市政排水顶管工程施工关键技术及质控方式研究

市政排水顶管工程施工关键技术及质控方式研究

王伟

安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司安徽合肥230000

摘要：近年来，我国的市政道路工程一直在快速建设中，在市政排水管网尤其是污水管道工程施工中，非大开挖的顶管施工技术在降低工程造价、完善管网建设以及避免对建筑物造成影响等方面起着非常重要的作用。本文对市政排水顶管工程施工的关键技术以及质量控制方式进行了详细的分析，希望能够促进市政排水施工的持续发展。

关键词：市政排水；顶管工程施工；关键技术；质控方式；

在我国社会的发展过程中，要想从根本上实现持续发展，一定要加快我国基础设施的建设步伐，从而实现经济的可持续发展。随着加快建设的步伐，市政地下管网工程的建设范围也越来越完善，老城区雨污水分流工程的的进一步推进，在这种形势下顶管施工技术起到了非常重要的作用。但是，我国的市政排水工程仍然存在着一定问题，管理部门一定要加强顶管工程施工技术在排水工程中的应用，从而提高市政排水工程的质量。基于此，本文对市政排水顶管工程施工的关键技术和质量控制方式进行了分析，希望对市政排水工程建设起到一定积极作用。

一、顶管工程施工技术的概述

（一）顶管工程施工技术的概念

市政排水顶管工程施工技术是一种暗挖排水施工法，本着不开挖或者少挖的原则来敷设排水管网，有效提升市政排水管网工程的施工质量与技术水平。在施工排水管网的过程中，由于开挖深度过深或者地面建筑物的位置可能会给管网顶管施工的空间带来一定的局限性，影响了施工的顺利开展，在这样的环境背景下，排水管网顶管工程施工技术可以通过不开槽式铺设管道技术，结合施工设计路线以及实际施工位置进行地下管道的设置。在市政排水顶管工程施工技术的使用过程中，要以事先准备好的工作坑为核心，利用边挖边顶镐的操作方式，在地下逐个顶入排水管[1]。

（二）顶管工程施工的工作原理

顶管施工技术相比于开挖技术来说具有很大的差异性，其中重要的是顶管施工技术在实际施工中没有开挖路面环节，主要是利用路面垂直方向上面预设的工作井，图1是顶管工作井的布置示意图，在钢制管道以及水泥等施工材料运用中，通过高压液压顶压到地下，进而实现顶管施工。另外，在顶管工程的施工过程中，管道间中继站以及主顶油缸等一系列动力系统会把顶进设备压到地下，在顶进设备到达地下后再埋设管道。

图1顶管工作井布置示意图

二、顶管施工技术的应用

（一）顶管材料的合理选择

现阶段，市政排水顶管施工项目设计的过程中，顶管材料的选择十分重要。通常情况下，顶进管会选择Ⅲ级钢筋砼管，如果选择中没有抗腐蚀的要求，就应该合理选择钢管材料，从而保证钢管设计的合理性。因此，在顶管材料选择时，应该注意以下几点：（1）顶进管直径的选择；①设计人员应该通过对工程性质的分析，结合水力计算，在满足市政排水管网流量流速等要求下，确定顶管内径，并在内径确定之后，进行顶进管直径的设计。②在直径明确中，应该通过对管材料直径壁厚以及砼管的配筋的综合分析，进行直径的选择。通常情况下，顶进管的内径不能小于500mm。（2）在顶进管长度确定中，项目设计人员应意识到该项目对整个工程的可控性及经济性影响，合理使用长管顶进，可有效减少拼装顶管的次数，体现市政排水顶管工程施工的专业性[2]。

（二）市政排水顶管施工的技术分析

顶管施工技术又被称之为顶进施工法，主要是在工程施工中将顶进设备与准备好的箱型构造进行连接，所形成的立体性管道施工方式。因此，在市政排水顶管施工项目设计中，其技术的确立应该做到做到以下几点：（1）明确工程井以及接收井的基本坐标，在工作作业中进行推力设备的安装，使顶管机有效的进入土体内，为管道的铺设提供有效支持。（2）在顶管井设计中，其基本的工作类型可以分为工作井和接收井两种。其中工作井又分为单孔井以及单孔排井两种。单孔井分为圆形、长方形等形状，在市政排水施工结构设计中，应该在井内设计间隔性的格局设计，通过对间距的合理检测，进行排水顶管的施工确立，保证施工项目与施工图纸设计的一致性，实现市政排水顶管项目设计的专业性。图2是市政排水工程中顶管工艺的基本施工流程。

图2顶管工艺基本操作流程图

三、市政排水顶管工程施工质量的控制方式

（一）泥弄式推进法

该种工艺主要采用的是二次注浆处理技术，为的是减小设备和底层之间的摩擦力，从而使粒径为顶管管径1/3的废弃物能够非常顺利的排出，使市政排水工程能够非常顺利的进行，而且该种工艺比较适合用在长距离顶管推进施工的工程中。在利用该工艺进行地下砾石、土等一些废弃物的处理时，一定要对其进行分类，之后再利用不同的方式来进行输送处理。泥弄式推进法适合用在除了岩石地质之外的其他任何地质，而且适应能力特别强，在使用的过程中管径通常控制在DN800～2300mm之间，施工的流程主要为：工作坑的开挖、砼管的制作、砼管的组装、油泵顶进、出泥、疏通管道、拆卸工具管、检查井的建立、回填[3]。

（二）水压式推进法

该工艺能够通过向工作间的切削仓注混合材料来实现地下水压力和正面土压力的平衡，而且该工艺不需要采用泥浆泵等一些混合材料的运输设备，也不需要对泥浆进行处理，从而降低了施工的成本。在该工艺中，顶管掘进机基本上采用单刀或者是多刀的掘进机来施工，其管径通常为DN1100～3100mm。随着社会经济的发展，市政管网顶管工程越来越多，施工质量控制是顶管施工时的难点和重点，通常情况下，工作井的深度都超过5米。例如，一个工作井在施工过程中需要时间大约为30天，如果施工井出现质量问题就会影响下一步的施工进程，如果工作井需要砌体施工，要持续砌体承受的压力始终来自垂直方向的压力，从而发挥出砌体材料的抗压作用。

（三）后背墙质量的控制

在后背墙施工过程中，施工枕木时，应保证枕木和土壁能紧密结合，所以要保证二者的接触面具有较高的密闭性和平整性。保证顶管施工中后背墙的土体能够均匀的承受压力。例如：在顶管施工中后背墙外侧土体含水量较大，就需要在施工以后进行撤力工作，如果操作不当就会造成土体液化，使得顶管很难顺利进行。这就需要施工人员采用科学合理手段，提高顶后背墙的质量，保证顶管施工能顺利进行。

（四）标高及轴线的确定

市政管网顶管工程项目施工中应该注意施工管线标高、轴线方向的确定，这两种指标的合理确定，可以为排水工程设计提供明确的依据。在顶管工程施工环境下，相关人员应该以工程图纸作为参考依据，对工程的数据进行及时记录，利用不同的测量仪器进行坑内位置的确定，一定要注意管道轴线方向以及水准点的基本位置，通过对两点位置的明确标示，保证位置确立的规范性。同时，在导轨设施安装时，相关的施工人员应该根据数据进行稳定安装，明确数据的设计要求，从而为排水管道的设计及方向的确立提供依据。

结束语：

综上所述，随着我国城市化进程的不断加快，加上极端自然灾害频繁发生，城市雨污水管网建设面临的压力也逐年增加，大口径排水管的敷设往往受限于既有道路和建筑物的因素，在尽量降低工程造价的前提下，尽可能的减少施工对生产生活环境的影响，这给市政排水管网施工工艺提出了全新的挑战，而顶管技术在其中起了关键的作用，而且在将来也会更加重要。因此，一定要结合已施工项目的宝贵经验教训，大胆创新顶管施工技术理念，对顶管技术进行不断的完善和补充，从而促进市政排水工程的更快发展。

参考文献：

[1]郑伟.市政工程中的顶管施工技术及质量控制措施[J].山西建筑,2014,12:120-121.

[2]涂金保.市政工程中顶管施工技术研究[J].江西建材,2016,13:86-87.

[3]李伟,吴一波.浅谈市政工程中的顶管施工技术及质量控制措施[J].中国高新技术企业,2012,28:67-68.

作者简介：王伟男（1983~9）工程师本科学历主要从事市政排水工程、公路路基排水防护工程工作。