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【摘 要】 目前城市给排水系统的施工，主要采用顶管施工，可见该项施工工艺的成熟与否，关乎国家、人民的根本利益。本文主要围绕市政工程中的顶管施工的施工技术，在了解施工技术基本内容的基础上分析其存在的主要问题，并提出几点关于施工技术优化的方法。
【关键词】 市政工程；顶管；施工技术；优化策略
引言：
顶管技术是一种新型管道施工技术，其最大的优势在于施工中不会对周边环境造成影响，能够在降低施工成本、缩短施工工期的基础上保证工程的施工质量，因此受到了业界人士的广泛关注及认可。顶管技术的另一种说法便是非开挖管道敷设技术，通过将非开挖管道敷设技术与开挖敷设技术对比分析发现，顶管技术具有非常明显的优势，例如在实际操作过程中，施工人员对于面层不需要进行开挖也就能够将管线穿越各种建筑物或者公共设施，可以有效提高施工效率，降低施工的成本、占地小、利于交通疏导。
一、顶管施工原理
市政工程管道施工中，为了最大限度减少交通干扰或征地限制，不采用土方沟槽开挖的方式埋设管道，而在工作坑内，采用导轨、枕木及油压千斤顶产生动力，利用工作坑后背提供反作用力，推动混凝土管道向预定方向的土体切入，管道内的土由人工或小型机械挖除，由小车运至工作坑中，由提升设备垂直运至地面后再外运，当一根管道顶进长度满足接入第二根管道时，再将第二根管道导入工作坑中，依次进行施工。
二、顶管施工技术准备工作
1、技术准备工作
先组织工程技术人员熟悉工程的施工特点及特殊工序要求以及甲方对本工程的工期质量要求；接着组织技术及管理人员现场勘察地形，地貌及地下障碍物的情况，然后测量及试验人员做好施工前的各项准备工作，检查验收场区的控制桩，并作好控制桩保护。
2、施工人员准备
选派具有丰富专业施工经验的技术、管理人员及施工队伍进场施工。
3、物资设备准备
顶管施工涉及到的主要物资为钢筋混凝土管，而顶管施工的关键之一，便是钢筋混凝土管的质量及细部构造是否按要求完好，如：主要管材是否采用钢承口管，接口是否已经处理好，管口尺寸是否严格按要求；管材进场时，材料员要严格按照有关规范对管材做现场检查验收，必要时，实验人员对管材的相关指标要进行试验；对于成套管材，要按有关规范对管材作现场检查验收，如发现不合格品坚决予以退回。施工前再次检查接口尺寸，橡胶圈和衬垫板的外观和质地，确认合格后方可使用。接管前要将橡胶圈和垫衬板用硅胶牢牢粘在管材上，保证接管时橡胶圈不移位，不反转，不露出管外。而设备主要是：渣土提升设备（电葫芦等）、顶进设备（千斤顶等）、导轨等；为了保证工程有序的进行，同时不占用较多资金，根据施工的先后顺序编制可行的材料、机械设备进场计划。材料采购计划按照工程量清单及施工顺序实施。
三、管道顶进的具体操作
顶管施工工艺流程见下图：
施工准备→进场→工作坑→提升设备安装→后背→导轨安装→顶进设备安装→开洞门及封闭环安装→顶进→接口→检查井→闭水试验→交工
1、工作坑施工
工作坑施工的主要控制点为：井中坐标点测量放线、管底高程控制、工作坑开挖时的安全支护及顶管后背的制作和导轨的制作与安装，其中要注意的是：
a、井中坐标测量放好线后，如工作坑是在原有路面上开挖，刚要根据测量放线确定的井边线，先用道路切割机切开沥青面层和水稳基层，再用破碎锤破除，后垃圾外运，不可强行挖除原有路面，这样既破坏了原路面的完整性，也使路面井边沿呈不规则破碎形状，为以后施工留下安全隐患，也不利于顶管完成后路面恢复。
b、工作坑土方开挖：一般土质条件下：工作坑开挖深度在5米以内，放坡坡度按1：25考虑，实施模板圆木疏支撑；深度大于5米时，应留置二台，二台宽度不得小于1米，二台以上按1：0.5放坡，设疏支撑；二台以下按1：0.33放坡，设密支撑。如土质条件较差、或工作井利用时间较长时，可在工作坑周围喷射水泥砂浆或进行钢筋挂网或插锚杆的方式，使工作坑四周土体稳固。
2、顶管后背制作及导轨安装
顶管后背是顶管时，产生反作用力之处，要求其有一定强度及刚度，以我工作经验，较经济的方式为：采用双排32工字钢和2cm厚钢板，后背面积为3m×1.5m，第一排工字钢竖向紧贴竖井壁放置，第二排工字钢横向放置，最外放置钢板，各排之间适当点焊。后背井壁应铲修平整，并使壁面与管道顶进方向垂直。这种设置最大可进行?2.2m管道顶进，如果是更大的管径施工，需重新进行计算，确定后背设置。工作坑底设置安装导轨的预埋枕木，并露出砼面10～15cm，或者竖井底用预埋件固定导轨。
导轨安装是一项关键工序，其位置准确与否与轨道高程的精度直接影响管子的顶进质量。一般选用重型钢轨作导轨，保证其有足够的刚度和强度。两导轨应平行且等高。安装后的导轨顺直、平行、等高、牢固，其纵向坡度与管道设计坡度一致。导轨坡度按设计要求，安装后的导轨应牢固，不得在使用过程中产生位移或过大变形。
3、顶进设备安装
应严格控制顶进设备安装精度，这直接关系到管道顶进的精度，其中应注意：a、顶稿的高度：顶镐安装应确保其着力中心位于管道总高的四分之一左右处，且不小于组装后背高度的l/3，并与管道中心线在同一垂直面上b、顶镐的平面位置：使用一台顶镐时，顶镐中心应与管道中心线一致，使用两台顶镐，各顶镐中心应与管道中心线对称，即其合力方向应与管道、中线一致，且各顶镐的油管应并联在一起。安装后的顶铁轴线应与管道平行、对称，项铁、导轨与项铁接触的一面不得有泥土、油污。
4、管道顶进
a.第一节管下到导轨上后，应测量管子的中线及前后端的管底高程，确认合格后方可顶进。第一节管子作为工具管，其顶进方向的准确度是保证整段顶管质量的关键。因此要求每顶进0.3M则对管道的中心和高程均测量检查一次，在正常顶进中，每顶进0.5～1m则进行测量检测一次。 b.中心线测量一般根据工作坑内设置的中心桩挂设线绳，用特制中心尺进行检查，高程测量则用水准仪和特制的高程尺进行检查，工作坑内应提前设制一个固定的水准点，以便测量高程时相互闭合。
c.顶铁安装及使用要求：顶铁应无歪斜扭曲现象，安装必须直顺，每次退镐时，应换用可能安放的最长顶铁，始终保持连接的顶铁数目为最少。
d.顶进昼夜两班不停进行，充分发挥机械的效率，同时防止由于中途停止.摩擦力增加，造成顶进困难，但在顶进进程中遇到下列情况之时，则应停止顶进，并迅速采取措施处理完善后顶进。
①顶管前方发生塌方或遇到障碍；
②后背倾斜或严重变形；
③顶铁发现有扭曲现象；
④管位偏差较大，而且校正无效；
⑤顶力较大超出计算顶力，超过管口准许顶力。
e.顶进每班均应填写施工记录，施工记录应包括顶进长度、顶力数值、管位偏差校正情况、土质水位变化及出现的问题和注意事项。交接班时，应用施工记录以文字进行交接。
f.如果为了减小顶进阻力，采用触变泥浆减阻。进行注浆时压力控制在0.15MPa以内，本工程触变泥浆应浓稠些，在顶进时将空隙充满以免塌方，严格控制超挖量，采取“少顶、勤顶、随顶随挖”的作业方法，在过水渠、公路时严禁超挖。
5、土方开挖
1.人工挖土时，管前挖土一般应在管内操作，以确保安全，土质容易塌方时必须随挖随顶，顶镐及出土工作人员的操作，均应听从挖土人员的指挥不得擅自蛮干，开挖出的土方留足井周回填外其余全部运走。
2.管前挖土是保证顶管质量及管上建筑安全的关键，挖土应遵循下列规则：
a、一般顶管地段，如果土质良好，可超越管端30～50cm；
b、在不允许土质下沉的顶管地段，管子周围一律不得超挖；
c、在一般顶管地段，管外皮上顶允许超挖1.5cm，但下面135度范围内不得超挖。
6、接口
a.采用p.o42.5普通硅酸盐水泥，二级石棉绒，二级以上油麻进行抹口处理，做法：专用橡胶圈顶紧管口后，管内口出现0.8-1cm环形管缝，首先向管缝内塞一层油麻丝，再用1：3：7石棉水泥打口至管内底下0.5cm，最后用1：2.5水泥砂浆填满，再沿管缝环形内壁抹带20cm宽。
b.质量要求：打口应采用专用工具分层楔实，不得出现空鼓、松散等现象；水泥砂浆抹带应分层进行，表面光滑、坚实。
c.用喷雾器洒水养护7天，每日洒水两次。
d.当气温降至0℃以下，应做好防冻措施。水泥砂浆抹带时，加入适量的防冻剂或将搅拌用水加热等方法来保证水泥砂浆终凝前不受冻。施工完成后、夜间应用塑料和棉毡将管口封严实，防止冷风灌入。
7、以上工序完成后，进行的雨污水检查井施工及地面恢复此处不再多述。
四、结束语
顶管施工技术涉及相当广泛而且复杂，与很多力学科目紧紧相关，如材料力学、岩土力学以及弹塑性力学等诸多学科。因此在施工前必须要根据实际施工环境进行测量、观察和计算，必须保证数据的严谨性和合理性；同时先进的机械设备也必不可少，二者结合才是对施工质量的保证。尤其在市政工程中，顶管的设计极为重要，针对深覆土的大管径管道以及在交通密集的道路工程施工中顶管的设计必须要严格符合标准。
参考文献：
[1]苏晓波.浅谈市政工程施工技术优化策略[J].门窗.2014（06）：66.
[2]侯克思；周潮.市政工程施工技术优化策略[J].建材世界.2014（03）：101-102.
[3]刘凤华.市政工程施工技术的优化策略[J].中外企业家.2014（05）：98.
【关键词】 市政工程；顶管；施工技术；优化策略
引言：
顶管技术是一种新型管道施工技术，其最大的优势在于施工中不会对周边环境造成影响，能够在降低施工成本、缩短施工工期的基础上保证工程的施工质量，因此受到了业界人士的广泛关注及认可。顶管技术的另一种说法便是非开挖管道敷设技术，通过将非开挖管道敷设技术与开挖敷设技术对比分析发现，顶管技术具有非常明显的优势，例如在实际操作过程中，施工人员对于面层不需要进行开挖也就能够将管线穿越各种建筑物或者公共设施，可以有效提高施工效率，降低施工的成本、占地小、利于交通疏导。
一、顶管施工原理
市政工程管道施工中，为了最大限度减少交通干扰或征地限制，不采用土方沟槽开挖的方式埋设管道，而在工作坑内，采用导轨、枕木及油压千斤顶产生动力，利用工作坑后背提供反作用力，推动混凝土管道向预定方向的土体切入，管道内的土由人工或小型机械挖除，由小车运至工作坑中，由提升设备垂直运至地面后再外运，当一根管道顶进长度满足接入第二根管道时，再将第二根管道导入工作坑中，依次进行施工。
二、顶管施工技术准备工作
1、技术准备工作
先组织工程技术人员熟悉工程的施工特点及特殊工序要求以及甲方对本工程的工期质量要求；接着组织技术及管理人员现场勘察地形，地貌及地下障碍物的情况，然后测量及试验人员做好施工前的各项准备工作，检查验收场区的控制桩，并作好控制桩保护。
2、施工人员准备
选派具有丰富专业施工经验的技术、管理人员及施工队伍进场施工。
3、物资设备准备
顶管施工涉及到的主要物资为钢筋混凝土管，而顶管施工的关键之一，便是钢筋混凝土管的质量及细部构造是否按要求完好，如：主要管材是否采用钢承口管，接口是否已经处理好，管口尺寸是否严格按要求；管材进场时，材料员要严格按照有关规范对管材做现场检查验收，必要时，实验人员对管材的相关指标要进行试验；对于成套管材，要按有关规范对管材作现场检查验收，如发现不合格品坚决予以退回。施工前再次检查接口尺寸，橡胶圈和衬垫板的外观和质地，确认合格后方可使用。接管前要将橡胶圈和垫衬板用硅胶牢牢粘在管材上，保证接管时橡胶圈不移位，不反转，不露出管外。而设备主要是：渣土提升设备（电葫芦等）、顶进设备（千斤顶等）、导轨等；为了保证工程有序的进行，同时不占用较多资金，根据施工的先后顺序编制可行的材料、机械设备进场计划。材料采购计划按照工程量清单及施工顺序实施。
三、管道顶进的具体操作
顶管施工工艺流程见下图：
施工准备→进场→工作坑→提升设备安装→后背→导轨安装→顶进设备安装→开洞门及封闭环安装→顶进→接口→检查井→闭水试验→交工
1、工作坑施工
工作坑施工的主要控制点为：井中坐标点测量放线、管底高程控制、工作坑开挖时的安全支护及顶管后背的制作和导轨的制作与安装，其中要注意的是：
a、井中坐标测量放好线后，如工作坑是在原有路面上开挖，刚要根据测量放线确定的井边线，先用道路切割机切开沥青面层和水稳基层，再用破碎锤破除，后垃圾外运，不可强行挖除原有路面，这样既破坏了原路面的完整性，也使路面井边沿呈不规则破碎形状，为以后施工留下安全隐患，也不利于顶管完成后路面恢复。
b、工作坑土方开挖：一般土质条件下：工作坑开挖深度在5米以内，放坡坡度按1：25考虑，实施模板圆木疏支撑；深度大于5米时，应留置二台，二台宽度不得小于1米，二台以上按1：0.5放坡，设疏支撑；二台以下按1：0.33放坡，设密支撑。如土质条件较差、或工作井利用时间较长时，可在工作坑周围喷射水泥砂浆或进行钢筋挂网或插锚杆的方式，使工作坑四周土体稳固。
2、顶管后背制作及导轨安装
顶管后背是顶管时，产生反作用力之处，要求其有一定强度及刚度，以我工作经验，较经济的方式为：采用双排32工字钢和2cm厚钢板，后背面积为3m×1.5m，第一排工字钢竖向紧贴竖井壁放置，第二排工字钢横向放置，最外放置钢板，各排之间适当点焊。后背井壁应铲修平整，并使壁面与管道顶进方向垂直。这种设置最大可进行?2.2m管道顶进，如果是更大的管径施工，需重新进行计算，确定后背设置。工作坑底设置安装导轨的预埋枕木，并露出砼面10～15cm，或者竖井底用预埋件固定导轨。
导轨安装是一项关键工序，其位置准确与否与轨道高程的精度直接影响管子的顶进质量。一般选用重型钢轨作导轨，保证其有足够的刚度和强度。两导轨应平行且等高。安装后的导轨顺直、平行、等高、牢固，其纵向坡度与管道设计坡度一致。导轨坡度按设计要求，安装后的导轨应牢固，不得在使用过程中产生位移或过大变形。
3、顶进设备安装
应严格控制顶进设备安装精度，这直接关系到管道顶进的精度，其中应注意：a、顶稿的高度：顶镐安装应确保其着力中心位于管道总高的四分之一左右处，且不小于组装后背高度的l/3，并与管道中心线在同一垂直面上b、顶镐的平面位置：使用一台顶镐时，顶镐中心应与管道中心线一致，使用两台顶镐，各顶镐中心应与管道中心线对称，即其合力方向应与管道、中线一致，且各顶镐的油管应并联在一起。安装后的顶铁轴线应与管道平行、对称，项铁、导轨与项铁接触的一面不得有泥土、油污。
4、管道顶进
a.第一节管下到导轨上后，应测量管子的中线及前后端的管底高程，确认合格后方可顶进。第一节管子作为工具管，其顶进方向的准确度是保证整段顶管质量的关键。因此要求每顶进0.3M则对管道的中心和高程均测量检查一次，在正常顶进中，每顶进0.5～1m则进行测量检测一次。 b.中心线测量一般根据工作坑内设置的中心桩挂设线绳，用特制中心尺进行检查，高程测量则用水准仪和特制的高程尺进行检查，工作坑内应提前设制一个固定的水准点，以便测量高程时相互闭合。
c.顶铁安装及使用要求：顶铁应无歪斜扭曲现象，安装必须直顺，每次退镐时，应换用可能安放的最长顶铁，始终保持连接的顶铁数目为最少。
d.顶进昼夜两班不停进行，充分发挥机械的效率，同时防止由于中途停止.摩擦力增加，造成顶进困难，但在顶进进程中遇到下列情况之时，则应停止顶进，并迅速采取措施处理完善后顶进。
①顶管前方发生塌方或遇到障碍；
②后背倾斜或严重变形；
③顶铁发现有扭曲现象；
④管位偏差较大，而且校正无效；
⑤顶力较大超出计算顶力，超过管口准许顶力。
e.顶进每班均应填写施工记录，施工记录应包括顶进长度、顶力数值、管位偏差校正情况、土质水位变化及出现的问题和注意事项。交接班时，应用施工记录以文字进行交接。
f.如果为了减小顶进阻力，采用触变泥浆减阻。进行注浆时压力控制在0.15MPa以内，本工程触变泥浆应浓稠些，在顶进时将空隙充满以免塌方，严格控制超挖量，采取“少顶、勤顶、随顶随挖”的作业方法，在过水渠、公路时严禁超挖。
5、土方开挖
1.人工挖土时，管前挖土一般应在管内操作，以确保安全，土质容易塌方时必须随挖随顶，顶镐及出土工作人员的操作，均应听从挖土人员的指挥不得擅自蛮干，开挖出的土方留足井周回填外其余全部运走。
2.管前挖土是保证顶管质量及管上建筑安全的关键，挖土应遵循下列规则：
a、一般顶管地段，如果土质良好，可超越管端30～50cm；
b、在不允许土质下沉的顶管地段，管子周围一律不得超挖；
c、在一般顶管地段，管外皮上顶允许超挖1.5cm，但下面135度范围内不得超挖。
6、接口
a.采用p.o42.5普通硅酸盐水泥，二级石棉绒，二级以上油麻进行抹口处理，做法：专用橡胶圈顶紧管口后，管内口出现0.8-1cm环形管缝，首先向管缝内塞一层油麻丝，再用1：3：7石棉水泥打口至管内底下0.5cm，最后用1：2.5水泥砂浆填满，再沿管缝环形内壁抹带20cm宽。
b.质量要求：打口应采用专用工具分层楔实，不得出现空鼓、松散等现象；水泥砂浆抹带应分层进行，表面光滑、坚实。
c.用喷雾器洒水养护7天，每日洒水两次。
d.当气温降至0℃以下，应做好防冻措施。水泥砂浆抹带时，加入适量的防冻剂或将搅拌用水加热等方法来保证水泥砂浆终凝前不受冻。施工完成后、夜间应用塑料和棉毡将管口封严实，防止冷风灌入。
7、以上工序完成后，进行的雨污水检查井施工及地面恢复此处不再多述。
四、结束语
顶管施工技术涉及相当广泛而且复杂，与很多力学科目紧紧相关，如材料力学、岩土力学以及弹塑性力学等诸多学科。因此在施工前必须要根据实际施工环境进行测量、观察和计算，必须保证数据的严谨性和合理性；同时先进的机械设备也必不可少，二者结合才是对施工质量的保证。尤其在市政工程中，顶管的设计极为重要，针对深覆土的大管径管道以及在交通密集的道路工程施工中顶管的设计必须要严格符合标准。
参考文献：
[1]苏晓波.浅谈市政工程施工技术优化策略[J].门窗.2014（06）：66.
[2]侯克思；周潮.市政工程施工技术优化策略[J].建材世界.2014（03）：101-102.
[3]刘凤华.市政工程施工技术的优化策略[J].中外企业家.2014（05）：98.