[关于顶管技术在市政排水工程中的应用探讨]市政顶管施工
【摘 要】随着我国经济的快速迅猛发展，城市规模也越来越大，尤其是近年来，国家和人民大众对于城市环境和污水处理的不断重视，城市不断对旧的市政排水管道进行改造和新建。顶管技术就显得日益重要。顶管技术是一种非开挖的管线施工技术，不但能够应用于穿越城市道路、街区、文物古迹等不适宜开挖的建筑施工项目，还能穿越城市河道或者建筑物等不宜施工或者开挖的地区的管线铺设。
【关键词】顶管技术；市政排水；工程应用
顶管技术也叫做液压顶管技术。这种施工方法的实质就是，所要顶进的管道在主顶工作站的作用下(有时需要中间站或中继站辅助)，由始发并始发，顶进至目标井。在施工中，通过位于第一节管道的可控顶管机(或盾构机)，可以实现直线或曲线顶进，一般情况下，顶管机的操作和控制可以直接在地下的工作现场由操作人员来完成，特殊情况下(如微型隧道施工技术)，也可以通过位于地表的控制台进行遥控。这种技术将作业移入地下，从而避免了对地面交通、生活等方面的影响，非常适用于市政排水工程。
一、顶管施工技术的优点
一般情况下，顶管机的操作和控制可以直接在地下的工作现场由操作人员来完成，特殊情况下(如微型隧道施工技术)，也可以通过位于地表的控制台进行遥控。顶管施工技术是非开挖管道敷设技术，它具有不需要开挖表面，而通过地下穿越地面结构建筑物和地下管线以及公路、铁路、河道的诸多特点，相比开挖敷设技术，工程的投资和工期将大大节省。同时顶管技术还可以有效地降低噪声和建筑垃圾、以及灰尘污染，能够大大地减轻对城区的交通条件和其他环境的干扰与破坏，能够真正做到高效率、无污染。顶管施工技术因其具有上诉诸多的优点，被广泛应用于市政排水工程中具体，顶管施工技术具有以下几个优点：
1．施工地点由面变成点，大大缩小了占地面积；
2．地面活动不受施工的影响，特别是对交通和住宅的正常生活、出行、办公等没有不便的干扰；
3．噪音和施工时的震动小，城市中施工对居民生活环境干扰微乎其微，并且不影响现有管线以及建筑物等的使用；
4．管线施工技术可以在极深的地下或者水下敷设管道，可以安全地穿越铁路、公路、河流以及建筑物，减少了沿线的拆迁工作量；
5．降低了工程的造价，大大地节约了成本；
6．顶管施工技术的施工难度较高，需要详细的工程地质资料和水文地质资料。
二、具体的施工流程与应用分析
在市政排水工程中，顶管的施工技术有很大的优势，但是要根据地质和水文条件综合分析，从选用设备到材料方面综合考虑：
1．顶进管以及设备的选择方法
钢筋混凝土管的规格设计以及应力验算和配筋都应遵守相关的标准以及相应的技术规程。一般来说，可以选择使用钢筋混凝土管，如果没有腐蚀等相关要求，则可直接选用钢管。顶进管的选择包含了两个方面：首先是顶进管直径的判断和选择。选择的过程中要严格按照具体的条件以及根据工程的性质和需要来确定其内径，并根据顶进管的受力等相关情况确定配筋和壁厚，从而进一步确定外径。因为还会考虑到挖土工人等相关人员可能会在顶管工程面之上进行作业，所以，一般选用的管径必须不小于500mm；还有，就是对于顶进管长度的确定。如果使用长管时，在直线推顶的情况下，可以减少装管的次数。但是，如果使用长管的时候在施工过程中路线发生了偏移，偏离了原定的路线情况更为严重的话，则恢复正确路线的难度会相应地更加大。
2．顶进设备的选择
顶进设备主要包括了以下几项重要的，千斤顶、顶铁、高油压泵以及运土设备等等。千斤顶是主要的掘进设备，应该根据科学的计算和实际的情况进行选择。而工具管则包括了开挖舱和操作舱两项。
3．施工前的一些准备
首选是现场的平面布置工作，包括自动控制室、材料工具间、拌浆棚以及拌浆材料堆场等。另外，还要做好起重设备、注水系统、管片堆场以及堆土坑的布置。其次是顶进管在进出洞区域要进行高压旋喷桩加固，以确保顶管机出洞的安全。切记必须在工作井安装上止水装置，以确保不会产生泥水损失，同时保证触变泥浆在顶进过程中也不会流失。
4．顶管的施工工艺
顶管法施工要通过向基层中顶顶入进预先制作好的构造物，然后形成工程所需的通道和涵洞。但是要注意的是在施工进行之前，应该在目标的管段内挖好工作井和接收井，完后充分利用已经成型的井体，在顶管机头的导向作用之下，逐步进行顶管的施工。
5．顶管井的设置方法
顶管井在一般意义上来说，指的就是工作井以及接收井，而这两种构造的建筑结构大多数都是钢筋混凝土结构，当土质条件相对比较差的时候，还可以在井体的内部布置径向的支撑，以此来防止孔体遭受破坏，或者产生塌方的危险。工作井按照结构布置的不同，还可以分为单孔井和单排孔井。单孔井的截面形式可以采用圆形或者正方形、矩形等多种形式和规格，当然，根据科学计算的结果，承载能力最大的截面类型当属圆形截面，而承载能力最小的界面类型是矩形截面。至于单排井截面的形式则大多数都选择矩形截面。在施工成功中，应该将工作井设计成与接收井间隔开来的形式，并且间距要设置成检查井的间距，这样的话，就可以把检查井的位置确定在工作井以及接收井的位置。
三、顶管的施工流程
1．穿墙。
在穿墙施工操作中，应该要按照步骤首选将穿墙的闷板启开，并把工具管从井内顶出来，随后要做的就是设置穿墙止水设备。为了确保施工质量符合规格和相关标准，应该要特别注意的是，控制好以下几个施工环节：为了防止施工环境中各种水源对管道施工造成影响和带来麻烦，应该在穿墙管道内填封好填充料，一般情况下，填充料多选用低强度的水泥粘土拌合土或者其他材料，以确保管道内密实；还有就是为了避免穿墙孔部位出现强度不足，应该在穿墙操作之前，在穿墙管的外侧进行注浆固结等相关工序；最后要注意的是，在推入人工管的时候，一定要动作迅速快捷，并且保证穿墙发水设施的工作性能良好。
2．顶管出洞。
顶管出洞是顶管施工工程整个过程中最容易出现问题的一个环节，需要对该施工环节进行特别的重点的控制。首先是在下管前，对所用的管材进行外观检查，主要就是检查管材有没有破损或者裂纹裂缝。注意管材的端面要平直，管壁的位置不要有坑陷，也不要有鼓泡，正常的应该是光洁的。检查合格后的管材才可以用起重设备吊到相应的位置。起重设备也要进行细致的检查，一定要确认安全之后，才可以下管。
3．注浆减阻。
当顶管的施工长度比较长的时候，应该在管道周围进行注浆，以使管道周围位置的土体更加的坚实和平整，从而能够对土体起到有效的支撑作用，以防止地面出现大面积的沉降，另外还能有效降低在管体顶进的时候受到的摩擦力。
4．安装胀圈。
在顶进前几节的顶管中，为了有利于导向，应该在接口处安装内胀圈，通过调整螺栓等细节，使胀圈与管壁紧实成为一个刚体。需要注意的是，胀圈一定要在安装的时候，对正接口的缝隙，一定要安装牢固，并在顶进的过程中，随时检查和调整。
5．纠偏。
当偏差在10到20mm的时候，可以采用超挖纠偏的方法，也就是在管子偏向的相反的方向适当地超挖，而在偏向的那一侧，不超挖或者有时候还会留坎，来形成一定的阻力，使管子在顶进的过程中，向阻力小的超挖的一侧偏向，逐渐地回到设计的位置；当偏差大于20mm的时候，我们可以采用千斤顶纠偏法，用小型的千斤顶顶在管端偏向的反侧内壁上，而另一端斜撑在有垫板的管前壁上，在固定牢固后，就可以进行纠偏了。
四、总结：
顶管法施工与传统的开槽埋管法施工相比，不仅不会影响城市交通和城市绿化带，而且顶管施工精度高、安全系数高、工期短、施工总费用较低和社会经济效益好等显著优点。非开挖技术通过少开挖或者不开挖对地下管线进行铺设或者对其工艺进行更换。
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