顶管技术在市政排水施工中的应用分析

顶管技术在市政排水施工中的应用分析
摘要：顶管施工技术有许多优点，已经逐步被广泛使用，但是也存在技术难点。

因此，在使用顶管技术时，施工人员需要给予足够重视，采取科学高效的处
理措施，从而有效地解决给排水施工中出现一些问题，更好地提升施工速度和质量。

采用顶管施工工艺可以在某种意义上降低了资源消耗，在经济上有着很大优
越性。

本文对顶管技术进行详细介绍，明确其在市政排水工程中的具体应用策略，确保工程项目施工水平全面提高。

关键词：顶管技术；市政排水；施工应用
给排水是市政工程中一个关键环节，与城市安全和人民的生活息息相关，完
善给水和污水处理体系不仅可以提升水资源回收利用率，还可以对城市建设进行
优化。

为保证在进行给排水工程施工时不会造成大面积路面受损，也不会对地下
管道与线路造成影响，施工单位通常会采用顶管施工法，从而保证民众生活品质
可以获得提高。

一、项目简介
昆明主城老旧排水管网改造及泵站建设工程（子项目四）—科新路（海源北路～昌源北路段）、人民西路（新运粮河～昌源南路段）污水干线完善工程穿运
地涵顶管段的轴线为一条直线，过水能力为30m3/s、内径尺寸为3.5 m、外径为4.16 m、长553.1 m的钢筋混凝土顶管。

上水管为带“F”形节点的配筋水泥管子，共有3个洞口。

管道之间的空隙为4.94米，管道顶部的厚度为5-6米，管
道顶部的顶部高度为-6米，底部高度为-10.1米。

在顶管区，土层有③2、④1、
④2、⑤1、⑤2层。

其中③2、④2层土呈流塑状，高压缩性，土质差，而京杭水
道南侧的土壤为⑤1、⑤2之上，土壤质量良好。

二、顶管技术在市政排水施工中的应用（一）现场勘查与调查
在进行顶管道的施工前，必须做好对该管道的地质勘查工作。

首先要对建筑
内的人群及车流情况进行有效的分析，然后通过对建筑周围的绿化情况的观测来
了解建筑周围的实际情况。

其次，应加大对城市地下排水系统的监测力度，特别
是对结构较为复杂的管道进行监测。

施工过程中要对施工过程进行细致的分析，
确保施工过程中管道施工的有条不紊，避免施工过程中出现盲动现象。

在进行埋
地管道的施工过程中，必须做好对供水、燃气、电力等管道的检查，防止由于施
工造成的破坏。

最后，在污水管道和雨水管道的设置方面，必须要有相应设备和
安全隐患，这样才能保证顶管施工安全性和稳定性。

（二）选择合适的顶管
材质选用时对施工品质有很大影响，所以在选用顶管材质时要注意顶管材质、直径和长度等，要具有更好的抗压能力，其直径和长度要根据实际施工需求来选取。

一般来讲，顶管材质可以选用钢筋混凝土，要注意满足有关材质规范和要求。

在城市管线的敷设施工中，通常采用前进式顶管的钢筋水泥制造而成。

在工作场
所的腐蚀程度不高的情况下，也可用钢管做顶管。

假如顶管用的是钢筋混凝土管，为了避免出现事故，应该对该管的管径、配筋和应力的计算进行严格计算，并对
其进行选择，并对其进行检查，以保证该管的各项指标都满足相关标准的要求。

管子直径：在钢筋砼工程中，管子的口径应按工程条件及工程需要而定。

管道的
管径经过选择后，应检查该管径与施工地需要一致。

在此基础上，依据检测数据
及其他有关数据，来决定管道的加固程度及管道的厚度，以保证管道在工程中的
安全性。

从过去的工程实践来看，管道的直径应大于50 cm。

在直径选择上具体
包含两个部分，分别是：内径和外径。

内径要根据施工条件和要求来进行选择，
外径则要与加强管壁相联系来进行选择。

要特别指出是，在对加强管直径选择上，应该避免太窄或者太宽，要注重选择合理性，以保证质量为基础。

（三）注浆减阻
在排水管道工程中，通常采用的触变性浆液。

在对顶管机进行两个端部压浆
处理时管道外部逐渐生成泥浆，从而对管道起到了保护作用，减少施工中阻力。

同时，如果在施工中出现地表沉降等问题时，可以使用泥浆罩来进行支护。

但要
指出的是，由于触变泥浆用量不尽相同，因此其存在的安全性和稳定性也各不相
同，这就要求同时进行压浆、管道顶进等施工工作，然后根据实际情况进行补浆，以保证施工顺利进行[2]。

（四）顶管校正
在实际工程实践过程中，会因为外部原因，比如顶入力量差别或者管线连接
方法不同，都会引起顶管偏差。

在这种情况下，需要对其进行修正。

可以使用一
套纠正千斤顶来对其进行修正，并注意相关资料，以便做好定位工作，然后再对
其进行修正，以增加修正效果。

如果出现了方位和高度都发生位移情况，那么需
要对位移部位进行修正。

一般来说，纠偏操作需要进行很多次，所以在进行纠正
的时候，要注重控制好力量，要按照技术操作标准来做，尽量减少错误，保证施
工安全。

（五）顶管进出洞
进出洞是顶管技术工艺流程中必不可少的一个关键环节，直接地影响到了工
程最后质量。

如果顶管工作穿墙后出现了掘进方向不对问题，那么就会对后续管
道拼装造成不良后果，这个过程不但要耗费很多时间和材料来进行补充和校正，
而且还会对工作效率造成比较大影响，还会制约着项目经济发展。

在顶管出入洞
管理中，通常会根据穿墙施工特点来进行止水，并对其进行控制，例如，将泥土
和水泥按一定比例混合，并对穿墙管进行填充，从而使管道外部结构符合注浆加
固要求。

建设单位要弄清楚穿墙板自身所涉及应用特点，在进行推进工作时，如
果止水工作出现问题，就有可能会降低土壤强度，从而导致塌方。

因为管道所穿
越土层在类型上符合粉质黏土要求，所以在水位撞击下，其自身会发生流速改变。

施工单位必须要对这一点进行清晰认识，并在相应工作区域内进行改进和加固，
这样才可以防止在出入洞时发生比较大问题。

（六）顶管纠偏
在市政工程顶管施工技术实施中，要做好顶管纠偏工作。

可以使用纠偏千斤顶，并根据管道倾斜和偏差情况制定出有效对策。

结合实际施工要求，对顶进管
道端口使用强力矩进行校正，这个时候要控制好强度。

如果用力过猛，就会造成
建筑变形。

另外，对区域结构性也要进行有效观测，如有偏离则需加以纠正。

顶
管纠偏是一项技术活，需要对纠偏过程中的各种因素都有较高的认识，并且始终
保持冷静，在进行纠偏时要采取多调慢校方法。

（七）闭水试验
要达到顶管施工质量目标，必须进行好闭水测试工作，这样才能更好地检验
顶管施工密封性能，在生产过程中，对于遇到的问题要及时加以纠正。

在项目完
工后，要用闭水试验来检查市政顶管施工的效果，一旦发现有问题，要马上对其
进行分析，并对其进行有效纠正，从而提高了施工效率。

三、长距离曲线顶管施工措施
（一）穿墙
穿墙是顶管施工的重要步骤，包括打开穿墙管、把工具管顶出井外、安装穿
墙止水管等步骤。

管材定向与管材穿壁精度和管材对接有关，因此在穿壁之前要
先将墙体管道填充上坚实的黄泥，防止过多的泥土和地下水进入工作井。

将穿墙
门板开启后，迅速将工作管塞入，并做好穿墙止水，防止外部土壤由于裸露过久
而发生干扰流变[3]。

顶管前推工艺中最重要的环节是首次顶管，也就是首次顶管
前推，也就是首次顶管前推。

在第一节管线的敷设过程中，很可能会出现偏差。

所以，在将刀具管调节到最适合的位置时，要特别重视刀具管下面的支架，以避
免导管脱离预先设定的顶入轨迹。

如果出现偏差应立即改正，并采取相应的对策。

在长距离推进的时候，很容易产生错误或者是其他的特殊状况，这个时候，推进
的阻力比较大，并且有可能会发生沉降，这个时候就需要掌握一些技巧，尤其是
要重视对触变泥浆的应用。

特别是在铺装的施工期间，要在顶进机的尾端给予合
适的泥浆。

此外为了降低泥浆用量，节省费用，必须在管线最适当的地方补浆。

因为震动、路面塌陷和沉降、管线复杂等原因，在推进的时候，不可避免地会出
现一些偏差，这时候，就需要对其进行顶管矫正，并对其进行调整。

并且这个过
程要一直持续下去，要持续地对其进行调整，让管线能够沿着设计的轴线缓慢地
向前推进。

具体的方法是：用千斤顶缓慢地抬起管道，调整机头偏差角，减少偏
差误差。

另外，在矫正管材偏离时，也不必急于一时，尤其要做到：管材的抬高
要以较小的倾角、较少的多次、尽量缓慢的速率。

（二）局部气压平衡
在流塑状态下的涂层和流沙层顶进时，由于前方的挤压力量无法防止崩方，
就很容易导致前方的崩方，不仅会增大出泥量，还会导致地面下沉，顶管轴线弯
曲给纠偏带来困难。

针对此类问题，可采用局部气压平衡原则，风压的数值可视
具体条件而定，一般以不发生坍塌为原则。

（三）其他措施
在施工过程中，要做好如下工作：在施工之前要摸清施工区域的管线分布，
采取一定的防护措施，保证电力、排水、通讯等方面的管线的安全。

对工程沿途
的水文、地质情况进行细致勘察，对易出现安全隐患的部位采取保护措施。

为了
保障职工的人身安全与身体健康，应加大对危险气体的保护与监测力度。

在顶管
施工过程中，各井的作用各不相同，通常可将其划分为工作井与接受井。

通常情
况下，使用最多的是加劲水泥建筑物的顶管。

根据构造特点，在钢筋砼建筑中使
用的顶管井可分为单眼与单列两种。

其中，单眼钻孔的外形规范较多，包括圆形、长方形和方形；而单列孔井的外形规范则较为简单，以矩形为主。

然而，在施工
作业井的时候，钢筋混凝土的结构和形状并不是随意地决定的，而是要按照现场
道路、建筑、土质等多种复杂情况来决定。

在完成了施工任务之后，也不能掉以
轻心，对工作井和接收井的施工质量进行检查，也是非常重要的，要严格保证其
施工质量满足相关要求。

在顶管施工的过程中，有一个最大的困难就是穿墙施工。

在穿墙施工的时候，一定要做好防水工作，在开启穿墙门板之后，不能耽误时间，要立刻把工具管从井口推出去，为了避免进入水中，一定要在最短的时间内，将
止水装置也装好。

施工过程：将水泥浆加入到穿墙管的中部和穿墙管的外侧，不
仅可以阻止渗入水，还可以保证穿墙管周边土层的强度，避免土体崩塌，从而保
证穿墙管的稳定。

结束语：
要在城市建设和发展进程中，将顶管技术在市政给排水施工中应用价值完全
发挥出来，施工人员就要对顶管施工技术中每一个细节都要进行足够关注和优化，
对顶管施工技术中每一个细节进行科学设计，从而保证市政给排水施工能够顺利进行，从而使我国城市能够更好更快地发展。

参考文献：
[1]蔡振飞.非开挖顶管施工技术在市政排水工程中的应用[J].工程建设与设计,2022(22):174-176.
[2]张乾.非开挖顶管技术在市政排水管道施工中的应用研究[J].石油化工建设,2022,44(03):110-112.
[3]房敏.长距离顶管施工技术在市政排水工程施工中的应用[J].中国建筑金属结构,2021(12):133-134.。