浅析市政工程顶管施工工艺及质量控制

李云鹏

摘 要： 随着我国市场经济的快速发展，城市公路建设规模不断扩大，日益提高的道路等级使开槽埋管施工工艺无法满足当前道路性能需求。在市政道路建设中，顶管施工作为一项复杂的非开挖技术，不但具有较快的施工速度，还能保护地上建筑和地下各种管道不受破坏，其经济效益和社会效益显著，所以受到大多数施工单位的青睐。本文重点分析了顶管施工工艺及质量控制措施，以期全面提升工程质量。

关键词： 顶管施工技术；市政道路；施工工艺

一、市政工程顶管施工准备

施工前，顶管施工方法需要根据施工现场水文地理情况、地面上下建筑结构以及交通情况综合考虑，并根据地表变形控制要求进行选定。施工单位不但需要确保施工的安全性和经济性，同时使施工质量得到保障，使施工用地得到节约。

施工人员在进行顶管施工时，需要综合考虑整个排水系统，一般从下游进行施工。施工单位要选择较少技术风险、较短顶程地段和较好施工条件的掘进段进行顶管施工。另外，要测试和分析现场技术数据，对地下实际土质进行全面了解，对施工环境进行有效适应，对顶管设备的运转规律进行掌握，对操作人员进行合理组织，在顶进起始掘进段时，对各项施工技术参数适当调整，从而使顶管施工工艺得到有效优化。

所有运入施工现场的顶管设备必须确保在维修保养以后检验合格。在工作坑内安装顶管时，需要联动调试整机和单机，在顶进过程中认真落实保养措施。顶管机头的选择需要根据水文地理和环境条件的不同进行综合考虑，同时要保证工程的安全性，确保道路交通的顺畅，对地下管线和地面建筑物加强保護。顶管和施工方法的选择要根据上述因素综合考虑。

二、市政工程顶管施工工艺

1、工作井预制及下沉施工

（1）开挖工作井浅基坑。测量放线施工完成后，需开挖基底位置，与工作井外廓相比，开挖基底的尺寸需多出1.5m左右，根据1：0.5对四周边坡放坡。为降低沉井深度，需开挖基坑深度需控制到地面下方2.8米，整平基坑坡顶场地，为排水提供便利。

（2）确定制作工作井高度。选取钢筋混凝土沉井方法进行工作井施工。按照具体工程情况，选用三次浇筑混凝土的施工拟定工作井，且做好二次下沉施工。

2、制作与安装钢筋

除锈、调直钢筋后需做好切断作业。钢筋弯曲成型过程中，通过石笔按照弯曲角度具体情况及相关调整值将所有弯曲点位置划出，再弯曲成型，—10～+10mm为弯曲成型后全长允许偏差，20mm弯起钢筋起弯点位移范围。

选取焊接方法搭接钢筋，选取电弧焊连接井壁水平钢筋，单面焊焊缝长度为10d，双面焊焊缝长度为5d。选取电渣压力焊进行井壁竖向钢筋施工。绑扎全部双向主筋钢筋网交互点，为防止歪斜、变形现象出现在钢筋网内，需按照八字形设置相近绑扎点铁丝扣。井壁、底板受力钢筋混凝土保护层50cm。

3、浇筑混凝土

混凝土强度应与设计需求相符，也就是C10为所有垫层，C30为顶管工作井底板、侧墙，W6为抗渗标号。其选取的原材料应与施工规定相符。选取商品混凝土作为该工程所有混凝土材料，浇筑通过汽车混凝土运输泵车施工，分层分段进行混凝土浇筑，70cm为各层浇筑最大厚度，2到3m之间为各段浇筑控制长度。20到30摄氏度情况下，各层混凝土浇筑允许间隔时间为90分钟为普通岁酸盐水泥、120分钟为矿渣硅酸盐水泥。要求振动棒需向下层表面5厘米深度插入，以确保混凝土具有良好密实度。垂直施工缝不能安设到混凝土浇筑施工中，在浇筑水平施工缝混凝土前期，需将水泥砂浆在其上铺设一层，厚度为10到15厘米，其配合比需符合混凝土砂浆需求。完成混凝土浇筑工作后，需做好养护作业，即洒水、覆盖，通常情况下2周为最短养护期限。

4、顶管施工

（1）顶管出洞。洞口密封结构的功能为避免顶管施工中由管道外侧、洞口缝隙内泥水向井内流入，且对顶进施工起到气压密封功效。按照管道壁预留孔位置，进行防水钢套管设置，选取水泥砂浆砖砌体对工作井预留洞口进行临时封堵，顶管出洞前期，需将砖砌体拆除，在推进机头，向土体内切入，完成以上工作后即可进行顶管施工。

（2）顶进施工。选取气压平衡方式进行顶管施工。相比所在土层地下水、土压力，顶管气压舱压力较小时，地面沉降现象较为明显，反之，则会出现地面凸起现象，为此必须做好平衡控制工作。按照工程案例具体情况，需焊接钢管接头，其呈刚性，在开始顶进施工中需确保顶进方向正确，避免变形、脱焊现象出现。为对顶管顶力偏心度进行有效控制，需定期进行检测。选取触变泥浆注浆减阻，注浆能够帮助管道外壁形成泥浆润滑套，进而对顶进阻力有效降低。

（3）测量控制及顶管轴线测量。依托顶管内地下导线测量达到控制顶管轴线的目的。地下导线测量起始方向为从工作井地面引测到井底，通过井底14m起始边对顶管线路（903m）进行有效控制，要求选取RTS623型全站仪作为顶管轴线控制，选取几何水准进行高程测量。当土层向工具管施工，每顶进30cm，测量次数在1次以上。

三、市政工程顶管施工质量控制措施

1、纠偏测量及控制

工程中地面控制测量一般通过经纬仪完成，将地面控制测量误差控制在10mm左右，通过现有道路已设水准点进行水准点控制网的全面布设，将其引入工作井内。在将工作井后方的测量仪基座布置完以后，需要防止因顶进内沉井受力而移动或改变仪器座，假如出现轻微的位移，则要对标高和轴线进行及时调整。施工人员要将倾斜仪传感器安装在机头内，以便于操作人员及时纠偏。“勤测量、多微调”是顶进纠偏的主要方法。控制纠偏角度小于1.0%，最大不允许超过1.5%。由于在起始推进阶段主要通过主顶油缸对机头和方向进行控制，因此要将主顶的推进速度逐渐减缓，不断调整对油缸组以及质量标准。

2、沉降观测

施工单位要将沉降观测点布置在管道上方的路面顶部，每天定期观测顶管机头穿越路面的情况，每完成一节的顶进，需要在顶前顶后各测一次，并将土体隆起曲线、隆起量、沉降和最大沉降详细记录下来。对每个沉降点位的原始资料进行测量，将测量得出的数据编制成册，同时根据沉降量对相关数据进行及时调整，使其在顶管施工中发挥重要作用，最大程度的降低顶管对路面的影响。

3、土压力及泥水压力的控制

一般情况下，根据实际情况将土压力及泥水压力控制在范围内，地面隆起量及面沉降要小于1cm。在进行道路穿越时，需要连续顶进顶管，不允许中途停止，另外还需要将排泥速度和顶进速度掌握好。为了确保土体的稳定，排泥不允许过慢，顶进不允许过快，两者均保持适中速度。同时，在道路中穿越顶管机头时要加强注浆，使润滑套在机头及管道周围形成，从而使摩阻力减小，最终使管道对周围土体的侧压力得到有效减小。

4、加固措施

在完成顶管施工后，需要进行补浆，将水泥砂浆通过注浆孔注入路面下方的土体，使路面下方土体的空隙得到填补，进而提高路面土体的强度。

四、结束语

综上所述，顶管技术不需要对面层进行开挖，具有较少的占地面积，能够在地面构筑物和地下管线中穿越，可以使交通保持畅通，使沿线拆迁工作量有所减少，使工程造价大幅降低，切实起到保护环境的作用。随着社会的快速发展，城市现代化建设步伐不断加快，在城市建设中，顶管工因其独特优势将得到更广泛的应用和发展。

参考文献

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