市政工程中顶管施工技术研究

时间：2024-04-24

王慧波

（山西潞安工程有限公司，山西长治 046102）

顶管施工技术具有一定的便利性, 能够提高市政工程的质量与效益水平, 规范市政顶管施工的过程, 消除市政工程中的不利影响。市政工程顶管技术对每项技术都要实行质量控制, 规避市政工程中潜在的工程缺陷, 把控顶管施工操作的过程, 规划好顶管施工技术中的要点, 以便满足市政工程的根本需求。

1 顶管施工技术原理

1.1 施工原理

顶管施工技术是一种非开挖或少开挖的管道埋设施工方法, 其不需要大面积破坏路面, 就可以在上方有建筑物的地下埋设管道, 该施工法不会对地上建筑、周边环境及地下管道带来破坏, 并且该施工法不会产生大量的粉尘, 对环境和地上交通的影响很小, 与开槽埋管相比施工周期较短, 可以有效的减少对周边建筑和环境的污染以及很好的解决施工地段的堵塞, 因此顶管施工具有更好的经济性和高效性。顶管施工技术的施工原理主要是:首先根据设计规划的管道路线首尾两端分别布置工作井和接收井, 如果工程较为复杂, 需要考虑在中间段布置中间井;然后在工作井内开始进行顶进作业, 将钢制管道按设计的角度压入到地质层中。预埋设的管道紧随工具管, 工具管从工作井内穿过土层将管道分节段顶进到接收井。对于污水管道的埋设, 顶进设备和接收中继站的设备跟常规的管道略有不同, 施工原理相同。

1.2 平衡理论

当前, 顶管施工技术的平衡理论主要分为三类：第一类为气压平衡理论, 第二类为泥水平衡理论, 第三类为土压平衡理论。气压平衡理论主要是通过作用于临时掘进面上的气体压力来平衡地下水压力。由于作用的气体压力是相同的, 但是地下水压力是呈梯度分布, 因此在工具管顶部需要形成一个超过平衡压力的气体压力区, 地层由于压力作用从饱和状态变成半饱和状态。该平衡理论适用于含水量比较大的砂层,并且管线上方有较厚的覆土层或粘土层。泥水平衡理论主要是利用出泥舱面的泥水压力来平衡顶进工作面上的水压力和土压力。该平衡理论适用于各种不同的土质条件, 尤其适用于地下水位很高和地下水压力变化较大的地层。土压平衡理论是利用土压平衡式顶管掘进机进行顶管施工, 其只取走顶入管子的土体, 整个顶管过程能有效的防止挖掘面土方的超挖和欠挖。它对周围的土体扰动很小, 能使地表的沉降或隆起减小到最低限度。该平衡理论适用于饱和含水地层中的淤泥质粘土或砂性土。由于这三类平衡理论的适用条件不同,因此在顶管施工过程中要根据地质条件、施工环境、设计要求等的不同而科学选择合适的平衡理论。

2 市政工程施工中顶管技术应用要点

根据市政工程中顶管施工技术的原理及操作流程, 规划处施工技术中的相关要点, 以此来提高顶管施工技术的水平,加强顶管施工的实践性控制力度。

（1）掌握技术应用要点。市政工程施工内, 要准确的认识顶管施工技术, 深入的了解顶管施工的各项技术, 根据顶管技术的实际发展, 获取相关的技术方案。虽然顶管技术在市政工程中具有普遍性, 但是仍旧需要全方位的了解顶管的技术, 明确顶管技术在市政工程中的具体操作, 设计出可行的指导方案, 全面落实顶管的操作技术, 掌握顶管施工在市政工程中的实质性。

（2）落实现场勘查工作。现场勘查是顶管技术在市政工程中实施的基础条件。市政工程施工单位, 首先要勘查顶管施工的现场, 根据现场的实际情况, 规划处顶管管道的位置,提前清除现场的杂物;其次是现场交通的勘查操作, 掌握路面的行车、行人情况, 减轻交通方面的压力, 为顶管施工营造优质的环境条件;然后是勘查顶管施工现场的排水设施, 尤其是污水排水设施, 以免影响市政工程现场的污水管道, 合理安排污水设施及管线, 保护现场的管道;最后是勘查市政顶管现场的地上构筑物, 施工期间要把控构筑物的安全。

（3）规范顶管技术运用。顶管技术的规范性, 决定了市政工程的操作质量, 要规范好顶管技术的运用, 才能确保市政工程的科学性。顶管技术的要点内容包括: 1) 按照市政工程的现场情况, 选择相关的施工技术, 要求顶管技术与市政工程保持一定的配合性, 严格落实规范的顶管技术; 2) 掌握地下水的水位变化情况, 规划顶管技术运用; 3) 在顶管技术之前,要严谨落实准备技术, 促使顶管技术达到市政工程的规范标准, 体现顶管技术操作的灵活性特点。

（4）优化设计施工线路。顶管路线是市政工程顶管技术的核心, 施工单位要提前设计好顶管的路线, 路线的设计中,不能出现任何矛盾问题, 而且要按照市政工程的具体情况, 实现施工路线的设计。顶管路线设计中, 各项数据都要准确无误, 体现各项数据的真实性, 禁止出现数据上的误差, 体现顶管线路设计的要求。