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摘 要：顶管施工技术是非开挖施工技术之一，在市政道路排水工程中得到了广泛的应用。而且随着技术的进步顶管施工材料和设备得到了一定的改善，施工工艺也是层出不穷。文章中简要介绍了顶管施工技术的工作原理，详细阐述了其施工工艺和在市政排水工程中的应用。以期冀对从事市政工程的施工技术人员带来参考和借鉴。
关键词：顶管施工技术；市政工程；应用
引 言
近些年，在城市不断发展和技术进步的同时，顶管施工技术在技术、顶管设备、施工工艺上都取得了很大进步，并且其使用范围也在不断扩大。较以前相比，顶管施工技术的施工管径增大了，推进距离也加长了。此外，在顶管施工技术中自动化技术也有所体现，排水管顶管的数显系统不仅可以自动修正和测量，还可以计算顶进速度和承受压力，在很大程度上提高了顶管施工的安全度。
1 污水管顶管施工技术简述
1.1 顶管施工技术
顶管施工技术是一种非开挖施工技术，不需要开挖面层，其具有施工安全性能好、施工场地小、施工速度快、施工对周边环境影响较小等特点，被广泛应用于市政道路污水施工中。但是，它也存在一部分缺点，例如工程造价高、施工周期长等。顶管的施工工艺具有多样性，其施工技术的发展已趋于成熟。
1.1.1 工作原理
顶管施工技术属于非开挖技术，可以在不开挖路面的条件下进行施工，主要施工方式是在路面垂直上方挖一个工作井，将高压液千斤顶或钢制管道压进地下。污水管施工主要使用主顶油缸和管道间的中继站等动力源将其压入地质层，当污水管道随着顶管顶进设备进入到地层后方可开始顶管埋设。
1.1.2 顶管施工平衡理论
顶管施工的平衡理论分为三类，即气压平衡、泥水平衡和土压平衡。顶管施工中的核心问题就是施工技术的适用性。在实际施工中，需要按照施工区域地质、设计要求和施工的环境情况，选择顶管机、施工工艺和辅助设备，确保顶管施工的进度和质量。在顶管施工中使用的工具管与施工的质量有直接关系，因此在选择工具管时应保证材质和质量符合规定要求。目前，在顶管施工中通常使用钢管和混凝土管，其具有承受土体压力大、耐腐蚀性强的优点，保证了施工进度。
1.2 顶管施工要求及工艺
当前，在顶管施工中通常使用两种施工方式即开放型和密封型。其中，密封型与开放性相比更为常用，其施工工艺主要分为三种：即顶管泥水推进法、顶管土压式推进法和顶管泥浓式推进法。
1.2.1 顶管施工要求
在进行管道顶进施工前，首先要对所需设备进行统一检查，保证其在施工过程中的良好工作状态。为了方便顶管顶进，在顶管过程中可以采用触变泥浆施工法，即在管道顶进的过程中压入泥浆来减少顶管顶进的阻力。触变泥浆施工法采取先压浆后顶进，少量多次的原则。其要求为：选用L150型号的压浆泵，压浆压力需保证在0.1～0.2MPa的范围内，而且泥浆的质量配合比为水：碱：膨润土=1：0.02：0.4。顶进结束后用水泥浆置换泥浆固定顶管，进而保证顶管的稳定性。在整个顶管过程中，最重要的就是顶管顶出洞口的环节。此外，在穿墙管顶进过程中通常采用深层水泥搅拌法对穿墙管前方2m范围内的土体进行加固，以保证穿墙管能够顺利顶出。
1.2.2 顶管工艺及特点
（1）泥水式推进法此种工艺使用刀盘掘进机，以顶进速度平衡正面压力，以循环水平衡地下水压力。具有施工不间断和施工速度快，无需进行地基改良和降水处理，而且地表沉降不明显的特点。
（2）土压式推进法通常使用多刀或单刀盘土压平衡掘进机。此工艺通过在切削仓中注满混合材料来平衡正面土压力和地下水压力。在推进施工中不需要使用输送设备，不需要整理泥浆，节省了一部分施工设备费用。
（3）泥浓式推进法此技术中使用的二次注浆处理技术可以在很大程度上降低地层与设备之间的摩擦力，将顶管中的废弃物顺利排出，有效地提高了施工的效率，适合在长距离顶管推进施工中使用。此外，在处理地下土、砾石等废弃物时首先需要对其进行分类处理，然后再送到地表进行处理。泥浓式推进法适用于除岩石地质之外的全部地质，适用性极强。
2 排水工程顶管施工技术在市政排水中的应用
在排水工程顶管施工之前，应仔细勘测施工场地内部的全部地下管线，并做好详细记录。同时，还需要勘测施工所在地的地质条件，结合施工所在地的污水管顶管施工技术水平，设计合理的施工路线和施工工艺，在确保经济性的条件下，最大程度地提高施工进度和施工质量。由于顶管施工属于非开挖施工技术，应为其配备自动测量和纠偏的设备仪器，确保污水管顶管的施工精确度，保证设计线路和施工线路是完全相符的。为避免地面受到施工的影响而出现沉降现象，在施工中通常使用土压平衡式封闭型施工工艺。需要特别注意的是排水管穿顶管必须一次完成，同时为了将对地面的破坏降到最低，可以适当降低顶进的速度。
2.1 顶管顶进施工
工作井内设备安装完毕，经检查各部处于良好状态后，即可进行开挖和顶进。因顶管是两根平行管，为避免干扰，施工时先顶进一根，待完成后，再顶进另一根。首先将管子下到导轨上（导轨是由两道平行的钢轨构成，主要作用是使推进管在工作井中有一个稳定的导向，并使推进管沿该导向进入土体），就位以后，装好顶铁，检测管轴线和管底标高是否符合设计要求，合格后即可进行管前端挖土。
顶进利用千斤顶出镐，在后背墙能够满足顶管最大顶力而不动的情况下，将圆管向前顶进。顶进操作过程为：安装好顶铁挤牢，在管前端有一定长度后，启动油泵，千斤顶进油，活塞伸出一个工作行程，将管子推出一定距离。停止油泵，打开控制阀，千斤顶回油，活塞回缩。添加顶铁，重复上述操作，在顶管进至离井边还有50cm左右时，应立即卸管，进行下一节管子的安装。重新装好顶铁，重复上述操作。
2.2 测量与纠偏校正 2.2.1 顶管测量
顶管测量采用激光线测设法控制测量。将激光经纬仪（激光束导向）安装在工作井内，并按照管线设计的坡度和方向调整好，同时在管内装上标示牌，当顶进的管道与设计位置一致时，激光点即可射到标示牌中心，否则根据偏差量进行校正。全段顶完后，应在每个管节接口处测量其中心位置和高程，有错口时应测出错口的高差，以衡量全段的高程与纵坡，并保证高程与中心偏差应在允许值之内。此外，为满足管道光滑度要求，对错口处采用砂浆抹平。
2.2.2 纠偏校正
顶管偏差校正以预防为主，不能等到产生明显超差时再进行校正。通常情况下，应每1m测量一次，并相应的进行一次纠偏校核。顶进中若管位偏差10mm左右时，应进行校正，纠偏校正应缓缓进行，在顶进中采用小角度逐渐纠偏，使管子逐渐复位，不得猛纠硬调。具体纠偏可以采用挖土校正法、强制校正法和衬垫矫正法。
2.3 管道接口和管道裂缝的处理方法
排水管通常使用的是混凝土管，管道接头应保证对管道导向环的充分固定。一般接口处理方法为若顶管的管材为平型接口，顶管完毕后，对于管与管之间的缝隙，采用环氧泥砂浆压实填抹。如果管道顶进完成后的压力试验导致管道泄漏，应在管道内部安装一个密封环，然后还应进行接口的防水测试。在顶进过程中，管道因受力不均产生的裂缝，需进行处理。细微裂缝采用环氧砂浆进行填缝，明显裂缝采用掺有铝粉的砂浆填缝处理。
3 结 语
总之，随着城市建设的加速和人口的增加，城市的排水量也随之不断的增长，这就对排水管道施工技术提出了更高的要求。顶管施工是排水管施工中的一项重要环节，应做好施工前期的准备工作，调整好泥水平衡压力和管壁摩擦力，参考国内外成功案例与进步思想，不断改革顶管施工工艺。在确保施工质量和施工进度的基础上，尽量将成本降到最低。施工人员应学会在施工中总结成熟的施工经验，并不断进行创新，为排水管顶管技术发展提供更多的理论知识和实践经验。
参考文献
[1]胡俊波.影响顶管施工的不利因素分析及处理[J].中州建设，2013.
[2]司旭安.市政道路污水管顶管施工技术[J].中华民居，2013.
[3]张晓龙.市政道排工程顶管施工技术的应用.物流工程与管理[J].2011.
作者简介：岳刚（1969-），本科，高级工程师，主要从事公路与市政道路建设工作。
关键词：顶管施工技术；市政工程；应用
引 言
近些年，在城市不断发展和技术进步的同时，顶管施工技术在技术、顶管设备、施工工艺上都取得了很大进步，并且其使用范围也在不断扩大。较以前相比，顶管施工技术的施工管径增大了，推进距离也加长了。此外，在顶管施工技术中自动化技术也有所体现，排水管顶管的数显系统不仅可以自动修正和测量，还可以计算顶进速度和承受压力，在很大程度上提高了顶管施工的安全度。
1 污水管顶管施工技术简述
1.1 顶管施工技术
顶管施工技术是一种非开挖施工技术，不需要开挖面层，其具有施工安全性能好、施工场地小、施工速度快、施工对周边环境影响较小等特点，被广泛应用于市政道路污水施工中。但是，它也存在一部分缺点，例如工程造价高、施工周期长等。顶管的施工工艺具有多样性，其施工技术的发展已趋于成熟。
1.1.1 工作原理
顶管施工技术属于非开挖技术，可以在不开挖路面的条件下进行施工，主要施工方式是在路面垂直上方挖一个工作井，将高压液千斤顶或钢制管道压进地下。污水管施工主要使用主顶油缸和管道间的中继站等动力源将其压入地质层，当污水管道随着顶管顶进设备进入到地层后方可开始顶管埋设。
1.1.2 顶管施工平衡理论
顶管施工的平衡理论分为三类，即气压平衡、泥水平衡和土压平衡。顶管施工中的核心问题就是施工技术的适用性。在实际施工中，需要按照施工区域地质、设计要求和施工的环境情况，选择顶管机、施工工艺和辅助设备，确保顶管施工的进度和质量。在顶管施工中使用的工具管与施工的质量有直接关系，因此在选择工具管时应保证材质和质量符合规定要求。目前，在顶管施工中通常使用钢管和混凝土管，其具有承受土体压力大、耐腐蚀性强的优点，保证了施工进度。
1.2 顶管施工要求及工艺
当前，在顶管施工中通常使用两种施工方式即开放型和密封型。其中，密封型与开放性相比更为常用，其施工工艺主要分为三种：即顶管泥水推进法、顶管土压式推进法和顶管泥浓式推进法。
1.2.1 顶管施工要求
在进行管道顶进施工前，首先要对所需设备进行统一检查，保证其在施工过程中的良好工作状态。为了方便顶管顶进，在顶管过程中可以采用触变泥浆施工法，即在管道顶进的过程中压入泥浆来减少顶管顶进的阻力。触变泥浆施工法采取先压浆后顶进，少量多次的原则。其要求为：选用L150型号的压浆泵，压浆压力需保证在0.1～0.2MPa的范围内，而且泥浆的质量配合比为水：碱：膨润土=1：0.02：0.4。顶进结束后用水泥浆置换泥浆固定顶管，进而保证顶管的稳定性。在整个顶管过程中，最重要的就是顶管顶出洞口的环节。此外，在穿墙管顶进过程中通常采用深层水泥搅拌法对穿墙管前方2m范围内的土体进行加固，以保证穿墙管能够顺利顶出。
1.2.2 顶管工艺及特点
（1）泥水式推进法此种工艺使用刀盘掘进机，以顶进速度平衡正面压力，以循环水平衡地下水压力。具有施工不间断和施工速度快，无需进行地基改良和降水处理，而且地表沉降不明显的特点。
（2）土压式推进法通常使用多刀或单刀盘土压平衡掘进机。此工艺通过在切削仓中注满混合材料来平衡正面土压力和地下水压力。在推进施工中不需要使用输送设备，不需要整理泥浆，节省了一部分施工设备费用。
（3）泥浓式推进法此技术中使用的二次注浆处理技术可以在很大程度上降低地层与设备之间的摩擦力，将顶管中的废弃物顺利排出，有效地提高了施工的效率，适合在长距离顶管推进施工中使用。此外，在处理地下土、砾石等废弃物时首先需要对其进行分类处理，然后再送到地表进行处理。泥浓式推进法适用于除岩石地质之外的全部地质，适用性极强。
2 排水工程顶管施工技术在市政排水中的应用
在排水工程顶管施工之前，应仔细勘测施工场地内部的全部地下管线，并做好详细记录。同时，还需要勘测施工所在地的地质条件，结合施工所在地的污水管顶管施工技术水平，设计合理的施工路线和施工工艺，在确保经济性的条件下，最大程度地提高施工进度和施工质量。由于顶管施工属于非开挖施工技术，应为其配备自动测量和纠偏的设备仪器，确保污水管顶管的施工精确度，保证设计线路和施工线路是完全相符的。为避免地面受到施工的影响而出现沉降现象，在施工中通常使用土压平衡式封闭型施工工艺。需要特别注意的是排水管穿顶管必须一次完成，同时为了将对地面的破坏降到最低，可以适当降低顶进的速度。
2.1 顶管顶进施工
工作井内设备安装完毕，经检查各部处于良好状态后，即可进行开挖和顶进。因顶管是两根平行管，为避免干扰，施工时先顶进一根，待完成后，再顶进另一根。首先将管子下到导轨上（导轨是由两道平行的钢轨构成，主要作用是使推进管在工作井中有一个稳定的导向，并使推进管沿该导向进入土体），就位以后，装好顶铁，检测管轴线和管底标高是否符合设计要求，合格后即可进行管前端挖土。
顶进利用千斤顶出镐，在后背墙能够满足顶管最大顶力而不动的情况下，将圆管向前顶进。顶进操作过程为：安装好顶铁挤牢，在管前端有一定长度后，启动油泵，千斤顶进油，活塞伸出一个工作行程，将管子推出一定距离。停止油泵，打开控制阀，千斤顶回油，活塞回缩。添加顶铁，重复上述操作，在顶管进至离井边还有50cm左右时，应立即卸管，进行下一节管子的安装。重新装好顶铁，重复上述操作。
2.2 测量与纠偏校正 2.2.1 顶管测量
顶管测量采用激光线测设法控制测量。将激光经纬仪（激光束导向）安装在工作井内，并按照管线设计的坡度和方向调整好，同时在管内装上标示牌，当顶进的管道与设计位置一致时，激光点即可射到标示牌中心，否则根据偏差量进行校正。全段顶完后，应在每个管节接口处测量其中心位置和高程，有错口时应测出错口的高差，以衡量全段的高程与纵坡，并保证高程与中心偏差应在允许值之内。此外，为满足管道光滑度要求，对错口处采用砂浆抹平。
2.2.2 纠偏校正
顶管偏差校正以预防为主，不能等到产生明显超差时再进行校正。通常情况下，应每1m测量一次，并相应的进行一次纠偏校核。顶进中若管位偏差10mm左右时，应进行校正，纠偏校正应缓缓进行，在顶进中采用小角度逐渐纠偏，使管子逐渐复位，不得猛纠硬调。具体纠偏可以采用挖土校正法、强制校正法和衬垫矫正法。
2.3 管道接口和管道裂缝的处理方法
排水管通常使用的是混凝土管，管道接头应保证对管道导向环的充分固定。一般接口处理方法为若顶管的管材为平型接口，顶管完毕后，对于管与管之间的缝隙，采用环氧泥砂浆压实填抹。如果管道顶进完成后的压力试验导致管道泄漏，应在管道内部安装一个密封环，然后还应进行接口的防水测试。在顶进过程中，管道因受力不均产生的裂缝，需进行处理。细微裂缝采用环氧砂浆进行填缝，明显裂缝采用掺有铝粉的砂浆填缝处理。
3 结 语
总之，随着城市建设的加速和人口的增加，城市的排水量也随之不断的增长，这就对排水管道施工技术提出了更高的要求。顶管施工是排水管施工中的一项重要环节，应做好施工前期的准备工作，调整好泥水平衡压力和管壁摩擦力，参考国内外成功案例与进步思想，不断改革顶管施工工艺。在确保施工质量和施工进度的基础上，尽量将成本降到最低。施工人员应学会在施工中总结成熟的施工经验，并不断进行创新，为排水管顶管技术发展提供更多的理论知识和实践经验。
参考文献
[1]胡俊波.影响顶管施工的不利因素分析及处理[J].中州建设，2013.
[2]司旭安.市政道路污水管顶管施工技术[J].中华民居，2013.
[3]张晓龙.市政道排工程顶管施工技术的应用.物流工程与管理[J].2011.
作者简介：岳刚（1969-），本科，高级工程师，主要从事公路与市政道路建设工作。