关于市政道路顶管施工技术分析

关于市政道路顶管施工技术分析

发表时间：2016-03-08T13:58:55.550Z 来源：《工程建设标准化》2015年10月供稿作者：李淑娟

[导读] 唐山市市政建设总公司市政道路顶管施工具有可不阻断交通，减少对道路和环境破坏，减少地下作业量，缩短工期，节约成本等优点。

（唐山市市政建设总公司，河北，唐山，063000）

【摘要】市政道路顶管施工具有可不阻断交通，减少对道路和环境破坏，减少地下作业量，缩短工期，节约成本等优点，它带来的是地下管线施工的一次技术革命。在开挖施工难以进行或根本不允许进行的情况下，非开挖工程采用可使管线施工成为可能，并且可将管线设计在施工工程量最经济合理的地点穿过。市政道路顶管施工质量关系重大，危及群众的安全以及社会的稳定发展，在任何一个环节中都必须引起足够的重视。本文就施工特点、施工方法要求以及具体的施工技术运用加以分析。

一、顶管施工的特点

顶管施工又称之为非开挖管道敷设技术，在几年来的工程建设中运用较广，因施工中无需开挖面层利于保护地面建筑物的安全以及地下各类管线的安全，而且建设成本相比开挖敷设技术更为低廉。同时，这类施工技术还具有减少粉尘、降低噪音、减轻对城区的交通、环境情况的破坏和十扰并且占地面积小等优点。因而说顶管施工是真正的高效率、无污染的施工技术。顶管施工法由于具有上述所说的多个优点，使之在诸多工程中得以广泛利用。

二、顶管技术在市政施工中的运用分析

1．合理选择顶进管

多数情况下顶进管使用的是钢筋混凝土管，在浇筑过程中要根据工程的需求配置好钢筋数量以及施工的相关规格并做好应力验算以确保其质量。

2．合理选择顶进管的直径

因根据工程的实际情况以及施工标准来确定其直径的具体参数，通过分析来确定顶进管的内径；因为顶管的上程工作是需要配备一定数量的挖土人员，正常来说管道内径小小于0.5m。根据顶进管所受到的荷载情况，最终确定混凝土管的配筋以及壁厚，继而确定其外径。3．合理确定顶进管的长度

顶进管对于工程质量的影响较大，甚至起到了绝对性的作用，对于管道的长度要求较高，须根据工程的需求确定采用标准管、长管、短管。同时，在建造顶压坑的时候，顶压坑的相关氏度也会增大，支护、回填、挖坑、修复的费用自然也会增加。在常规情况下，管氏度是相对于管径而定的，当1/ d外≤ 1.10的时候，称之为短管；当1/d外=1.15的时候，称之为标准管:当1/ d外≥ 2.10时，称之为长管。

三、顶管施工方法

1、施工准备期间完成所有三通一平及临建，完成顶进基坑四周的彩钢板围护，完成各项顶进所需设备及工具的制作，安排好备料场地和施工道路。

2、测量定位放线：项目部派专业测量人员对业主及设计单位提供的水准点、导线点先行进行详细、认真的复测，在认定准确无误的情况下交付使用，项目部在基坑开挖前根据设计图纸按检查井位确定顶进基坑位置、中线、设定控制桩，然后依基坑要求放出开挖线。

3、降水施工：根据业主提供的地质水文勘探资料是否有地下水，如有有地下水，因此施工前须进行降水。降水方法一般根据地质的不同分别采用电渗井点降水、轻型井点降水大口井井点降水等方法，在水位降至管底以下0.5米范围内，才允许进行顶管作业。

4、顶进基坑的开挖及支护：降水后开挖顶管工作坑。以D2000钢筋混凝土人工顶管为例， D2000钢筋混凝土管顶进工作坑底长*宽均按规范要求和现场空间设定为：顶管工作坑的尺寸计算：工作坑宽度：B=D+2b+2c，式中B——工作坑的底部开挖宽度（m），D——砼管处径（2.4m），B——管两侧操作空间（1.0m），C——支撑板厚度0.05米，B=2.4+2*1.0+2*0.05=4.5米，工作坑长度

L=L1+L2+L3+L4+L5，式中L——工作坑的底部开挖长度（m），L1——管节长度（2.0m），L2——顶镐机长度（0.8m），L3——出土工作间长度（0.9m），L4——后背墙厚度（0.8m），L5——已顶进的管节在导轨上的保留长度（0.5m）

L=2.0+0.8+0.9+0.8+0.5=5.0米。工作坑全部采用人工开挖，卷扬机提土，人工倒运。装载机装6t自卸汽车5km外运。基坑支撑采用木板密支撑作法，在沟槽四壁用木板密排，然后在木板的半腰做二至四道槽钢支撑。

5、顶进后背设置及顶进设备制作、安装

（1）计算总顶力：顶段长42.0m顶力为2088.6KN，因顶进力较大，施工过程中进行打蜡，根据经验可减少顶力1/3左右，因此顶力可变为1392.4KN。顶进后背的设置按利用坑壁原土进行计算，按坑壁土为湿度较大的砂及粉土计算，土质允许承载力150KN/m2取定，后背排木面积计算分为9.3m2/个。顶进后背设置：在支撑好的基坑壁上，沿墙壁用5cm厚木板满排，木板长4m，工作坑宽3.54m，工作坑后背前先横排150*150mm方木，方木长3.0m，木排高2.5米，方木前再竖排150*150mm方木，方木高3.0m，后背方木设置埋深于坑底0.5m，后背方木与墙壁之间加100mm厚级配碎石,以保证土壁与方木接触良好。方木前设后背铁，后背铁前设横铁，横铁前排列，各顶进设备机具。

（2）根据顶力要求D2000管顶进采用液压400t千斤顶1台。

（3）导轨制安：采用180轻轨，轨道净距为A=2，A——两条轨上部的净距（mm），D——管处径（2400mm），h——导轨长度（180mm），e——管外底距枕木的距离（取20mm），A=1647mm。基坑开挖到位后，在基坑底铺20cm级配碎石，级配碎石上铺15cm厚C10砼把150mm*150mm楞木予埋在砼中，楞木上安装导轨。导轨采用轻型钢轨（轨高180cm），轨枕采用10mm 厚钢板条制作，宽0.2m 沿导轨长每1m设1道，轻轨焊接于枕条上，导轨总长4.5m，导轨采用现场焊制成形，轨道间距为1647mm。

6、掏土顶进：顶进施工方法均为人工掏土顶进，掏土顶进为四班连续作业，现场用电由临近厂矿提供，另外现场设75kw发电机以备用，来满足顶进、送风和降水的用电需要。管道顶进过程中，管前挖土是保证顶管质量的关键，施工中将严格控制超挖，一般顶管地段绝对控制在1.5cm以内，但下面135º范围内严禁超挖，顶进过程中发现管位偏差达1cm时，即行考虑校正，根据不同情况，分别采用挖土校正