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摘要：给排水工程是是市政工程中一个非常重要的系统工程，在城市建设中起着重要作用。随着地下工程建设的日益发展，对给排水工程的施工要求也越来越高。顶管技术凭借其噪音小、施工场地小以及对环境影响小的特点在市政给排水工程中得到了广泛的应用。本文通过对顶管技术应用的分析，进一步对其有所了解。
关键词：市政，给排水，顶管技术
我国人口众多，并呈现密集分布的态势，这也使得城市建筑物有着非常高的密集度，所以，对于市政给排水施工的难度也相应较大。顶管技术作为目前市政给排水工程中应用较为广泛的一项技术，具有噪音小、施工场地小以及对周围环境影响小的特点。通过顶管技术使管道埋没施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等难题得到彻底解决，对土层的稳定和环境的保护有着非常明显的优势。这对当前人口密集、交通繁忙、地下管线复杂、地面建筑物众多的城市生活是极其重要的，它为人们营造了一个舒适、美好和洁净的城市环境。
一、顶管技术
1、顶管技术的工作原理
在市政给排水工程中，顶管技术是一项非开挖掘进式管道铺设施工技术，其主要施工原理是按设计的方案在管道的沿线设置工作井和接收井，并且在工作井内有坚固的后座设置，把油压千斤顶和要顶进的钢管或混凝土管吊入，将泥浆管、油管、照明等管线接好，再利用油压千斤顶缓慢地顶进，在管节周围利用压浆系统形成泥浆套，在泥浆套中管道可以滑行，在利用激光经纬仪对顶进过程中顶管的方向进行测量，与此同时，顶进、排土、调整要同步进行，一直到钢管或混凝土管被顶进接收井内。
2、顶管技术的工艺流程
在市政给排水施工中，顶管技术的主要施工流程是：前期施工准备、测量放样以及复核、工作井施工、搅拌桩施工、准备工作井上下设备安装、吊装工具头下井、调试全套设备、穿墙顶进工具头、对管道的后续吊放、管道顶进和测量控制及纠偏、外运管道排泥和废泥浆、吊放就位下—管节、下段顶管顶进、贯通管道及工具头回收、闭水试验、竣工验收及清场。
二、在市政给排水工程中顶管技术的应用
1、工作坑的相关施工
顶管工作坑的选用位置，要能够对出土、排水以及运输等提供方便，同时可以使地上与地下建筑物、构筑物保护和安全生产措施很方便的得到实行；由方木、型钢或钢板等组装完成装配式后背墙；封闭式模框架是由工作坑形成的，在矩形工作坑的四角需要设置有斜支撑。顶管井分为两种，分别是工作井和接收井，而其建造结构有很多种类，通常使用的是钢筋混凝土结构。
2、安装设备
（1）导轨的制作要选用钢质材料，对导轨的安装，要保证平行、牢固、等高、顺直，使纵坡与管道设计坡度保持一致。在使用过程中，为避免导轨移位，要对导轨经常核查校核。
（2）安装千斤顶时要在支架上固定，同时和管道中心的垂线相对称，合力的作用点在管道中心线的垂线上。
（3）油泵要与千斤顶相匹配，并有备用油泵的设置；在完成安装后先试运转。如果油压在顶进过程中突然增高，要将顶进马上停止，找出原因解决后才可以继续顶进。
（4）分块拼装式顶铁的刚度要足够大，并垂直于相邻面。顶铁安装后，其轴线要和管道轴线保持平行、对称；不能使顶铁和导轨的接触面上有油污、泥土；在顶铁更换时，保证其没有异常现象。
3、施工中的顶进
通常采用手掘式顶进管理，使地下水位下降，直到超过管底以下0．5米的位置，同时通过相关措施的实施，避免顶管管道中有其它水源的进入。在检查、试运转全部设备并且合格后才可以开始顶进。顶进一般程序是：顶铁安装，油泵开动，使顶镐活塞伸出一个行程后，将油泵关闭，停止运行顶镐，收缩活塞，将顶铁加在空隙处，再将油泵打开，这样进行循环操作。在工具管与土层接触或切入后，进行从上到下的分层开挖。要根据具体的施工情况对管前超挖进行确定，对其安全保护措施进行制定。在稳定土层中，可以超挖且正常顶进时，在管下部135度范围内不可以超挖，同时不能超过15毫米的超挖量。
4、校正顶进偏差
在顶进过程中发现管位偏差10毫米左右，要立刻进行偏差校正。要缓慢进行纠偏校正，可以逐渐复位管子，千万不要猛纠硬调。纠偏是通过设置在后部的纠偏千斤顶组，将机头端面的方向改变，使偏离设计轴线的机头沿着设计轴线顶进，使偏差减小。在高程和方向同时出现偏差时，则需要先对偏差较大的一边进行纠正。在顶进中纠偏工作最好是分级逐步以小角度进行，做到勤调微纠。在顶管机头出现旋转偏差时，可以通过在管内相反的方向放置压重块，或者是在中间站设置旋转纠正力矩等方法进行纠正。
5、施工中洞口止水方法
通常将工作井的预留洞口设置的比管节外径稍微大一些，以保证管子可以从工作井内顺利的出洞，而在顶进时，则需要实施有效的措施，将此间隙封闭。洞口止水方法就是常用的间隙封闭方法，具体就是在制作沉井的时候，预先埋置一个10毫米厚的钢法兰在洞口，同时将螺栓焊接在钢法兰上，再安装厚为16毫米的橡胶法兰，使用厚度为10毫米的钢压板将其压紧，可以有效的防止工作井内流入地下水和泥砂，同时可以回收橡胶法兰和压板，其有很好的效果。
在顶管施工中，进出洞是一道非常重要的工序，这是由于掘进机在穿墙之后，其方向是否准确会对以后控制管道的方向和井内管节的拼装工作有着极大影响。首先，要避免穿墙时井外的泥水大量涌入井内，严格防止塌方和流沙问题的出现，那么就要在工作井边一定的距离范围内以管子顶进的方向为参考，改良、加固整个土体，通过井点降水措施的实施，使这部分土体的强度得以提高，避免在掘进机出洞时发生塌方；其次，要保证顶进方向的准确性，使管道不会偏离轴线。
6、对地面沉降或隆起的防治
如果开挖端面的取土过多或过少，则会使地面出现的沉降或隆起的问题。为了防止这种问题给施工带来不良影响，可以通过采取一定的措施进行避免：（1）控制好压浆时的压力，使其对“泥浆套”以上土体的压力有很好的平衡作用；（2）对管道接口的密封质量严格控制，避免渗漏；（3）在离地面不到15m，埋藏某些管节铰浅的位置，可以通过对沿管线局部压钢板、加载上堆砂包的实施，解决该问题的出现。
总结：
顶管技术施工过程可以说是一个比较复杂的力学过程，它对流体力学、材料力学、弹塑性力学、岩土力学等诸多学科都有所涉及。顶管技术能够以最小的破坏性以及最大的环境保护，在不稳定及饱和的土层中使市政给排水网管的难题得到解决，顶管技术对各种复杂的城市地形都比较适用，对我国城市建设的进一步发展起着重要作用。
参考资料：
[1]周森军.浅析市政给排水施工中顶管技术的应用[J].城市建设理论研究,2011,(10)
[2]杨勤.顶管技术在城市给排水管道建设中的应用[J].水利工程建筑,2009
[3]王长洪.市政给排水工程中顶管技术的应用[J].黑龙江科技信息,2011,(14)
关键词：市政，给排水，顶管技术
我国人口众多，并呈现密集分布的态势，这也使得城市建筑物有着非常高的密集度，所以，对于市政给排水施工的难度也相应较大。顶管技术作为目前市政给排水工程中应用较为广泛的一项技术，具有噪音小、施工场地小以及对周围环境影响小的特点。通过顶管技术使管道埋没施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等难题得到彻底解决，对土层的稳定和环境的保护有着非常明显的优势。这对当前人口密集、交通繁忙、地下管线复杂、地面建筑物众多的城市生活是极其重要的，它为人们营造了一个舒适、美好和洁净的城市环境。
一、顶管技术
1、顶管技术的工作原理
在市政给排水工程中，顶管技术是一项非开挖掘进式管道铺设施工技术，其主要施工原理是按设计的方案在管道的沿线设置工作井和接收井，并且在工作井内有坚固的后座设置，把油压千斤顶和要顶进的钢管或混凝土管吊入，将泥浆管、油管、照明等管线接好，再利用油压千斤顶缓慢地顶进，在管节周围利用压浆系统形成泥浆套，在泥浆套中管道可以滑行，在利用激光经纬仪对顶进过程中顶管的方向进行测量，与此同时，顶进、排土、调整要同步进行，一直到钢管或混凝土管被顶进接收井内。
2、顶管技术的工艺流程
在市政给排水施工中，顶管技术的主要施工流程是：前期施工准备、测量放样以及复核、工作井施工、搅拌桩施工、准备工作井上下设备安装、吊装工具头下井、调试全套设备、穿墙顶进工具头、对管道的后续吊放、管道顶进和测量控制及纠偏、外运管道排泥和废泥浆、吊放就位下—管节、下段顶管顶进、贯通管道及工具头回收、闭水试验、竣工验收及清场。
二、在市政给排水工程中顶管技术的应用
1、工作坑的相关施工
顶管工作坑的选用位置，要能够对出土、排水以及运输等提供方便，同时可以使地上与地下建筑物、构筑物保护和安全生产措施很方便的得到实行；由方木、型钢或钢板等组装完成装配式后背墙；封闭式模框架是由工作坑形成的，在矩形工作坑的四角需要设置有斜支撑。顶管井分为两种，分别是工作井和接收井，而其建造结构有很多种类，通常使用的是钢筋混凝土结构。
2、安装设备
（1）导轨的制作要选用钢质材料，对导轨的安装，要保证平行、牢固、等高、顺直，使纵坡与管道设计坡度保持一致。在使用过程中，为避免导轨移位，要对导轨经常核查校核。
（2）安装千斤顶时要在支架上固定，同时和管道中心的垂线相对称，合力的作用点在管道中心线的垂线上。
（3）油泵要与千斤顶相匹配，并有备用油泵的设置；在完成安装后先试运转。如果油压在顶进过程中突然增高，要将顶进马上停止，找出原因解决后才可以继续顶进。
（4）分块拼装式顶铁的刚度要足够大，并垂直于相邻面。顶铁安装后，其轴线要和管道轴线保持平行、对称；不能使顶铁和导轨的接触面上有油污、泥土；在顶铁更换时，保证其没有异常现象。
3、施工中的顶进
通常采用手掘式顶进管理，使地下水位下降，直到超过管底以下0．5米的位置，同时通过相关措施的实施，避免顶管管道中有其它水源的进入。在检查、试运转全部设备并且合格后才可以开始顶进。顶进一般程序是：顶铁安装，油泵开动，使顶镐活塞伸出一个行程后，将油泵关闭，停止运行顶镐，收缩活塞，将顶铁加在空隙处，再将油泵打开，这样进行循环操作。在工具管与土层接触或切入后，进行从上到下的分层开挖。要根据具体的施工情况对管前超挖进行确定，对其安全保护措施进行制定。在稳定土层中，可以超挖且正常顶进时，在管下部135度范围内不可以超挖，同时不能超过15毫米的超挖量。
4、校正顶进偏差
在顶进过程中发现管位偏差10毫米左右，要立刻进行偏差校正。要缓慢进行纠偏校正，可以逐渐复位管子，千万不要猛纠硬调。纠偏是通过设置在后部的纠偏千斤顶组，将机头端面的方向改变，使偏离设计轴线的机头沿着设计轴线顶进，使偏差减小。在高程和方向同时出现偏差时，则需要先对偏差较大的一边进行纠正。在顶进中纠偏工作最好是分级逐步以小角度进行，做到勤调微纠。在顶管机头出现旋转偏差时，可以通过在管内相反的方向放置压重块，或者是在中间站设置旋转纠正力矩等方法进行纠正。
5、施工中洞口止水方法
通常将工作井的预留洞口设置的比管节外径稍微大一些，以保证管子可以从工作井内顺利的出洞，而在顶进时，则需要实施有效的措施，将此间隙封闭。洞口止水方法就是常用的间隙封闭方法，具体就是在制作沉井的时候，预先埋置一个10毫米厚的钢法兰在洞口，同时将螺栓焊接在钢法兰上，再安装厚为16毫米的橡胶法兰，使用厚度为10毫米的钢压板将其压紧，可以有效的防止工作井内流入地下水和泥砂，同时可以回收橡胶法兰和压板，其有很好的效果。
在顶管施工中，进出洞是一道非常重要的工序，这是由于掘进机在穿墙之后，其方向是否准确会对以后控制管道的方向和井内管节的拼装工作有着极大影响。首先，要避免穿墙时井外的泥水大量涌入井内，严格防止塌方和流沙问题的出现，那么就要在工作井边一定的距离范围内以管子顶进的方向为参考，改良、加固整个土体，通过井点降水措施的实施，使这部分土体的强度得以提高，避免在掘进机出洞时发生塌方；其次，要保证顶进方向的准确性，使管道不会偏离轴线。
6、对地面沉降或隆起的防治
如果开挖端面的取土过多或过少，则会使地面出现的沉降或隆起的问题。为了防止这种问题给施工带来不良影响，可以通过采取一定的措施进行避免：（1）控制好压浆时的压力，使其对“泥浆套”以上土体的压力有很好的平衡作用；（2）对管道接口的密封质量严格控制，避免渗漏；（3）在离地面不到15m，埋藏某些管节铰浅的位置，可以通过对沿管线局部压钢板、加载上堆砂包的实施，解决该问题的出现。
总结：
顶管技术施工过程可以说是一个比较复杂的力学过程，它对流体力学、材料力学、弹塑性力学、岩土力学等诸多学科都有所涉及。顶管技术能够以最小的破坏性以及最大的环境保护，在不稳定及饱和的土层中使市政给排水网管的难题得到解决，顶管技术对各种复杂的城市地形都比较适用，对我国城市建设的进一步发展起着重要作用。
参考资料：
[1]周森军.浅析市政给排水施工中顶管技术的应用[J].城市建设理论研究,2011,(10)
[2]杨勤.顶管技术在城市给排水管道建设中的应用[J].水利工程建筑,2009
[3]王长洪.市政给排水工程中顶管技术的应用[J].黑龙江科技信息,2011,(14)