试述顶管技术在市政工程施工中的应用及要领

试述顶管技术在市政工程施工中的应用及要领
摘要：顶管技术是非开挖敷设地下管道的施工技术之一，普遍适用于各种管径的地下管道，它具有环保、施工文明、效率高、造价经济合理的特点，近年来在我国得到了迅猛发展，尤其是在穿越城市道路及江河的管道敷设工程中，应用尤为普遍。

现以个人在工作实践中的体会，对顶管技术的应用作简要阐述，并对其施工过程中的控制要点进行初步探讨。

关键词：顶管；市政工程；施工要点
Abstract: the pipe jacking technology is one of the non excavation laying underground pipeline construction technology, the underground pipeline is widely used in various diameters, it has the advantages of environmental protection, the construction of civilization, high efficiency, economical cost and rational characteristics, in recent years in China has been rapid development, especially in the laying pipeline in the city roads and rivers in application, especially. The people in the practical work experience, the application of pipe jacking technology briefly described, and the control points of the construction process is discussed.
Keywords: pipe jacking; municipal engineering; construction points
1. 引言
顶管施工，就是非开挖管道敷设施工方法，是一种不开挖或者少开挖的管道敷设施工技术。

顶管工程是一门综合地质学、电子技术、机械、液压控制及化学等多门学科的综合性土建工程。

顶管施工技术在我国经过三四十年的应用、推广，近年来得到了迅猛发展，特别是在城市市政工程建设中应用极为广泛，因为它不需要开挖面层，能穿越地面构筑物和地下管线及公路、铁路、河道，可以在很深的地下敷设管道。

顶管技术的快速发展也使得在市政工程需要敷设大量给排水、热力管道、通讯线路等施工时，大大降低对城市的交通、噪音、粉尘的危害和影响，是真正的无污染、高效率的施工技术，在稳定土层、环境保护方面凸显其优势。

这对交通繁忙、人口密集、地面建筑物众多、地下管线复杂的城市是非常重要的。

它为城市创造一个洁净、舒适和美好的环境。

它还可以节省大量建设投资、缩短城市建设的周期。

因而，顶管技术在当前市政工程中被大量应用，像我们参建的徐水县污水处理厂截污管道工程、周口市污水处理厂截污管道工程、巩义市新区热力管道穿越城市道路的一段，都采用了顶管施工。

2.顶管工作原理
顶管法施工，就是是在管道的沿线按设计的方案设置工作井和接收井，工作
井内设置坚固的后座，吊进油压千斤顶以及要顶进的钢管或混凝土管，接好照明、泥浆管、油管等管线，然后用油压千斤顶缓慢顶进。

通过压浆系统使管节周围形成泥浆套，管道在泥浆套中滑行。

在顶进的过程中通过激光经纬仪测量顶管的方向，边顶进边排土边调整，直至管道顶至接收井内。

目前，在顶管施工中最为流行的有三种平衡理论：气压平衡理论、泥水平衡理论和土压平衡理论。

所谓气压平衡是在所顶进的管道中及挖掘面上充满一定压力的空气，以空气的压力达到平衡地下水压力和疏干挖掘面土体中地下水的作用。

所谓泥水平衡理论就是以含有一定量粘土的且具有一定相对密度的泥浆水充满掘进机的泥水舱，并对它施加一定的压力，以平衡地下水压力和土压力的一种种顶管施工理论，按照该理论，泥浆水在挖掘面上能形成泥膜，以防止地下水水的惨透，然后再加上一定的压力就可平衡地下水压力，同时，也可以平衡土压力。

所谓土压平衡理论就是以掘进机土舱内泥土的压力来平衡掘进机所处土层的土压力和地下水压力的顶管理论。

顶管施工最关键的就是适应性问题，针对不同的地质情况、施工条件和设计要求，选用与之适应的顶管施工方式，正确地选择顶管机和配套辅助设备，对于顶管施工是非常关键的。

3.顶管施工在市政工程中的应用
以前，在城市市政管网施工时，许多城市都存在道路反复开挖的现象，严重防碍了城市交通，困扰了居民的生活，缩短了路面的寿命，配套的通讯、自来水、煤气、排水、路灯等设施也要反复拆建，加大了对城市设施的破坏，并增加了施工的难度。

而采用顶管施工，就可以大大缓解这方面的矛盾。

顶管施工在市政工程中主要应用在以下几种情况：
⑴旧城改造过程中，由于多年形成的各种管线相互交错，很多管线地下位置不明、原始资料缺失、不全等，市政管网铺设时，无法对路面进行有效开挖。

⑵城市架空线路遇交通干线、繁华街道、文物古迹，或铁路、江河阻截，需转入地下过渡。

⑶当污水管道管径较大，而施工现场周边环境受限，无法采用明沟开挖来埋管施工。

4.顶管技术的优势
顶管敷设管道施工技术特别适用于大、中型管道的施工，具有经济、高效、环保的综合功能。

采用该技术施工，既能节约一定的征地拆迁费用，又可减少环境污染和对道路的堵塞，具有显著的经济效益和社会效益。

它的优势包括：⑴不用开挖地面，尤其是城市道路；⑵不用拆迁征地，不会破坏地面建筑物；⑶不影响正常的交通秩序；⑷不破坏地表植被和周边环境；⑸施工过程不受气候和环境
的影响；⑹不影响管道的段差变形；⑺省时、高效、安全，无建筑垃圾污染，并且综合造价低。

5.顶管技术施工要点分析
5.1现场踏勘及调查
定位测量后进行现场踏勘及调查工作，包括⑴观察现场人、车流情况确定人流及车流交通组织及路线，考虑在路口设置交通导向牌，高峰期安排人员指挥交通；⑵摸查清楚附近的排水系统，设计最佳的排泥水路线，避免污水横流；⑶对于现场的煤气、电力、通讯、供水等管道进行现场定位，并表示出来，看是否需要临时关停或搬迁；⑷调查雨水渠箱、原有污水管道等埋设较深的市政地下构筑物；⑸对于附近一些桥梁等构筑物，调查其桥台基础、桩基深度及间距，附近建筑物基坑采取什么结构形式，是否采用喷锚结构施工，其长度是否在顶管顶进轴线内。

总之，尽量利用一切可能的手段调查，分析一切不利与施工的影响因素。

5.2施工前技术准备
可以要求业主方提供顶管顶进路线详尽的地质资料，尽量了解土层的物理性质（颗粒组成、含水量大小、透水系数及塑性指数)、力学参数(标准贯人值、内粘聚力及内摩擦角)、分布状况(分布范围及埋深厚度)等等。

了解地下水的状况及变化规律如地下水来源、水面标高及是否受到潮汐影响而变化等。

如果有砂层则要搞清含砂量多少及砂的细度情况及级配关系，岩层则要搞清楚是否有裂隙发育，等等。

一般来说现行业主及设计单位提供的地质资料不够详细，作为施工单位，通常要求业主补钻，自己也应该在顶进线路上补鉴别孔，局部问题点补技术孔。