市政给排水施工中的长距离顶管施工技术

【摘要】文章首先通过对长距离顶管施工技术概述进行了阐述，接着对长距离顶管管体的结构设计进行了细致的分析，最后探讨了顶管技术在市政给排水工程中的应用。

【关键词】市政给排水；基础工程；施工技术；顶管施工

一、前言

随着我国社会经济和城市化建设进程的加快，城市市政建设事业也蓬勃发展，市政给排水工程作为市政基础设施建设的重要组成部分，顶管技术为主的地下管道施工技术逐渐被人们重视，并得到了广泛的应用，本文就市政给排水施工中的长距离顶管施工技术进行了探讨。

二、顶管施工技术概述

1、概念

所谓的顶管施工技术主要指的是在不开挖地面的情况下，利用液压顶进工作站从顶管工作坑中将需要铺设的管道以挤压顶进的方式进行铺设。这种施工技术是以顶管机为主，在其施工之后直接进行管道铺设的一种技术手段，在地下管线施工中有着不影响路面交通、环境和人们生活的优点。

2、顶管施工技术特点

在当今基础工程建设中，顶管施工技术已经广泛的应用在国内各地给排水管道施工中，有着不开挖，埋设经济、迅速和保护环境的功能。同时，在给排水管线施工中如果采用这种施工技术，还能减少征地搬迁费用、减少环境污染、减缓交通堵塞的优势，这就表明这种技术在应用中不仅具备着显著的经济性，而且具有突出的社会效益。

3、长距离顶管施工优越性

长距离顶管技术是顶管技术中的特殊方式，就其根本而言也就是顶管技术。所谓的顶管技术也就是不开挖管道敷设技术，顾名思义就是在不通过开挖地表，直接在地下开展的管道敷设施工技术。这种施工方式的应用吸取了公路、铁路以及河道施工的优势，相比于传统施工技术有着投资小、工期短且不影响地面交通和居民生活。经多年的工作实践证明，顶管施工技术的应用还能有效降低施工噪音、减少施工粉尘的出现，减轻了因为工程施工而引起的城市环境污染问题。具体来说，长距离顶管施工技术的应用主要有以下优越性：首先，长距离顶管施工技术能让整个工程施工现场由线缩短成为一个点，从而减小了城市面积的占用。其次，这种施工技术的应用不影响地面群众生活，减小了对交通的干扰，提高了工程施工效益。最后，长距离顶管施工技术的应用可以在很深的地下和水下进行施工，可以完全不受公路、铁路、建筑物以及拆迁工程的限制，降低了工程施工造价。

三、长距离顶管管体的结构设计

在采用长距离顶管施工技术方法进行施工时，一般都是采用设计有钢制承插口的钢筒在内外都焊接一定的钢筋笼之后，利用混凝土浇筑的方法使其成为管体，再利用承插式柔性接口将两个管道连接起来，同时用双橡胶圈将其密封，达到防渗防漏水的效果。其中钢筒、钢筋骨架网以及管体部分是最主要的结构，其各自的作用分别如下所示：

1、钢筒

一般在长距离顶管施工中，所使用的钢筒都为厚度在1.5mm左右的冷轧钢板作为原材料而制成的。钢筒的两端需要设置一定的钢制承口环与插口环，以此来作为钢筒的连接部位，并且在将承口环与插口环连接在一起时，需要以双胶圈为垫层的方式进行连接，以达到设计要求的管道密闭性。同时利用双胶圈也能够防止水体渗漏，使管道具有较好的防渗性。

2、钢筋骨架网

这是在钢筒的内侧与外侧都需要分别焊接的一个结构部位，内侧的钢筋骨架网焊接是为了使混凝土能够与钢筒的连接更加稳固，防止后期使用中出现混凝土块掉落的现象，因而一般是采用单层钢筋骨架网。而外侧的钢筋骨架网则是为了使混凝土与钢筒结合在一起后的承载能力能够增大，以保证其能够承受内部水压与外界荷载，避免管体受到损坏，因而一般采用双层钢筋骨架网。

3、管体部分

当在钢筒内外都浇筑完混凝土后，就形成了混凝土顶管管道。利用这种施工方法所得的管道能够很好的防止钢筒或钢筋笼出现锈蚀现象，延长了管道的使用寿命。

四、长距离顶管施工技术在给排水施工中的应用

1、施工技术分析

（一）、长距离顶管施工技术的制约因素

长距离顶管施工技术主要指的是每次前进距离都超过一百米以上的顶管施工，甚至在一些发达国家，长距离顶管施工的距离甚至高达上千米。在这类工程施工中，由于施工顶进的距离长，这就产生了许多与普通顶管不同的环节，也就是我们常说的限制因素，这对长距离顶管技术的应用产生限制，因此在施工中我们需要对整个施工环境和施工技术做详细的分析，研究这些不同因素的限制和影响。

在长距离顶管施工中，最为突出的限制因素主要是推力限制。从理论上来说，管子推进增长了，我们只要把顶管机的推力增加一些就可以了，但是在实际操作的过程中却并非这么的简单。在施工中，如果推力增加了，管子是否能够承担高压推力作用是一个未知数，同时还要衡量管道后座是否能承受得住这一高压。

（二）、通风系统

在长距离顶管施工中，通风问题不容忽视，是保证施工人员生命安全的重要基础。因为在长距离顶管施工中，顶进时间长、管道容量有限的特点，这就使得管道内部的工作人员需要消耗大量的氧气，久而久之便会产生缺项现象，最终影响工作人员的健康。因此，在工作中做好通风系统控制十分的关键。

2、施工控制要点

在顶管施工过程中，难免会扰动周围的地层而引起一定的沉降，但制定良好的施工预案和采取合理的应对措施，将沉降控制在周围环境（特别是商业繁华和交通繁忙的闹市区）能够承受的范围内却是非常必要的。针对沉降原因的分析，就泥浆制备和注浆工艺、进出洞技术和中继环密封技术等几个方面系统地讨论一下相应的施工控制措施。

（一）、进出洞技术

工作井洞口止水装置密封采用橡胶止水法兰。在橡胶止水法兰之前预埋注浆孔，以便压注膨润土泥浆。洞外工作井土体密封加固采用SMW工法桩加压密注浆等方案。在支护结构内预设钢圈，使出洞更加快捷。在内衬的预留洞上安装双道橡胶法兰止水装置，确保止水可靠安全。

（二）、泥浆制备和注浆工艺

配置触变泥浆要选用优质膨润土，根据经验和试验采用合适的配比，以保证泥浆的减摩效果和支承能力。浆液必须搅拌充分，在膨润土泥浆压入以前，对储浆箱内的泥浆再进行一次搅拌。

严格控制注浆压力，使其不能小于管体上部的静止土压力和水头压力。顶进时要根据地面变形、地下水位等因素适当调整压力和压浆量。在泥浆出口处装单向阀，不使其回浆，以使触变泥浆套的压力在临时停泵后仍基本不变。根据工程实际情况设置中继压浆泵，以抵消输送管的压力损失，稳定注浆压力。

由于曲线段外侧存在法向分力作用，对土体扰动和摩阻力都会增大，当掘进机进入曲线段时，要增加对曲线外侧的注浆量，尽可能形成完整泥浆套。

顶管贯通后，要及时利用触变泥浆压注孔对顶进时处于管道外的触变泥浆进行纯水泥浆置换，从而减少管道的后期沉降。

3、管节止转的技术措施

顶进时机头在刀盘及螺旋机的作用下会发生旋转，而机头旋转尤其是转角偏大时会对顶进造成不利影响，因此对工具管要采取纠旋转措施。在机头前方筒的水平二侧焊翼板，长1.8m，宽30mm，厚25mm，以防止机头旋转。对机头的旋转主要采用加压重块的方法。在机头二侧焊压铁支架，1号与6号管二侧亦焊压铁支架。二侧先平均放压铁，共20t。一旦发现机头有微小偏转，立即将压铁移到一侧。

五、结束语

总之，顶管施工技术是一项实用性强、应用面广的施工技术，长距离顶管设计在市政工程中显得尤为重要，因此，我们应进一步地完善和提高我们的长距离顶管设计和施工技术，准确把握控制要点，加大研究力度，从而为城市生产及居民生活提供正常稳定的给水和排水。

参考文献

[1]刘汛.顶管技术在市政给排水施工中的有效应用研究[J].赤峰学院学报，2014

[2]李明华.复杂地质条件下长距离顶管施工技术探讨[J].铁道建筑，2012

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