城市污水管网顶管施工过程中经常出现的问题及其对策

城市污水管网顶管施工过程中经常出现的问题及其对策
摘要：本文主要从笔者亲身参与的污水管网顶管施工危险与有害因素以及施工
中的问题及其对策，旨在与同行探讨学习，共同进步。

关键词：污水管网；顶管施工；问题；对策
随着国家现代化的进程的加速，城市建设步伐越来越快，许多城市需要对原
有排水系统进行改造，排水系统在市政基础设施建设中占有很大比例，为确保既
有道路的畅通和道路两侧既有房屋、电力线及供水管道等设施的安全，污水干管
常采用顶进法进行施工。

采用顶管法施工具有占地面积少，施工过程控制严格的
优点，可保证交通畅通，在穿越铁路、公路、河流、建筑物等障碍物时可减少沿
线的拆迁工作量，大大降低工程造价。

1污水管网顶管施工危险、有害因素分析
（1）城市污水管网顶管施工工艺分析
顶管法施工是一种非开挖敷设管道的技术，其原理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，接好照明、泥浆管、油管
等管线，然后用油压千斤顶将需要埋设的管道缓慢顶进，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，在顶进的过程中不断控制顶管的方向，边
顶进、边排土、边调整，直至将需要埋设的管道顶至接收井内。

污水管道顶管施工工作内容：测量放线、工作井施工，设备安装，顶进工作。

顶管施工设备有起吊、供电、供水、供浆、供油等地上设备及井内导轨、洞口止
水圈、后靠背、压浆泵、空压机、储气罐、千斤顶等井下设备；顶进工作包括通风、安装管节、顶进、出土、运土、注浆、测量复核、纠偏等工作过程。

（2）污水管网顶管施工危险、有害因素
在对城市污水管网顶管施工工作过程、设备使用等因素分析的基础上，参照《企业职工伤亡事故分类标准》分类方法，识别、分析危险、有害因素。

顶管施
工中主要危险、有害因素有：
物体打击。

工作井、接收井周边的物体在重力或其他外力作用下产生运动，
可能打击井下作业人员造成人员伤亡事故。

起重伤害。

吊装设备在吊装过程中发生的挤压、坠落物体打击造成人员伤亡
事故。

坍塌。

在工作井、接收井开挖施工及顶进过程中可能出现坍塌造成人员伤害。

④ 触电。

工作区使用电气设备可能造成触电伤害事故。

⑤ 火灾。

操作现场及工地办工、生活场所可能发生火灾事故造成人员伤亡。

⑥ 突泥、突水。

管道施工段存在的不良水文地质现象未经处置或处理不当，可能造成突泥、突水事故，影响顶管施工人员及管道以上其它管线安全运行。

⑦ 中毒和窒息。

顶管施工的地层一般会通过淤泥层，腐烂动、植物体会在地下形成有毒气体聚集体，危害施工人员的健康和生命；同时由于顶管深度和长度
会造成内部空气含氧量降低，对人员造成室息。

⑧ 地下管线损坏。

管道施工段若地下管线未查清，施工中可能损坏地下管线，造成经济损失和人员伤害。

2.施工中的问题及其对策
（1）地面沉降
地面沉降往往是由管顶土层不稳定、土体松散、地下水、超挖等情况造成的。

对策:要在工程中预防地面沉降,首先应先根据土体的稳定程度来决定挖掘深度与
顶进间隔,防止其他水源进入顶管,避免超挖而引起的掘进时的塌方；倘若已经发
生塌方,要及时在塌方里程处进行注浆处理。

（2）卡管
卡管通常是由于挖掘洞穴尺寸偏小或不规则,盲目顶进等情况造成的。

对策:如果在管子顶进中发现,千斤顶的油泵压力表的读数猛然剧增,应立即停
止顶进,进洞检查,碰到这种情况出现,可通过派人进洞对开挖面洞口尺寸进行修整
来解决。

（3）管节爆裂
对策:管节爆裂通常是由于混凝土管质量或顶进时加载偏心情况造成的。

加载
偏心引起的破坏通常只会发生在还未进洞的管节与接触的管口处,可通过增大边圈
承压面积,在管壁与顶铁间增加缓冲垫等手段来避免这种现象发生。

倘若管节爆裂
是无规律出现的话,就有可能是管节的质量不合格或不稳定的原因造成的,这时就
必须及时去更换质量合格的管材。

（4）高程及轴线控制不准
对策:每节管道顶进后要对中线进行实测,查看与设计是否吻合,如果发生偏差,
就要采用挖土法进行校正。

通常可以采用如下两种方法:一是管内挖土法,即开挖
面的一边保留土体,另一边被开挖,顶进时,土体的正面阻力移向保留土体的一侧,管
道向该侧纠偏。

二是管外挖土法,管内的土被挖净,并挖出刃口,管外形成洞穴。

洞
穴的边缘,一边在刃口的内侧,一边在刃口的外侧,顶进时管道顺着洞穴的方向前进。

（5）挖掘过程中周边土体稳定性
对策:稳定性问题包含了两方面的内容:工具管前方挖掘面上的土体是否稳定；工作坑及接收井周围的土体是否稳定以及是否需要进行支护。

在工程实施过程
中如发现有不稳定的现象则必须采取有效的施工措施。

（6）突泥、突水
在众多在复杂地质条件顶管施工过程中,(含制作顶管井或接收井),经常会遇到
突泥、突水情况,尤其是在众多江河三角冲积区域。

对策:在污水管网施工准备阶段必须做好水文地质、工程地质勘察,确认施工场地是否存在突泥、突水等不良地质现象,为制定合理的施工方案提供技术数据。

在施工时,一定要防止泥浆从上层或洞口及其他地方流失,注意观察地下水压力
的变化,及时采取相应的措施和对策,保证挖掘面的稳定。

要不时检查泥浆的密
度和性能是否正常,还要注意进排泥泵的流量及压力是否正常,保证排泥系统正常
运行。

④应将地下水位降至管底以下不小于0.5m处,以确保管道内干燥,并采取措施,防止其他水源进入顶管管道。

⑤当管道停止顶进时,应采取防止洞口止水圈漏
水和防止管前塌方的措施。

（7）中毒
顶管过程中,由于顶进过程随时可能遇到旧有污水管(渠),旧有污水管(渠)一旦
出现开裂或被顶裂,旧管污水及毒气极有可能迅速进入顶管作业面,对作业人员产
生威胁。

因此,顶管施工过程可参考以下措施以策安全。

对策:采取先进的检测手段,辅以机械通风措施。

最好采用先进的检测仪器进行检测,强制通风,使有害气体含量达到安全标准后,方可下井。

尤其要注意硫化氢
等在泥水中没有大量释放,工人下井后空气流量增大,造成井下毒气突然上升。

因此,必须不间断向井内强制通风,在施工作业期间定时对其检测。

在下坡顶管过
程中,应及时排出管内积水,控制管内的湿度,从而使管道内的含氧量提高,改善施工
人员的施工环境。

顶进长度超过50m时,除必要的施工间断外,必须不间断通风。

结语
随着我国的污水管道顶管施工的普及率的进一步提高,以及城市发展的需要,污水管网顶管施工市场占有率将得到不断提升,而采取有效的管理措施,应用先进的施工技术,避免顶管施工过程中出现的问题,以及对顶管施工过程出现的问题能及时采取有效措施加以解决,对提高污水管网施工的工作效率,创造更大的社会、环境和经济效益,具有举足轻重的作用。

参考文献
[1]城市污水管网顶管施工安全分析_任友昌.
[2]城市污水管网顶管施工方法_龚红燕.
[3]城市污水管网顶管施工过程中经常出现的问题及其对策_徐政.
[4]城市污水管网工程施工常见质量问题及监督要点_张远全.
[5]谈污水管网顶管施工注意事项及质量安全的控制_陈彦明.。