市政工程顶管施工技术及质量控制措施分析_4

市政工程顶管施工技术及质量控制措施分析
发布时间：2021-08-30T17:21:47.263Z 来源：《城镇建设》2021年第4卷11期作者：唐义平
[导读] 市政地下基础设施项目施工建设过程中，尤其是长距离的大型管线埋设
唐义平
身份证号：5110231985****7915
摘要：市政地下基础设施项目施工建设过程中，尤其是长距离的大型管线埋设，若采用地面开挖施工工艺，不仅污染严重，也影响市政交通，并对周边人们的生产、生活和工作造成不同程度的影响，因此市政工程顶管技术应运而生，迅速推广，得以广泛应用。

目前，市政工程顶管施工的穿墙技术、顶进技术、纠偏技术以及顶管接口的焊接技术在具体施工实践中经常用到，因此，需要对其质量控制措施分析，进行经常性的研究，有利于技术工艺的创新应用和发展。

本文就市政工程顶管施工技术及质量控制措施进行了探讨研究。

关键词：市政工程；顶管施工；质量控制
引言
根据市政给排水施工要求及实际情况，充分考虑长距离顶管施工技术的应用，可使具体的施工计划实施效果更加显著，满足长距离顶管高效施工要求，逐渐形成应用价值良好的市政给排水系统。

因此，在促进城市发展、改善市政给排水施工状况的过程中，应给予长距离顶管施工技术应用足够的重视，有针对性地开展这方面的施工作业，促使长距离顶管性能更加可靠，避免影响其施工质量及利用价值等。

在此基础上，有利于丰富市政给排水施工经验。

1技术概述
在市政给排水施工中应用顶管施工技术可以避免开挖地面，主要是借助顶进设备将管道顶进土中然后将多余的土方处理掉。

设备在工作坑中利用主顶油缸及管道间、中继间等推力给予土体一定的顶力，把管道顶进到土壤中，管道克服和周围土壤的摩擦力按照一定的角度和路线顶入到土中，在完成一节管道顶进后继续顶进下一节管道，工具管从工作坑中穿入到下一接收坑中，然后再将管道吊起，然后将给排水管道埋设在坑洞之中。

在采用顶管施工工艺前工作人员要注意研读关于顶管技术的标准规范，加强对机头、主顶、中继间、接口、注浆工艺的分析。

当前开放型和密封型是两种主要的施工类型。

通常施工单位会选择密封施工方法，该方法可以分化为三个小类，不会对路面交通产生影响，在市政工程施工中应用价值较高。

此外，该技术不会产生严重的噪声污染，能够降低对市民的伤害。

在合理规划路线后不会受到其他地面因素或者管道影响，施工效率较高。

总体来讲，顶管施工技术在市政工程中应用有着较高的经济效益和社会效益，是当前备受青睐的一种施工技术。

2市政工程顶管施工技术
2.1加固顶管后靠土体和进出洞
为了保证顶管施工技术的安全性需要加固处理顶管的后靠土体以及进出洞口，保证土地稳定。

混凝土后背墙技术、高压旋喷桩加固技术等都是当前常用的加固技术。

施工人员要注意根据实际情况做好加固方案的确定，保证加固效果和施工的安全性，同时注意保护环境，避免发生水土流失，在工作井的洞口安装好止水装置。

2.2工作坑的施工
市政给排水工程顶管施工时，工作坑主要采用现场浇筑的方式，其形状一般有矩形、圆形、多边形等，其中最常见的为矩形工作坑。

矩形工作坑的长边与短边之比一般为3:2，一般用于直线顶管或两段交角接近1800的折线顶管的施工。

若两段交角较小或在一个工作坑中需要向几个不同方向顶进时，且工作坑深度较大时，一般采用圆形工作坑，并采用沉井法施工。

施工过程中为了加强工作坑的刚性与稳定性，一般在工作坑周围设置支撑物对其进行支撑；也可采用水泥搅拌桩或在坑内打入钢板制成围墙。

2.3合理使用管道顶进技术
使用管道顶级技术的过程中，施工单位需保证顶进工作符合相关要求，控制好管道顶进的速度。

钻机入坑前，技术人员要排除钻头与地下硬物发生碰撞的风险，避免钻头在钻进过程中下坠、掉落，影响工程进度。

管道入坑后，每顶进一段距离，施工单位就需要安排技术人员进行测量，保证顶进精度。

在测量过程中如果出现了偏差，则需要保持好钻机的方向，通过测量的方式分析和研究导致偏差问题出现的原因，最后制定解决问题的方案。

当钻机出现在接收井封门位置后，即可以结束顶进施工，并进行下一步的导轨安设工作。

钻机经过导轨钻进后，施工单位可以对坑内动力电缆、排泥管道进行拆卸，保证管节与钻机处于分离状态，最终将管节运送到预埋位置。

2.4顶力
将顶管顶进到拟定位置，需要依靠强大的推力，在市政工程中应用顶管施工技术主要通过油缸、顶铁、千斤顶等设备实现顶管顶进。

在具体施工过程中，施工人员要考虑管道材质问题，如管道长度、管壁厚度等，结合施工区地质情况合理计算出定理，有效控制施工。

在管道直径较大的情况下，管道与土壤的摩擦力越大，所以所需的顶进顶力就越大，需要通过施加顶力的方式克服摩擦力对管道顶进的影响，确保管道被顺利顶进。

在顶进过程中，施工单位要有意识地控制顶力大小，例如在顶力超过管道材料承受力的时候，可能会出现破裂、变形等情况，不但加大了施工成本，还会影响工期。

因为管道埋设于土层位置，所以当管道发生破裂、变形的时候，施工单位是无法第一时间发现的，所以控制好顶力是非常重要的。

如果在管道破裂的情况下完成项目，后期管道投入使用后很容易对土壤、空气环境造成污染。

所以在顶进管道的过程中，施工单位要控制好管线偏差，施工过程中要严格监督管道的顶进情况，如果发现问题立即停止施工，并进行管道纠正处理。

2.5泥浆减阻技术
为了削减顶进过程中管壁和土体的摩擦力可以利用泥浆减阻技术，在泥浆中增加膨润土保证压浆孔中能够压紧泥浆。

顶管进入到预留洞后需要严格控制好后续施工环节，在这个过程中应当有效控制横竖向误差，保证进洞的及时性。

在顶进过程中，可以用激光测量等设备将测量的精度提高，将施工平台提前搭建好，准备好泥浆、平台、设备等基础设施后开始下一步作业。

2.6顶进施工中测量与纠偏技术
顶进施工过程中，首先需要对给排水管道的中心线及高程控制点进行测量，一般在顶管工作坑的两侧设置中心线，其高度与管件线路应保持一致。

为了使顶进轴线和设计轴线保持一致，在顶进过程中，通常每顶进一节管节测量一次，在进出洞及纠偏时，测量次数需适量增加。

为了保证测量的精度，还应经常对测量控制点进行复测。

在施工过程中，施工操作人员应及时了解纠偏的方向，并根据测量报表绘
制出管道顶进轴线控制图，便于跟踪掌握顶进轴线的偏差状况并进行动态调整。

顶进轴线和设计轴线经常容易发生偏差，纠偏的方法可以采取调节纠偏千斤顶的伸缩量，逐渐较小偏差值，最终使顶进轴线与设计轴线调整到一致的位置。

纠偏时应当按照“勤测、勤纠、缓纠”的原则，严禁剧烈纠偏，否则会对管节和顶进施工造成不利影响。

若实际偏差值为10mm~20mm，可采用挖土校正法。

若实际偏差值大于20mm,则采用顶木或千斤顶校正。

2.7顶管地面沉降控制
顶管施工引起地面沉降最主要的原因是由施工引起的各种地层损失和顶管管道周围受扰动土体的再固结造成的。

特别是本项目穿越高速公路连接快速通道（60m）对沉降控制尤为关键。

过路段共施工4天，实际土样为均质湿陷性黄土，顶进时控制好泥水压力保持工作面稳定、合理增大减阻泥浆浓度。

顶进结束后立即将泥浆置换为水泥砂浆（1∶2）填充、固结土体，并在施工过程中加强沉降监测等措施有效控制地面沉降。

2.8通风技术
给排水顶管施工一般在地下区域进行，由于施工作业场所比较封闭，空气流通不好，一些施工人员经常会出现缺氧、呼吸不畅等问题，且施工环境也比较恶劣，所以，为了确保施工人员的安全，施工单位需要在施工现场构建良好的通风系统。

通常是在长距离管道施工区域安装常规通风设备抽风机和鼓风机进行抽风、供氧，加快施工区域的空气流通。

一般情况下，施工人员下井前应先通风10min，并利用仪器对施工区域的有毒有害气体进行检测。

该方法通风效果较好，但由于通风设备的长时间运转使施工单位的成本增加较大。

3市政工程顶管施工质量控制措施
3.1明确顶管技术的应用范围
市政给排水工程很多施工作业都需要在人口和建筑物密集的区域开展，有的甚至是在城市中心，此时受到周围环境影响难以采取地面开挖施工。

比如在施工中无法搬迁地面的建筑物、文物古迹等，无法开挖交通拥堵的路段。

现代化城市无论是人口还是建筑物都越来越密集，这导致施工难度大大增加，如果空中架设管线条件不足那么必然阻碍施工正常开展。

顶管施工技术有效地解决了这一问题，能够保证施工质量，节省工作量和成本，将工程经济效益提升。

3.2严格检查顶管施工
虽然在市政工程管道施工中很多地方会用到顶管施工技术，但顶管施工技术并非适用于所有施工环节。

所以在管道施工之前，施工单位要了解施工区域周边交通情况，结合相关影响以及政府部门对环境保护的要求合理规划交通路线。

施工单位需要在施工区域周边路口设立标识牌，也可以委派专业人员协助交警指挥交通，并且还要对施工区域的排水系统进行深入分析和研究，制定优化管道施工的方案。

在应用顶管施工技术的过程中，如果出现了意外问题，施工单位则需要设立临时管道，避免影响污水的正常排放，对城市环境造成破坏。

施工单位还应严格检查施工范围内储备结构以及污水排放情况，根据对施工区域内埋设物情况进行检查和分析，为顶管施工技术的应用提供有力支持。

3.3顶进施工质量控制措施
工作井、接收井施工完成后，吊装盾构机械设备、千斤顶、钢板、导轨等下井施工。

（1）钢板后背墙的质量控制措施：规格：200×200×2cm。

保证后背墙能够均匀受力；（2）导轨安装的质量控制措施：状态稳固，轨距要求、高程要求、流水方向数据精度必须满足顶进施工需要；（3）千斤顶的方向位置推进力度必须均匀；（4）顶铁安装及注意问题：顶铁是千斤顶与管道之间具有“力”的组织协调能力的设备，根据工程规模选择适宜的横顶铁、竖顶铁、U型顶铁或圆形顶铁，确保顶力均匀，平稳推进管道；（5）工具管试顶结束，安装第一节管道，处理好防水止水措施，先挖后顶，即挖即顶，循序渐进，稳妥施工，启动油泵，千斤顶活塞伸出一个冲程，推进管道；停止油泵，打开控制阀，活塞抽回，在启动油泵，继续顶进，循环施工。

3.4重视水平螺旋钻进
为了提高长距离顶管施工效率，实现对其施工技术的高效利用，则需要施工单位及人员加深对水平螺旋钻进方面的重视程度。

在此期间，应做到(1)加强螺旋钻杆使用，增强管道推进处理效果，减少外界因素的干扰影响，提高市政给排水管道应用中的稳定性;(2)基于水平螺旋钻进的长距离顶管施工，应充分考虑管道的口径大小，强化其偏差科学控制意识，保持管道良好的安装状况，充分发挥长距离顶管施工技术的应用优势，使得市政给排水施工中能够得到更多的技术支持;(3)当水平螺旋钻进作用下的管道安装施工作业完成后，需要重视中线法、高程等不同偏差校正方法的科学使用，促使给排水管道应用效果更加显著，更好地体现出长距离顶管施工技术的利用价值。

3.5管道材质及长度的选择
顶管的材质应根据管道用途、管材特性及现场的具体情况确定，一般使用的管材类型有钢管、钢筋混凝土管、球墨铸铁管等。

市政给排水工程顶管施工中，由于千斤顶提供的推力较大，且管道内流淌的多是生活用水或生活废水，对管片腐蚀性较大，因此选用强度高且抗腐蚀性较好的钢筋混凝土管可以长期使用而不漏水，有利于保证工程进度和质量。

另外，管道长度要根据管线弯曲弧度进行选择，若管线弯曲弧度小且较长、较缓和的地段，顶管长度不宜过短；若管线弯曲弧度大且较短的地段，顶管长度不宜过长。

3.6闭水实验控制要点
闭水试验是顶管施工中工作的重点，是顶管施工技术质量的重要保障。

在施工后，通过闭水试验可以明确施工结果是否能够和设计要求相符合，避免发生渗漏水问题。

如果在闭水试验时发生渗漏问题需要及时查找位置并且采取处理措施。

如果闭水试验合格可以进行下一阶段施工。

结语
总的来说，在市政工程管道施工中，施工单位要不断通过应用新技术的方式，减小施工对环境、交通等造成的影响，顶管施工技术是其中之一。

将顶管施工技术应用到市政工程中，能有效避免因地面开挖，对城市、生态环境等方面造成的影响，即便有些影响，相对来说也是非常小的。

在应用顶管施工技术的过程中，施工单位要提前了解施工区域地上、地下环境并对其进行勘察，做好施工前的准备工作，以保证市政工程管道施工的顺利进行。

参考文献
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