市政道路顶管施工技术及质量控制

马俊+孙彦冰

摘 要 近年来城市化进程不断加快，各项基础设施逐渐完善，市政道路作为重要基础设施之一，其建设规模及数量不断增大，对于施工质量也提出了更高要求。排水系统是市政道路建设的重要组成部分，由于施工范围内地质条件因素或者是城市规划影响，在地下管线敷设时不宜采用传统明挖施工方式。非开挖技术能够有效解决这一问题，不仅保证了管线施工质量，也尽量避免了造成地表破坏，减少对周边交通及环境影响。顶管施工作为非开挖技术的一种，在具体应用过程中具有独特优势，本文主要对顶管施工技术进行了分析，并结合笔者实践经验探寻质量控制措施。

关键词 市政道路；顶管施工技术；质量控制

中图分类号 U4 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）14-0055-02

随着近年来机动车保有量不断攀升，市政道路在运营过程中承担了很大交通压力，要求不断提高施工质量以满足经济发展要求。顶管施工技术不需要开挖整个管顶道路，施工噪音小，减少对周边环境及交通正常运行的影响，在市政道路施工中得到广泛应用。具体施工过程中，应充分了解市政道路地质实际情况，并结合顶管施工技术标准制定科学施工方案，提高顶管施工质量。

1 工程案例

某市政道路建设过程中，结合工程实际情况，综合考虑多方面因素采用顶管施工技术进行污水管段施工。顶管总长度为2 030m，直徑在0.8m～2m之间，根据工程施工需求在不同路段进行调整。在具体操作过程中，工作井设置数量为12座，检查井2座，接收井11座。经技术人员对施工现场地质条件勘测，粘土层分布厚度相对较大，在2.8m～7.2m，因此应用砖砌圆形倒挂井逆作法进行接收井及工作井施工，基坑开挖最大深度为12m，平均开挖深度约在10m左右。

2 顶管施工技术原理

作为非开挖方式施工，顶管施工技术敷设管线施工中的应用，在最大限度上减少开挖量，有效解决了由于管道施工造成的建筑物破坏，防止影响周边交通正常运行，实现保护环境及稳定土层目的。通过顶进设备形成相应推力，穿过工作井土层将管道运送至指定位置，并进行埋设工作，应根据实际地质情况及工程要求，确定最佳施工方法。顶管技术在市政工程建设领域得到广泛应用，降低了工程量，节约建设施工成本，具有良好的社会效益及经济效益。

3 市政道路顶管施工技术分析

1）施工场地处理。在施工开始之前，应将施工范围内碎石、杂物等清理干净，避免对正常施工操作造成影响。同时按照设计方案的要求测量施工现场各项参数，明确工作井的位置及标高，标记开挖范围、深度。在施工场地设置临时水准点，通常间隔为200m，确保工程建设质量。若施工路段存在较高地下水位，施工前还应进行降水处理，将滤水管道埋设在沉降井周边，及时排出地下水，避免在工作井开挖过程中出现积水现象。

2）工作坑开挖施工。整平施工场地，及时回填坑洼部分，铺设10cm～50cm左右的砂垫层，并组织施工人员适当夯实，确保其平整度及密实程度满足施工要求。根据施工方案的要求确定工作井具体位置，并以此为依据进行均匀对称开挖，为了保证工作坑施工质量，应将每次挖土深度控制在1m以内，采取边开挖边护壁的施工方式。在工作坑开挖完成之后，对其位置及尺寸偏差进行检验，确保在条件允许范围内，井壁误差保持在1.5cm以内。井底部位应采取必要的加固措施，打木桩是常用施工方式之一。为了及时排出底部积水，应按照规定标准预留积水坑。

3）顶管设备安装。首先是后背墙制作安装。在顶管施工中，后背墙的主要作用是为千斤顶提供支撑结构，因此应当按照标准公式验算后背墙土抗力，确保能够满足顶力要求，以此为依据设计后背墙体的高度及厚度，在后背墙可铺设钢板使其受力更加均匀。后背墙壁面与顶进方向保持垂直，偏差控制在墙体高度0.1%以内。其次是安装工作井导轨，为顶进施工时坡度及中心线提供引导作用。导轨安装应以管节坡度及高程为依据，与井壁保持距离在50cm～100cm，确保导轨安装的牢固程度，避免后期施工中出现位移。导轨安装完成后检测安装质量，标准如表1所示。最后进行顶铁安装，顶铁属于临时传力构件，其位置为管道端部与千斤顶之间，通过顶铁能够将千斤顶合力均匀分布于管端，并合理调节二者之间距离。

4）顶进施工。钢筋混凝土成品管质量符合《混凝土和钢筋混凝土排水管》GB/T11836和《顶进施工法用钢筋混凝土排水管》JC/T640的规定。在下管顶进之前，应检查管道外观及质量，是否存在破损或者纵向裂缝，管壁表面保持光洁无坑陷，质量验收合格后方可采用起重设备将其运送至工作坑导轨。同时检查起重设备的参数性能，在必要情况下可进行试吊，以确保设备运行安全性。下管过程中，施工人员应保持在安全距离之内。为了保证顶进施工顺利进行，以《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-2008中规定为依据，结合工程实际情况计算所需顶进力，公式如下：

F=DLf+N

式中：F表示顶进阻力（kN）。D表示管道外径（m）。L表示设计顶进长度（m）。f表示管道外壁与土的单位面积平均摩阻力（kN/m?），通过试验确定，对于采用触变泥浆减阻技术的宜按表2选用。N表示顶管机迎面阻力（kN），不同类型顶管机的迎面阻力宜按表3选择计算。

由上述公式计算得出施工中所需的顶进力，避免影响管线顶进质量。随后在导轨上放止第一节管道，对管道的中心线及管底高程进行复核，确保顶进方向的准确性。坚持“勤测量、勤纠偏、微纠偏”的原则，控制顶管机的前进方向和姿态。在顶进施工过程中，第一节管道作为工具管，对后期管道顶进质量有着重要影响，必须对此阶段施工加以重视，严格按照规范要求施工；所以顶进速度应适当放慢，定期测量管道安装的准确度，每次顶进的长度通常控制在20cm～30cm；待正常顶进施工时，确定每个接触部位紧密结合之后，可按照正常速度顶进，通常保持在1m/次。应合理控制管道顶进速度，避免速度过快而影响顶管质量。

4 市政道路顶管施工质量控制措施

1）加强施工质量检测。加强施工质量检测工作能够及时发现在施工中存在的问题及不足之处，并采取相应处理措施。管道顶进施工是重点环节，必须实时检测管道顶进质量，其具体标准如表4所示，一旦出现偏差过大的情况，必须进行调整，以免影响管道施工质量。为了尽量减少施工中产生的人为操作失误，需针对工程实际情况组织技术培训，使施工人员充分掌握相关技术标准，严格规范施工操作行为。同时建立起岗位责任制度，合理划分不同岗位具体职责，将责任落实到位，确保顶管施工能够顺利进行。

2）注重测量与纠偏。在管道校正的过程中，应根据顶进实际情况，及时测量各项数据。首先是对于中线的测量，以地面中线桩为依据，采用全站仪在工作坑中确定管道中线，并将铅锤由工作桩放至坑底部，管道中心线的方向即为铅锤连线方向。随后可采用钢尺测量管道中线，若钢尺中心线与方向线保持一致，则证明管道中心线满足施工要求，反之则证明管道中心线存在偏差，需及时采取纠偏措施。其次是高程测量，在此过程中所需设备为管道激光指向仪，按照规定标准安装至工作坑内，并调整坡度及方向，同时将指示牌安装在管道内部，当激光点位置在标牌中心时，证明顶进高程符合施工要求。若在顶进施工过程中，出现偏差较大应当及时采取纠偏措施，常见方式有以下几种：其一，千斤顶纠偏，工具管前方配备有纠偏节，当顶进偏差超过5cm后，就应当纠偏，通过千斤顶的调整纠偏，对顶进方向进行控制。通常情况下，在每节管道顶进初期阶段，即30～40cm左右，是产生偏差的关键阶段。其二，超挖纠偏法，此种方法适用于管道偏差值在10～20cm左右，在管道出现偏差的另一侧，可适当超挖，同时在出现偏差一侧设置相应阻力，逐渐改变管道顶进方向，最终实现纠偏目的，保证管道沿设计方向顶进。

5 结论

在城市建设发展过程中，顶管施工技术发挥着重要作用，必须不断提高施工质量以满足城市发展需求。顶管施工技术在排水系统中的应用，最大限度降低了对地表以及周边交通的影响，减少了工程量，具有良好的经济效益及社会效益。在顶管施工过程中，严格按照技术标准，加强施工质量控制工作，及时发现潜在质量问题，并根据实际情况采取处理措施，保证顶管施工质量，为城市发展做贡献。

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