试述给排水市政给排水工程中顶管施工技术

论文导读：
【摘要】近年来，随着城市化进程的不断加快,人们对生活中各种基础设施的追求不断的增加。给排水工程作为城市发展的基础，广泛受到人们的关注和探究。顶管施工作为一种现代化管道敷设技术，在给排水系统的施工中受到各个施工单位和企业的青睐。在当前顶管建设通过先进的科学技术利用顶管法施工与传统的明挖覆盖法相比，可以合理有效的减少施工中对周围环境造成的制约与影响因素，更是能够缩短工期,提高施工质量和施工效益。基于此，本文对市政给排水工程中的顶管施工技术进行了研究。
【关键词】市政给排水工程 顶管施工技术
随着城市建设规模的不断扩大，原有的地下设施已不能满足现有城市建设的要求，需进行改造或新建。但现有的城市经近几年的大力建设，道路等级越来越高，交通重逐年上升，各级政府对城市道路开挖进行了禁止或限制，许多建设已无法采用开槽埋管施工工艺，故顶管施工必将在城市建设中得到广泛的应用和发展。为了更好地保护城市环境，方便居民生活，减少施工造成的交通影响，目前各个城市都在积极推行顶管施工技术。

一、市政给排水管线工程施工要点

施工方案对不同的管线、管质、管型和不同的路段其侧重点有所不同。针对不同路段，不同的地质和环境情况，应该制订不同的施工方案。市政给排水管线施工存在以下几种情形：
1、开挖施工。市政管道穿越市政各种建筑物,为避免不必要的麻烦，大多沿路铺设。在非主干道或路边不大影响交通的情况下可采用明挖施工。
2、顶管施工。市政管道在跨路施工开挖存在影响交通等各方面困难时，顶管施工是一种可行的方案选择。顶管施工从考虑人员在管道内施工作业考虑，管径一般在0.8m以上，有钢管和水泥管两种管型，市政排污管多用水泥管，自来水和煤气管道多用钢管。

二、顶管施工技术简介

1、顶管施工技术的定义

顶管施工技术即非开挖地下铺设管道技术。是在不开挖地表的情况下，利用液压顶进工作站从顶进工作坑将要铺设的管道顶入，是一种在顶管机之后直接铺设管道的非开挖地下的施工技术。

2、顶管施工技术的原理

顶管施工技术是一种借助于主顶油缸及管道间、中继间等推力，把工具管或顶管机从工作坑内穿过土层一直推进到接收坑内吊起，与此同时，把紧随工具管或顶管机后的管道随顶管机同时推进埋设在两坑之间。

3、顶管施工技术与开槽埋管相比的优缺点

(1)优点:顶管施工只有工作坑和接收坑，开挖土方少，施工安全性较高，对周围环境影响较小；在顶进施工过程中，开挖的土方比开槽施工的挖土量少很多；且施工作业任务少；在工程进度紧的情况下，其工期短，且对周围环境影响小。因此在覆土深度大的情况下比开槽埋管更经济。
(2)缺点：顶管施工如遇到曲率半径小且多种曲线组合在一起时，给施工顺利进行带来很大的难度，当施工遇到软土层时容易发生偏差，而且纠偏困难，使管道容易产生不均匀沉降，如果覆土浅时不如开槽埋管其经济效益高。

三、顶管施工技术的主要施工技术措施

1、泥浆减阻。用泥浆减阻是长距离顶管减少摩阻力的重要环节之一 。在顶管施工前，先用水润湿混凝土管材，然后用黄油或机油外涂。在顶管施工过程中，如源于：科技论文写作www.7ctime.com
果注入的润滑泥浆在管子的形成一个比较完整的浆套，则其减磨效果将是十分令人满意的，补浆管一般布置于中继环后面第二节管段及中断环与工具头及后座中间的位置，注浆孔按120度设置。顶进结束，对已形成的泥浆套的浆液进行置换，置换浆液为水泥砂浆并掺入适量的粉煤灰，在管内用单螺杆泵压住。压浆体凝结后(一般为24h)拆除管路换上封盖，将孔口用环氧水泥封堵抹平。润滑泥浆用压浆泵通过总管、支管、球阀、管节上的预留注浆孔压到管子与外管土体之间，包住下班钢夹砂管。
2、偏心破碎顶进技术。施工开始时顶进工具头(进洞)，由千斤顶顶进，当顶进n节工具头已经穿过火炬路，工具头位置在公路边坡挡墙下。顶进第n+l节管开始，顶进系统排浆出现碎石，有堵管现象发生，排浆泵可听到石子与叶片撞击声，清理堵管管道和从泥浆沉淀池中捞碴可见碎石(花岗岩)，棱角分明，此时千斤顶油泵油压表明显增大。若顶进第n+2节时，排浆泵被碎石卡住，则不能正常工作。为了防止继续发生碎石堵管、堵泵而损坏设备，可制作两个“碎石拦截箱”，分别安装在工具头后和排浆泵前，利用它拦截排浆管排出的碎石，同时采用膨润土造浆、循环泥浆出碴和减缓顶速的方法，防止堵管和损坏设备。
从顶进第n+3节开始，时有堵管、堵泵现象发生，油泵油压明显增大，工具头内的排浆管路被堵塞，通过正反转、加大泥浆比重、循环泥浆等方法，工具头才重新启动、工作。碎石对工具头格栅磨损严重，导致格栅脱落，必须对其维修、加固。对工具头脱落的格栅重新制作安装后，对其余格栅进行加固，由于加固后的格栅能够很好地解决碎石问题，保持顶力顶进，顶管施工最终顺利完成施工任务。

四、顶管施工的工艺

1、顶管井的设计。顶管井分工作井与接收井两种，顶管井的建造结构有很多种类，一般使用钢筋混凝土结构。工作井的结构形式通常有单孔井和单排孔井。前者形状有圆形、正方形、矩形等，后者则大多为矩形，它们的结构受力性能由高至低依次为圆形一正方形一矩形。结构布置时，可在井内设置内支撑，改善结构受力。在建造过程中，工作井按双向顶进设计，与接收井间隔布置，间距与设计检查井间距一致，施工完毕，在工作井和接收井的位置上按设计要求做检查井。
2、顶管施工工序。①穿墙：打开穿墙闷板将工具管顶出井外，并安装穿墙止水装置，主要技术施工措施如下：a.穿墙管内填夯压密实的纸筋粘土或低强度水泥粘土拌和土，以起到临时性阻水挡土作用；b.为确保穿墙孔外侧一定范围内土体基本稳定并有足够强度，工作井工具管穿墙前，对穿墙管外侧采取注浆固结措施；c.穿墙前对可能出现的问题进行分析并制定相应处理措施；②顶管出洞：顶管出洞是顶管作业中一个很值得注意的问题，顶管出洞，即顶管机和第一节管子从工作井中破出洞口封门进入土中。开始正常顶管前的过程，是顶管技术中的关键工序，也是容易发生事故的工序。为防止管线出现偏斜，应采取工具管调零，在工具管下的井壁上加设支撑，若发现下跌立即用主顶油缸进行纠偏，工具管出洞前预先设定一个初始角弥补下跌等措施。③注浆减阻：在顶管施工中还有一个重要的技术措施就是通过压注触变泥浆填充管道周围的空隙，形成一道泥浆保护套，起到支撑地层，减少地面沉降，减少顶进阻力的作用。在施工中，首先对顶管机头尾部压浆，并要与顶进工作同步，然后在中续间和混凝土管道的适当位置进行跟踪补浆，以补充在顶进中的泥浆损失。注浆工序一般多应用于长距离顶管施工中。
总结
顶管施工技术随着城市建设步伐的加快已越来越普及，它的应用的领域也更加广泛，其有效应用于应给水、排水、煤气、动力电缆等管道的施工工程中。随着我国经济的发展，工程建设的不断加大，以及对该技术的深入研究，顶管施工技术将会得到更大的发展空间和更广的领域。
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