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【摘 要】 近年来，市政工程施工项目增多，而给水管道施工是其中非常重要的一项内容。其不仅工程量较大，而且对施工的要求较高，因为这是一项关系到国计民生的重要的工程，所以在施工中需要尽量做到安全文明施工，同时还要保证工程的质量。这就需要对施工技术进行选择，而顶管施工就是非常适合的一种施工方式，其不需要大面积的对路面进行开挖，施工时对周围的影响非常小，所以在市政给水管道施工中是广泛应用的一项施工技术。现对顶管施工前的准备工作进行了分析，并进一步对顶管施工工艺进行了具体的阐述。
【关键词】 给水管道；顶管施工；顶管机
引言：
顶管施工技术又称之为液压顶管技术，该技术是将需要顶进的管道，通过利用主顶工作站的作用，将管道顶进到目标井内。顶管技术能够实现曲线顶进和直线顶进，有利于给水管道的施工。
一、顶管法施工的特点及适用范围
顶管法又称为非开挖管道敷设技术，它具有不需要开挖面层，就能将管道穿越地面构筑物和地下管线及公路、铁路、河道的特点，相比开挖敷设技术，投资和工期将大大节省。同时，因为其施工面由线缩成点，占地面积小，地面活动不受施工影响，对交通干扰小；噪音和震动低，城市中施工对居民生活环境干扰小，不影响现有管线及构筑物的使用，属于真正的无污染、高效率的施工技术。
顶管施工技术主要应用于安装管道过河以及通过城市交通繁忙的街道，在安装管道过程中遇到无法迁移或不能实施大型开挖的文物古迹遗址等特殊地段，对不能进行空中架线、开槽埋管来实施作业施工时，一般管径>800mm的地下埋管工程可使用顶管法施工。在敷设城市管道直径>800mm时，施工现场无法采用明沟开挖埋管施工而管道沿线又无其他建筑物基础时，可使用顶管法施工作业。
二、顶管施工前的准备工作
1、顶进设备的选择与就位
首先需要选择顶进机，此设备其主要由动力系统、电气控制系统、液压系统及主壳体和中继间等部分构成。选择好设备即需要开始对其进行就位安装。首先，基坑导轨的安装。首先需要在底析基础上将具有足够强度和刚度的钢板预埋好，钢板上还应锚固钢筋，然后将钢板与导轨利用焊接的方式进行固定。其次，在进行导轨安放时，需要利用型钢在两侧将其固定住，同時为了有效的防止受到撞击，则也可以用混凝土浇筑加固，避免发生变形和位移的危险。再次，顶管承压壁即后座墙的安装。后背墙都是采用钢筋混凝土结构，同时在墙前面还要加设一块厚度在30mm左右的钢板做为钢后背，从而增加其坚固性。后座墙应与轨道轴线保持垂直，同时与顶进方向也应呈垂直的状态。最后，起重系统和工作平台的安装。起重系统通常采用25-50T汽车吊即可，在顶进轴线出洞口的位置进行布置，而主顶动力站及操作台则应安装在工作平台上，通常采用型钢来进行搭建，并在上面搭建防雨防冲击的顶棚。
2、施工平面布置
当进行顶管工作井区设置时，应在便于施工和管理的原则下进行，尽量减少占地面积，在设置时尽量减少噪声及场地对周围环境的影响作用。首先，场地平面施工布置。施工场地机械较多，所以需要进行密闭施工，施工区域进行全封闭给维护，并设置相应的安全扶栏。施工场地布置要尽量保证方便施工的需要，施工中主要包括存管、下管、供电系统、设备控制室、触变泥浆设备、生产用水、施工道路、场地排水等。这些设备及环节都要进行合理的设置，从而保证施工得以顺利进行。其次，工作井内布置。顶管施工主要在工作井内进行，所以在井内则需要设置主推进千斤顶、中继间泵站、电焊机、洞口密封环、顶铁及排泥泵。此外，还应布置好各种管与线，包括排泥管、泥水管、空气管、各种电缆、照明及通风。管道内环境要采用安全电压进行照明，同时还要配置应急照明系统，以便于发生故障时施工人员安全撤离。
二、顶管施工工艺
1、穿墙
在穿墙施工操作中，应先开启穿墙闷板，从井内顶出工具管，并设置穿墙止水设备。为防止管道施工受到外部环境水的影响，可在穿墙管道内填封低强度水泥粘土拌合土或纸筋粘土等填充料，以保证管道内密实。穿墙操作前可在穿墙管外侧进行注浆固结，以防止出现墙孔部位强度不足的现象。根据大量顶管施工经验，应提前针对此环节容易出现的工程问题制定紧急应对措施，以最大限度地减小对工程质量及施工进度的影响。本项目中采用了止水法兰加压板，在其中部设置厚度为2cm的天然优质橡胶止水板环，其拉伸率及耐磨性能都很好，这样在管道顶进过程中起到逆向止水的效果。
2、机头就位、开洞门
在工作井前壁墙沿管外壁上方环向200-300mm间距打入棚架管，然后注入水泥浆来加固土层，以提高开洞门时的安全性。开动千斤顶将机头顶到距离洞门35mm处停下，凿除洞口封门，并割除型钢或钢筋。洞门的直径应当比机头外径大，若已经提前埋好环形套管，则其内径也应比机头外径大。安装好密封止水胶圈后，机头应及时顶入洞口后下设备段，转接油管、电缆及泥水管后继续顶进，机头脱离导轨后并测量机身高程、坡度满足要求与否，若出现较大偏差就应采取措施进行纠偏。
3、下管
下管前应先认真检查管子外观，端面要平直，管壁应光洁无坑陷或鼓泡，管子应无破损及纵向裂缝，检查合格后的管子方可下管。下管时工作坑内严禁站人，操作人员在管道接近导轨时方可进坑工作，第一节管下到导轨上，按照施工图上的位置来确定管道中心线，并测量管子中心及前端和后端的管底高程，符合要求后和机头导向环连接牢固，确认安装合格后方可顶进。
4、顶进施工
顶进前需要保证井内的各项设施都保证在正常的工作状态下，需要对其进行检查及调试后才可进行顶进工作。在进行顶进施工时第一节管的方向和高程准确性都将会对后面的施工质量具有非常大的影响，所以在第一节管顶进过程中是非常重要的，要进行严格的控制，保证按照设计的要求进行。刚开始时行顶时不能按照正常的速度进行，需要利用千斤顶缓慢前时，等各部分都达到最佳密合后才按正常速度顶进。顶进时应根据初始顶进所得的参数设定正面土压力，然后在压力平衡控制器中输入，后期顶进过程中可靠压力平衡控制器自动控制正面土压力。顶进过程中每顶一节管子测量一次顶进轴线，发现偏差超出误差范围后及时进行纠偏；还应对机头前10-20m的地面沉降监测点进行测量，对于沉降过大的应及时采取有效措施减小沉降幅度。部分工程施工时管道较长，这时则需要在顶进过程中做好减少阻力和保证周围土体坚实的措施，通常是加顶进边向管外围进行泥浆的填充，使其形成泥浆套，不仅有效的避免了路面发生沉降的可能，同时也保证了顶进的速度。顶进速度宜控制在3-4cm/min；顶进若发现油路压力突然增高应停止顶进，查明原因并采取应对措施之后才能继续顶进。在顶进中如果发现管位出现较大偏差无法校正、塌方、遇到障碍、顶铁及后背发生变形、扭曲等特殊情况时，则要立即停止顶进，及时采取有效的措施进行处理才可继续进行顶进的施工。
5、进洞及后期收尾工作
在顶管进洞前进行贯通测量，应保证顶管机接近接收井时提前打开接收井的洞门。顶管机进入接收井后，应尽快与管道分离，然后从接收井吊出，并用柔性材料进行填封，再将管道与洞口的空隙采用快速水泥进行封堵密实，洞口临时密封处理以不漏水为度。顶管工程完毕72h后，才可安装自来水钢管，经试压验收合格后，对工作井、接收井进行回填。
三、结束语
近年来，由于人们对环境保护意识的增强，对文明施工的要求也在不断的提升中。顶管理施工作为一种非开挖的施工方法，其不需要对道路进行开挖或是少开挖即可进行施工，顶管施工技术有效的避免了大面积的开挖道路给人们出行带来的不便，同时也减少了对地下各种管线可能带来的意外损坏风险，顶管施工避免了路面沉降病害的发生，对稳定土层和环境保护方面都起到了非常重要的人用。给水管道施工作为城市基础设施的重要部分，采用顶管施工技术有效的保护了城市舒适、整洁的环境，利用此施工技术不需要进行地面的拆迁工作，同时也不会对环境和道路造成较大的影响，所以其不仅具有非常好的经济效益，同时其社会效益也十分明显。
参考文献：
[1]魏纲.顶管工程技术[M].化学工业出版社，2011.
[2]肖鹏.顶管施工技术在市政工程中的应用[J].中国城市经济，2011，31（8）.
[3]刘晓军.顶管技术在市政给水管道施工中的应用[J].技术与市场，2011，18（12）.
【关键词】 给水管道；顶管施工；顶管机
引言：
顶管施工技术又称之为液压顶管技术，该技术是将需要顶进的管道，通过利用主顶工作站的作用，将管道顶进到目标井内。顶管技术能够实现曲线顶进和直线顶进，有利于给水管道的施工。
一、顶管法施工的特点及适用范围
顶管法又称为非开挖管道敷设技术，它具有不需要开挖面层，就能将管道穿越地面构筑物和地下管线及公路、铁路、河道的特点，相比开挖敷设技术，投资和工期将大大节省。同时，因为其施工面由线缩成点，占地面积小，地面活动不受施工影响，对交通干扰小；噪音和震动低，城市中施工对居民生活环境干扰小，不影响现有管线及构筑物的使用，属于真正的无污染、高效率的施工技术。
顶管施工技术主要应用于安装管道过河以及通过城市交通繁忙的街道，在安装管道过程中遇到无法迁移或不能实施大型开挖的文物古迹遗址等特殊地段，对不能进行空中架线、开槽埋管来实施作业施工时，一般管径>800mm的地下埋管工程可使用顶管法施工。在敷设城市管道直径>800mm时，施工现场无法采用明沟开挖埋管施工而管道沿线又无其他建筑物基础时，可使用顶管法施工作业。
二、顶管施工前的准备工作
1、顶进设备的选择与就位
首先需要选择顶进机，此设备其主要由动力系统、电气控制系统、液压系统及主壳体和中继间等部分构成。选择好设备即需要开始对其进行就位安装。首先，基坑导轨的安装。首先需要在底析基础上将具有足够强度和刚度的钢板预埋好，钢板上还应锚固钢筋，然后将钢板与导轨利用焊接的方式进行固定。其次，在进行导轨安放时，需要利用型钢在两侧将其固定住，同時为了有效的防止受到撞击，则也可以用混凝土浇筑加固，避免发生变形和位移的危险。再次，顶管承压壁即后座墙的安装。后背墙都是采用钢筋混凝土结构，同时在墙前面还要加设一块厚度在30mm左右的钢板做为钢后背，从而增加其坚固性。后座墙应与轨道轴线保持垂直，同时与顶进方向也应呈垂直的状态。最后，起重系统和工作平台的安装。起重系统通常采用25-50T汽车吊即可，在顶进轴线出洞口的位置进行布置，而主顶动力站及操作台则应安装在工作平台上，通常采用型钢来进行搭建，并在上面搭建防雨防冲击的顶棚。
2、施工平面布置
当进行顶管工作井区设置时，应在便于施工和管理的原则下进行，尽量减少占地面积，在设置时尽量减少噪声及场地对周围环境的影响作用。首先，场地平面施工布置。施工场地机械较多，所以需要进行密闭施工，施工区域进行全封闭给维护，并设置相应的安全扶栏。施工场地布置要尽量保证方便施工的需要，施工中主要包括存管、下管、供电系统、设备控制室、触变泥浆设备、生产用水、施工道路、场地排水等。这些设备及环节都要进行合理的设置，从而保证施工得以顺利进行。其次，工作井内布置。顶管施工主要在工作井内进行，所以在井内则需要设置主推进千斤顶、中继间泵站、电焊机、洞口密封环、顶铁及排泥泵。此外，还应布置好各种管与线，包括排泥管、泥水管、空气管、各种电缆、照明及通风。管道内环境要采用安全电压进行照明，同时还要配置应急照明系统，以便于发生故障时施工人员安全撤离。
二、顶管施工工艺
1、穿墙
在穿墙施工操作中，应先开启穿墙闷板，从井内顶出工具管，并设置穿墙止水设备。为防止管道施工受到外部环境水的影响，可在穿墙管道内填封低强度水泥粘土拌合土或纸筋粘土等填充料，以保证管道内密实。穿墙操作前可在穿墙管外侧进行注浆固结，以防止出现墙孔部位强度不足的现象。根据大量顶管施工经验，应提前针对此环节容易出现的工程问题制定紧急应对措施，以最大限度地减小对工程质量及施工进度的影响。本项目中采用了止水法兰加压板，在其中部设置厚度为2cm的天然优质橡胶止水板环，其拉伸率及耐磨性能都很好，这样在管道顶进过程中起到逆向止水的效果。
2、机头就位、开洞门
在工作井前壁墙沿管外壁上方环向200-300mm间距打入棚架管，然后注入水泥浆来加固土层，以提高开洞门时的安全性。开动千斤顶将机头顶到距离洞门35mm处停下，凿除洞口封门，并割除型钢或钢筋。洞门的直径应当比机头外径大，若已经提前埋好环形套管，则其内径也应比机头外径大。安装好密封止水胶圈后，机头应及时顶入洞口后下设备段，转接油管、电缆及泥水管后继续顶进，机头脱离导轨后并测量机身高程、坡度满足要求与否，若出现较大偏差就应采取措施进行纠偏。
3、下管
下管前应先认真检查管子外观，端面要平直，管壁应光洁无坑陷或鼓泡，管子应无破损及纵向裂缝，检查合格后的管子方可下管。下管时工作坑内严禁站人，操作人员在管道接近导轨时方可进坑工作，第一节管下到导轨上，按照施工图上的位置来确定管道中心线，并测量管子中心及前端和后端的管底高程，符合要求后和机头导向环连接牢固，确认安装合格后方可顶进。
4、顶进施工
顶进前需要保证井内的各项设施都保证在正常的工作状态下，需要对其进行检查及调试后才可进行顶进工作。在进行顶进施工时第一节管的方向和高程准确性都将会对后面的施工质量具有非常大的影响，所以在第一节管顶进过程中是非常重要的，要进行严格的控制，保证按照设计的要求进行。刚开始时行顶时不能按照正常的速度进行，需要利用千斤顶缓慢前时，等各部分都达到最佳密合后才按正常速度顶进。顶进时应根据初始顶进所得的参数设定正面土压力，然后在压力平衡控制器中输入，后期顶进过程中可靠压力平衡控制器自动控制正面土压力。顶进过程中每顶一节管子测量一次顶进轴线，发现偏差超出误差范围后及时进行纠偏；还应对机头前10-20m的地面沉降监测点进行测量，对于沉降过大的应及时采取有效措施减小沉降幅度。部分工程施工时管道较长，这时则需要在顶进过程中做好减少阻力和保证周围土体坚实的措施，通常是加顶进边向管外围进行泥浆的填充，使其形成泥浆套，不仅有效的避免了路面发生沉降的可能，同时也保证了顶进的速度。顶进速度宜控制在3-4cm/min；顶进若发现油路压力突然增高应停止顶进，查明原因并采取应对措施之后才能继续顶进。在顶进中如果发现管位出现较大偏差无法校正、塌方、遇到障碍、顶铁及后背发生变形、扭曲等特殊情况时，则要立即停止顶进，及时采取有效的措施进行处理才可继续进行顶进的施工。
5、进洞及后期收尾工作
在顶管进洞前进行贯通测量，应保证顶管机接近接收井时提前打开接收井的洞门。顶管机进入接收井后，应尽快与管道分离，然后从接收井吊出，并用柔性材料进行填封，再将管道与洞口的空隙采用快速水泥进行封堵密实，洞口临时密封处理以不漏水为度。顶管工程完毕72h后，才可安装自来水钢管，经试压验收合格后，对工作井、接收井进行回填。
三、结束语
近年来，由于人们对环境保护意识的增强，对文明施工的要求也在不断的提升中。顶管理施工作为一种非开挖的施工方法，其不需要对道路进行开挖或是少开挖即可进行施工，顶管施工技术有效的避免了大面积的开挖道路给人们出行带来的不便，同时也减少了对地下各种管线可能带来的意外损坏风险，顶管施工避免了路面沉降病害的发生，对稳定土层和环境保护方面都起到了非常重要的人用。给水管道施工作为城市基础设施的重要部分，采用顶管施工技术有效的保护了城市舒适、整洁的环境，利用此施工技术不需要进行地面的拆迁工作，同时也不会对环境和道路造成较大的影响，所以其不仅具有非常好的经济效益，同时其社会效益也十分明显。
参考文献：
[1]魏纲.顶管工程技术[M].化学工业出版社，2011.
[2]肖鹏.顶管施工技术在市政工程中的应用[J].中国城市经济，2011，31（8）.
[3]刘晓军.顶管技术在市政给水管道施工中的应用[J].技术与市场，2011，18（12）.