谈市政工程中的顶管施工技术

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【摘要】:随着我国城市规模的不断发展扩大，人们的物质需求和精神需求也在不断增加，人们对城市基础设施的要求也在逐渐增加。在建设城市基础设施中顶管施工技术得到广泛的应用及快速的发展，重要的是顶管技术能减少建筑施工对城市的污染。

【关键词】：顶管施工技术；市政工程；顶进管

中图分类号： TU99 文献标识码： A 文章编号：

引言

顶管施工技术的最主要特点就是不需要开挖地面，这项技术在国外的应用比较广泛，相对而言，国内对这项技术的运用比较少。在市政建设中这项技术应该逐渐普及，就单从不需要破开地面这一点，就可以看出这项技术值得推广。因为不破开地面就能减少施工对人们的生活、出行带来的影响

一、顶管施工技术的特点

顶管施工技术是一种管道施工技术，他最显著的特点就是不需要破开地面或者尽可能少的开挖地面，尤其是在交通繁忙的路段，这种施工技术就减少对道路交通的影响。这种施工技术能不开挖地面就可以从地下管道、房屋、道路甚至江河的底下穿过。由于顶管施工技术的特点，所以它在管道铺设当中被广泛使用，用这种技术铺设管道能克服传统开挖施工的缺点，不仅速度快、安全，而且污染少、铺设的管道质量过硬。但是这种技术难度比较高，要收集勘探的资料比较多，所以这项技术应该快速发展，逐步推广。

二、顶管施工技术的分类

顶管施工可以分为两大类，顶管掘进机和顶进管前工具管。其中的工具管指的是顶进管前端带有刃口的钢制管道，用这种顶进管挖掘相对于传统的手工方法而言，速度更快、更加安全，并且比人工挖掘更加准确。并不是所有的顶管掘进机都作用于顶进管前工具管内部，只有机械式顶进管的顶端运用到了掘进机，或者部分半机械式顶进管的顶端运用了掘进机，但是这种半机械式设备通常需要运用辅助施工来完成施工作业。

三、顶管施工技术的适用范围

近几年，“拆迁”这个词越来越频繁的出现在人们的视野里，当今社会为什么会有这么多拆迁呢。当然，有一部分是房屋改造、新建工厂，但是有一部分是铺设管道、修建地铁。那么，如果运用了顶管施工技术就完全没必要进行这一部分的拆迁。在铺设管道、修建地铁或者是开挖隧道时，施工范围内有大量的建筑，不拆迁就不能通过传统的工艺技术来开挖，这时候就可以采用顶管施工技术进行处理。目前，国内的工业水平在不断提高，新建的工厂越来越多，工业废水也越来越多，那么需要铺设的排污管道也越来越多，通过这些排污管道这些工业废水将进入污水处理厂。在铺设这些管道的工程中，顶管施工技术发挥了巨大的作用。通过不断地实践总结，得出来的结果表明，顶管施工技术在铺设管道时主要具备几点优势：施工时不会造成工地地面建筑的拆迁，遇到地下管道也不必重新设计，减小了设计者的工作量；施工不需要破开地面，地表占用面积小，对道路交通和人们的生活影响小；施工是通过机械，可以节省人力物力还可以提高效率；有人担心地下挖隧道地面会下沉，关于这一点顶管施工技术可以完美解决，这项施工技术对周围的建筑和环境不会产生影响；在人们的印象中工地是很嘈杂的，噪音很大，但这项技术产生的噪音小，并且是在地底工作，所以噪音能得到很好的控制，不会出现干扰人们正常生活的情况。

四、顶管施工技术在实际应用中的要点

首先，在进行顶管施工前需要对施工场地的勘察，并且对顶管施工工程进行结构设计，一个好的的设计能为前期工作打下牢固的基础，能够提高工程进度。首先要确定的是工作井尺寸,工作井应有足够的空间和工作面，保证下管、安装顶进设备和操作间距，井底长、宽尺寸可按如下公式计算：

井底长度：L=L1+L2+L3+L4+L5。

式中：L―工作井底长；

L1―管子顶进管尾端留置长度，混凝土管一般留0.3m；

L2―每节管长度；

L3―出土工作间隙，一般为1.0 m~1.5 m；

L4――千斤顶长度；

L5―靠背厚度。

坑底宽度：W=D+(2.4~3.2)，

式中：W―工作坑底宽度；

D―顶进管子外径。

在结构设计中应该注意各个施工设备的联系和互相配合。各种数据的计算必须精准。顶进力主要为土体对顶管的阻力和顶管自重产生的阻力之和。计算采用以下公式:

顶进力：F=(π×Bc×q+W)×μ1×Ld。

式中：F为顶进力,kN；

Bc为顶进管外径,m；

q为顶进管管顶上方土的垂直载荷,kPa；

W为每米顶进管的重力,kN/m；

φ―管道处土层内摩擦角；

μ1为顶进管与土之间的摩擦系数，μ1=tanφ/2；

Ld为顶进长度。

根据以上公式，在实际施工中可以给顶管的排水管外壁与泥土之间形成一个泥浆套，这样可以减少顶管的阻力，泥浆一般可以减少顶力30%～50%。并且泥浆是湿的可以减少工作中的粉尘，所以要不断地对顶管外壁进行泥浆补充。施工应严格按照施工设计的要求，并要实时测量数据，保证施工的精准。正常顶进施工。顶进管道前，进行全部设备检查与试运转。护壁上的管孔凿好后将工具管立即顶人土层。每顶进30cm，测量不少于一次，管道进入土层正常顶进时，每顶进100cm，测量不少于一次。工具管开始顶进5～10m的范围内，允许偏差为：轴线3mm，高程0～+3mm。否则要采取措施纠偏。为了保证施工井的安全，在出口应做好预防工作，防止地下水和泥沙等流进施工井。在大型建筑和繁华路段下施工时，应对地面情况进行实时监控，防止地面沉降等事故的发生。在施工过程中应遵守操作规范，这样才能保证工程安全有效的进行，才能减小误差。

五、顶管施工技术在实际运用中出现的问题及解决方法

在我国城市管道铺设中顶管施工技术的应用越来越广泛，国家也制定出了一些相关的管理规范，有效的解决了顶管施工中出现的不按标准操作、不按要求施工等问题。在实际顶管施工中，顶管在掘进过程中，可能施工中设计的参数不准确、施工测量不及时，致使整个顶管受力不均，出现顶管折断或者破损。所以在施工前应该对地形、地质全面的勘探，并计算出在实际施工过程中会出现的受力情况。对施工中需要运用的其他施工材料进行检查，并进行科学配比，保证这些材料符合顶管施工的需要，从而保证整个工程的顺利进行。为了避免因操作不当等一系列人为因素造成的损失，必须要建立科学完整的顶管施工规范。在顶管施工中最常见的是混凝土，混凝土不符合施工要求会使施工质量出现巨大问题，存在安全隐患。所以在实际施工中，必须严格控制混凝土的质量，确保混凝土不出现空洞、不严实等问题。另外，在施工过程中可能会出现设备和技术落后、施工人员素质不高、对操作工序理解错误和没有制订系统的施工方案等问题，面对出现的问题不能很好的解决，这样会给正常的施工带来安全隐患，所以必须对技术人员的专业技能进行强化，加强操作人员的责任心，提高技术人员的综合能力，从而保证顶管施工工程安全有序进行。

六、总结

在市政工程中，顶管技术在地下的管道工程和繁华路段的道路的改造和建设等工程中起着至关重要的作用。它从根本上解决了市政工程施工造成的路面破损的问题，保护了城市的环境，保证了道路的畅通。相对于传统的老方法而言，满足了城市发展对给市政工程的要求，从社会效益上说，因为它不会对人们的生活产生影响；从经济效益上说，因为它能节省大量的人力物力，能提高工作效率。市政设施正在不断的完善，地下各种管道的建设将会增加，顶管技术的发展空间也越来越大。在实际施工中总结经验、逐步探索，能保证顶管技术更快地发展，可以将一些先进的技术运用到实际的施工当中去，不断的发展顶管施工技术可以不断的推进市政工程的建设，能推动城市的发展。就现阶段而言，顶管施工技术还仅仅是运用到了铺设管道、开挖隧道等工程中，可以对现阶段的施工总结经验，等到技术成熟了后逐步向其他工程推广。我们应紧跟时代的脚步，不断地提高顶管施工的知识，进一步完善顶管施工技术。

参考文献：

［1］王飞．浅谈顶管法的应用与技术措施[J]．科技信息(科学教研)，20O8

［2］邹卓彦.市政工程顶管施工关键技术应用分析[J].建筑学研究前沿，2012

［3］李森林.市政工程中顶管施工技术要点[J].商品与质量，2012