顶管施工在市政道路给排水管道中的应用研究

作者：卢丽梅

来源：《中国房地产业》 2015年第12期

文/ 卢丽梅 晨阳建设集团有限公司 浙江东阳 322100

【摘要】文章首先分析了顶管施工的原理以及优异性，简要阐述工程开展必备的条件。其次以施工过程中的设备安装及准备工作为论述对象，总结不同设备摆放允许的误差范围，作为市政道路给排水管道施工的参照。最后重点介绍顶管施工工艺，以此来促进工程整体质量的提升。

【关键词】顶管施工；市政道路；给排水管道

一、顶管施工的相关概述

1、顶管施工的基本原理

顶进设备在运转过程中会在施工坑内产生一个顶力，管道在力的作用下向土壤中推进，与周边坑壁的摩擦力也会有明显减小。当一节管道进入到施工点后，再将另一管道继续送入，直至施工完结。管道是在两坑之间穿插的，因此在顶进时要对管道的角度合理设计，与方案保持一致，产生的泥土垃圾也要及时清理干净。

2、顶管施工的优点

顶管施工具有如下优点：顶管施工对场地要求低，能够适应多种复杂的基坑环境；可以在深层施工坑内进行，地面交通不会受到影响；施工部位出现阻碍时可以通过优化顶管方案来解决，将阻碍穿越。施工作业都是在坑内进行的，对地面居民振动影响小，噪声、粉尘污染也得到有效控制；在公路基层修筑，能够穿过原路面结构，成功将两侧连接，用来排水；城市内部修筑的道路排水工程中，最常用到这一技术，基层原有的管线设施不会受到破坏，甚至在功能上还可以得到优化，地下水渗透问题也得到了解决，并且施工周期短，造价成本低，是一种具备长期发展潜质的管道技术。

二、应用条件

施工选用的管道为聚乙烯材质，具有耐腐蚀抗氧化的优点。除此之外也会应用到钢管，但要求不可以存在衔接缝隙，与聚乙烯材质相比较在承载强度上会有明显提升，安装使用前要对其表面进行防腐涂层处理。管道还要具备抗拉伸能力，使用初期对弹性要求要大于等于800MPa。钢结构管道管壁厚度最低不可小于5mm，要结合施工深度与使用中的导通量进行计算。管壁周围的土壤需要灌浆加固，当土壤流动性大时，管道自身重力作用会使流动现象加剧，影响到连接角度，加固后不会再发生此类问题。

三、顶管参数及设备安装

1、后背墙

顶管后背墙在使用过程中起到支撑作用，同时还可以为管道提供一个反作用力，加快作业速率。墙体使用钢板材料来加固，倾斜角度要与施工管道保持垂直，即使存在误差也要控制在

0.1%H 范围内。设备运转后观察是否与墙体之间有缝隙存在，一旦受力不均很容易使后背墙损坏，设备向管道施加的推力也因此而减小。

2、工作井导轨安装

市政道路排水管道施工由两部分组成，分别是工作坑与接收坑。在向管道施加压力前，需要在两坑之间插入导轨，起到角度约束作用，可以避免推力施加方向与设计方案产生偏差。导轨安装主要是确定中心线与倾斜角度，规定偏差范围为：两轨道之间距离差不可超过2mm，水平高度差在0—3 毫米以内，可以偏高但绝不能偏低。轴线实际安装点与方案中标注数据误差控制在3毫米以内。

3、千斤顶安装

千斤顶是提供推动力的设备。市政工程中选用高压油泵提供压力的装置，在安装阶段首先要确定的是中线位置，与管道呈现垂直角度。千斤顶与其他动力设备在施工阶段要与管道推进过程中产生的作用力相抵消，推进力之和远远大于阻碍力。最后需要明确的是力作用的点是否在管材的竖直方向直径的五分之一处，可以根据实际情况在1/4—1/5 范围内合理调动。

4、顶铁的安装

顶铁发挥着传力作用，处于千斤顶与管材的中间位置，推动力会在这一构件中集合，再像管道中传导，使之在土壤内移动。安装阶段应对导轨接触面进行清理，不可由泥土垃圾存留在其中，并且材料之间是紧密连接的，存在缝隙或者有垃圾都会应有力的传播。接触紧密后技术人员对其稳定性进行检验，受力后出现位移、滑动都属于不合理现象，需要再次调试。安装结束后要再次测量各设备中线与受力点是否在方案拟定范围内，个别误差过大可以人工调试解决。所有设备安装结束后可以进入到正式施工环节。

四、管道顶进施工工艺

1、下管就位

将需要施工的管材摆放在确定的作业点中，中心与画线保持一致。对管材的完整性进行检验，尤其是管口处，存在缺口会影响施工进度，管壁要光滑平整，不可以有裂缝存在，完成后对管口进行清理。也可以根据工程需求对管理润滑处理。

2、稳管与接口处理

（1）每下一节管，都要检查一下管节的高程和方向是否符合设计和施工规范要求，确保其是否完全贴卧于导轨上。（2）管间接口处理，一般在两管间接口外侧用油麻充填以使管间留出空间，并在管内用内套环和木楔将管节连接起来，以保证顶进过程中管的高程和方向的准确度。

3、挖土

（1）土质良好时，管顶以上的土能形成土拱， 管端可不加管帽， 并允许在管前超挖10cm ～ 30cm 后再顶管。（2）土质差，容易塌方时，管前超挖量宜小，并随挖随顶。管道下部135°范围内不应超挖，土弧要与管外壁吻合，保持原状土地基。

4、顶进

在顶进施工之前，首先进行安全检查，尤其是注意顶铁，务必要保持平直安装，从而保证后期使用安全；其次，要时刻关注管道油泵压力表的数值变化，当数值出现不规律的突增现象时，管理人员要第一时间停泵检查；再次，顶进施工时，要注意保证千斤顶的伸出长度在安全工作范围之内，防止因活塞杆伸出过长导致抗压能力降低；最后，保证顶进施工的连续性，尽量减少顶进中断现象的出现。

5、顶管出现偏差时的校正

测量时，若发现管位偏差达1.0cm 时，一般应考虑校正。校正时，应根据管道设计坡度和头一节管子的走向确定校正方法。当根据头一节管子的走向预计可能自行恢复到设计位置时不必校正。纠偏校正应缓慢进行，使管子通测复位，不得猛纠硬调，以防止发生相反的结果。

小结：

项管施工虽然整体工程量并不是很大，但是其中涉及到的许多力学问题和细节处理问题，使工程施工增加了很大的难度。因此，在市政道路给排水管道中进行项管施工时，要在施工前对现场进行详细的考察，在施工时做好细节处理，在竣工后进行项目工程质量检测，通过全程控制，保证顶管施工的整体质量。

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( 自然科学版),2014,(12).

[2] 周先桂, 潘承猛, 莫培华. 顶管施工在市政道路给排水管道中的应用研究[J]. 企业导报,2011,(08).