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顶管施工在市政道路给排水管道中的应用研究

李正玲
摘 要：市政各类基础工程中，给排水管道的布置是关系着民生的重要基础建设之一，在对市政道路进行给排水管网的设置工作中，需要结合城市特点进行施工。顶管施工在给排水管道安装中起到了非常好的效果。文章对顶管施工在排水管道的安装应用进行了分析，并且阐述了这种方法的优点。
关键词：顶管施工；给排水；道路；优势
城市给排水系统是为城市居民提供生活用水，处理自然降水与生产活动的废水的重要工程。在现代城市中，地下给排水管道的设置多采用顶管施工技术，这种方法可以避免在布设地下给排水管网时造成城市建筑的破坏，并且在一定程度上可以减轻在施工时造成的环境污染，作为结合多种现代化科技的施工技术，顶管施工在城市给排水管道中的应用可以带来一定的社会效益，因此在地下给排水管道中被广泛采用。
一、顶管施工技术特点及适用范围
1、顶管技术施工的特点
顶管施工的技术的优点就在于相较于传统的管道敷设技术，它不需要对地表层进行挖掘作业就可以从地下穿过建筑物，避免破坏道路和建筑。这在一定程度上减少了因大面积开挖铺设管道而产生的建筑与道路补偿损失，从而减少了成本的支出，并且因其自身地下作业的特点，在噪音污染上可以起到很好的避免作用，减轻对周围环境的负担。其次这种技术的使用相较于传统的敷设手段可以更好的适应各类的地质地形，并且在一定程度上减少工期时长，提高了施工效率的同时对施工质量也有所保证。种种优点结合使顶管施工在给排水管道安装中常被使用。
2、顶管技术施工的优点和适用范围
大量的工程施工实践证明，与传统的开挖铺设管线技术相比，顶管技术可以最大程度地减少土方开挖的工程量，而且其适用面广，能适应城市各种复杂的地形条件。顶管技术的优势集中表现为五个方面：
（1）首先，顶管施工技术的使用最大的优点就是不需要破坏城市道路与建筑，因工程作业的影响小，因此在施工期间城市的正常运作是不受影响的。
（2）它不会因地下施工的扰动而损坏建筑物的根基或影响居民的正常生活。由于城市的管道铺设常常要在公路、铁路、河流以及地下构筑物中穿行，时常会扰动地下已有的管线和设施，但采用顶管技术以后，这个问题得到了有效的解决。顶管施工时，管道可以以曲线前行的方式在地下穿行，它能主动绕开地下已有的管线或障碍物，所以不会对居住区下面的水电等管线造成干扰和破坏。
（3）顶管施工技术不同于传统敷设管道需要进行大量的动土，以点到面的小面积施工方式对环境的影响非常小。城市的绿化工程与植被都不会因给排水管道的施工而受到破坏，起到了保护环境的作用。
（4）工期是许多施工单位注重的重点，因外界自然天气等原因的影响，工程往往会被迫停止，但是顶管施工就很好的避免这点，因工程是在地下进行，所以不会因天气的问题影响施工效率。
（5）在成本、施工效率与安全上都有一定的保障。因不需要对城市地面进行挖掘敷设的工作，所以避免对破坏建筑的补偿费用和道路修建的费用，在一定程度上减少了经济成本的支出。城市建筑结构与环境都较为复杂，所以在施工时需要考虑多种因素，这就影响了施工效率，而顶管施工可以很好的适应各种地质环境进行地下作业，对提高效率起到很好的作用。
二、给排水管道施工中顶管技术的应用
1、顶管施工的前期准备
（1）现场平面布置平面总体布置包括起重设备、自动控制室、料具间、管片堆场、拌浆棚及拌浆材料堆场、注水系统、弃土坑的布置等。始发工作井内安装发射架、顶管机、前顶铁、主推千斤顶、反力架等顶进设备，工作井边侧设置下井扶梯供施工人员上下。
（2）顶管机进、出洞处以及后靠土体加固为确保顶管机出洞的绝对安全，需对后靠土体及进、出洞区域土体进行高压旋喷桩加固。为防止顶管机进、出预留洞导致泥水流失，并确保在顶进过程中压注的触变泥浆不流失，必须在工作井安装洞口止水装置。
（3）顶管施工的工艺顶管施工又称为顶进法施工，是指利用顶进设备将预制的箱形或圆形构造物逐渐顶入路基，以构成立体交叉通道或涵洞的施工方法。顶管施工需先在确定的管段之间设置工作井和接收井，然后在工作井内安装推力设备将导轨上的顶管机头推入土体，由机头导向，将预制的钢筋混凝土管向前顶进，前端土体通过工作井运出，最后完成管道铺设。
2、顶管技术施工中顶进管的选择
（1）顶管长度的选择
给排水施工过程中，选择顶管的长度对于工程的控制性和经济效益都具有重大影响。在垂直推顶的情况下，固然使用较长的顶管可以取得较好的施工效果，但由于长度逐渐增加，容易导致顶进路线同原定顶进路线产生偏差，而难以进行恢复；顶管长度较短时，在顶管施工的顶进过程中，容易将钢管挤入周围的土层中，导致顶进线路弯曲，无法确保顶管顶进的控制性。因此，为确保管道敷设工程质量，科学、合理选择顶进管道的长度是重要基础。一般情况下，可以根据管口直径来制定顶管长度。
（2）顶进管直径的选择
要根据施工需要和工程性质来确定顶进管的直径，根据顶进管所承受的压力来确定顶进管的厚度和配筋及外径。由于管道敷设施工时，需要挖土工人的密切配合，因此一般情况下需要选择直径为500mm以上的顶进管。顶管施工技术给排水管道施工中，采用顶管施工技术时需要在管道分段之间设置作业井和接收井，采用顶进机械设备将预制构造物逐步顶进路基形成涵洞、交叉通道。
（3）顶管井施工
顶管井主要分为作业井和接收井。顶管井一般为钢筋混凝土结构，分为单孔井和单排孔井。单排孔井主要为矩形、单孔井为圆形、矩形和正方形。圆形的顶管井受力效果最为理想，而矩形的单排孔井受力较差。在管道敷设工程施工过程中，需要根据实际情况来布置接收井和作业井。
3、顶管施工技术的施工工序
（1）穿墙
穿墙是将穿墙闷板打开，使用管推工具推出井外，从而安装有效的止水装置。在穿墙施工过程中，为了确保良好的止水效果，需要利用粘土和水泥混合后形成强度不是很高的填充物填充到穿墙管中，穿墙前在墙管外进行注浆加固操作，确保穿墙管周围土层的强度。
（2）顶管出洞
顶管出洞发生在顶管设备进入土层之后，是顶管施工过程中的重要工序。由于在顶管顶进过程中，容易出现管线偏移等情况，因此需要在工具管下设置一个支撑。
（3）注浆减小阻力
为了降低顶进管顶进阻力、缓解顶管过程中出现的地面下沉问题，需要在压住触变泥浆而在管道附件形成保护层。
（4）顶管校正
给排水管道顶管施工过程中，经常容易出现顶管偏离轴线的问题，出现此类问题需要及时对顶管进行校正。
结语：在给排水管道施工中，顶管施工技术具有多种优势。从根本上改变了城市管网乱挖现象。顶管施工具有较好的社会效益和较低的施工成本，不会给施工场地造成较大破坏，施工范围较小，对周围环境影响较小，对城市给排水工程施工具有重要作用。
参考文献：
[1] 冯磊磊.顶管施工在市政道路给排水管道中的应用研究[J].城市建设理论研究：电子版，2015（17）.
[2] 张娟.顶管施工技术在市政给排水管道施工中的应用分析[J].引文版：工程技术，2016（4）.

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