材料堆场、拌浆棚、注水系统、弃土坑等需要预先布置好，除此之外，一系列顶进设备，如发射机、顶管机、前顶铁、主推千斤顶、反力架等也需要事先安装好。 

　　2.4 顶管施工工艺 

　　顶管施工工艺又称之为顶进法施工工艺，具体是是指按照预先的工程设计，通过一系列顶进设备，将工程构造物顶送到预先设定好的位置的操作。为了完成给排水管道的铺设，前期需先做好工作井和接收井的设置，并在工作井内设置好推力设备，在顶进过程中，由机头作为导向，将预先制定好的钢筋混凝土向前推送，同时顶出前端土体。 

3 给排水管道顶管施工工序及其注意事项 

　　3.1 给排水管道顶管施工工序 

　　给排水管道顶管施工技术的工序一般包括穿墙、顶管出洞、注浆减阻以及顶管纠偏这些步骤。穿墙即是指打开穿墙闷板，将工具管顶出井外的工作，该过程需要做好严密的止水措施。在穿墙前期需要对穿墙过程中可能出现的问题进行分析并制定相应的解决方案，如在穿墙过程中为了保证穿墙孔外侧土地的稳定性，对穿墙管外侧进行注浆固结操作。顶管出洞是顶管施工工序中非常关键的一道工序，具体是指顶管机和第一节管子破出封门进入土中的操作，由于其复杂性该过程事故发生的频率很高，其中，管线偏移是最为常出现的状况。为了防止管线的偏移，我们可以事先将工具管调零，并在工具管下安装支撑设施，一旦出现管线下降的状况，及时采取措施进行调整，常用的方法有主顶油缸纠偏、设初始角等。注浆减阻是顶管施工中非常重要的一道防护工序，其贯穿于整个顶管推进作业中，具体是指对管道外围的缝隙填充压注触变泥浆，以减小推进过程中的阻力，同时也能起到防止地面下沉的作用。在顶管施工中，管线的偏移是较常出现的状况，在实际作业中，通常是通过设立四台纠偏千斤顶对方向进行纠正。纠偏千斤顶的纠偏是一项细致的操作，通常是通过多次的微调来达到最终的纠偏目的，纠偏的方法视具体操作而言，如机头偏左时则左伸右缩，出现旋转情况时则采取反相加重的措施等。 

　　      3.2 给排水管道顶管施工的注意事项 

　　（1）压浆措施的注意事项。 

　　需要采用触变泥浆，在顶进过程中同时向管道外壁压入减阻泥浆，形成泥浆套，泥浆套在起到减阻作用的同时也能起到一定的支撑作用，需要重视的是，顶端机头尾端的压浆需要与管道的顶进同步，同时，在中续间和中部管节处等地方需要进行及时的跟踪补浆。 

　　（2）管线纠偏中的注意事项。 

　　顶进的路线需要严格地按照设计路线进行，可利用可伸缩的超提刀和千斤顶进行纠偏。需要注意的是，在顶进过程中需要对顶进的轴线进行时常的检测，一般每顶进一节混凝土管节便需测量一次，适当的复测和增加测试量也能减少管线偏移状况的发生。 

　　（3）进出洞以及顶管过程中的注意事项。 

　　为了保证管子出洞过程的顺利进行，一般工作井的预留洞口需要比管节的外径稍大一些，需要注意的是，此预留的间隙在顶进时需要采取一定的措施进行有效地封闭，一般采取的是洞口止水法，常见的做法是事先预埋一个一定厚度的钢法兰，焊接螺栓并安装好橡胶垫圈后用钢板压紧。