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摘要：本文就给水管道施工中顶管技术特点进行分析，并结合具体工程案例对其实践应用进行探讨。针对顶管工艺的顶进管及相关设备选择、顶管施工前期准备以及施工工序等方面内容从应用角度进行分析。
关键词：市政给水；给水管道；顶管技术
前言
市政给水管道是城市基础设施的重要组成部分，施工过程中的顶管技术也凭借其明显的特色优势而受到人们的广泛关注。管道施工中的传统挖槽后掩埋的施工技术，对交通运行具有较大的影响，而顶管施工则有着便捷的特点。近年来顶管施工技术有了较大进步，理论研究也更加完善，而通常说的顶管技术是非开挖管道铺设的统称。顶管施工主要是依据预定方案对沿线工作井、接收井进行设置，同时利用油压千斤顶来进行管路挺进。依据现代城市化发展建设的实际要求，进行管道施工时应通过非开挖技术尽量少开挖或不开挖。笔者结合自身多年施工经验，就市政给水管道顶管施工技术进行简要探讨。
1、顶管工艺特点分析
顶管工艺即非开挖管道敷设技术，在进行管道铺设的过程中不需对沿线进行地下开挖。该技术的特点主要有以下几个内容：（1）工期较短、投资较少。同传统的挖槽施工相比，顶管施工能够安全的穿越铁路、公路、河流、建筑物，减少了铺设和拆迁的工作量，将工程施工造价明显降低，同时提高了整体经济效益；（2）污染小、效率高。顶管施工过程中可有效减少施工粉尘，大大降低施工噪音，减小对城市交通和环境状况的干扰及破坏。但是顶管施工技术也有如下方面的不足：施工技术难度高，需要有较为详细的施工地段工程地质和水文地质的勘探资料。
2、工程概况
以江沙路DN1000管为例，该项目采用球墨铸铁铁管，管径为1000mm，沿江沙路自南向北敷设，管线总长度3.5km，管道工作压力0.50MPa。受地形和路宽度限制，在1.6～1.8公里段长为220米需由东侧横穿江沙路至道路西侧。由于江沙路为省道、交通非常繁忙，不能开挖施工，因而选择顶管施工。
3、顶管技术施工分析
3.1顶进管及相关设备的选择
⑴根据相关技术规程和技术标准，对钢筋混凝土管和钢管进行了经济技术比较，并在分析地质勘查资料的基础上进行了管道强度、应力等方面的验算。主要从以下两方面考虑选择顶进管：a.合适的顶进管直径。市政给排水管道顶管施工不仅需要依据工程的性质和需要来确定顶进管，还需要考虑其受力方面的因素，依据壁厚和配筋方面来确定外径大小。如需对在顶管工程施工面上进行挖土作业时，常常会选择≥500mm的顶进管；b.合适的顶进管长度。即便是在施工中应用长管能够有效减少推顶时的装管次数，但是会有更大角度的施工偏离风险，同时纠正其恢复正确线路也有更大难度。顶进管长度增大的过程中，也会有开挖、支护、回填、维护等方面费用的增加。
⑵施工中应用到的顶进设备主要是顶铁、油压千斤顶、高压油泵及开挖回填设备等。主要的顶进设备是千斤顶，在选择时应依据实际需要和计算得到的要求指标。主要的工具管有操作舱和开挖舱。
3.2顶管施工的准备工作
进行顶管施工前，应做好施工现场的平面布置工作。现场平面布置包括有拌浆棚、材料拌浆场、自动控制室、吊起设备、料具间、注水设备、弃土坑和管片堆场等。
為保障顶管机的进出洞安全，应对后靠的土体和进洞出洞区域进行高压加固。可以在工作井洞口安装止水装置，进而保证在顶进中产生的触变泥浆及顶进管进、出的预留洞产生的泥水不流失。
3.3顶管施工
施工过程就是向基层中顶入预先制作好的混凝土构造物，进而有通道或者涵洞形成。顶管施工操作之前，应挖好目标段管内的接收井和工作井，之后可以将成型的井体进行顶进，施工过程需要依据顶管机头导向操作。
⑴顶管井的设置
顶管井即为顶管施工中的工作井、接收井，且结构大多采用钢筋混凝土。若施工地段的土质条件较差，则为防止有破坏或塌方问题，需要在井体内做预先的径向支撑设计。工作井依据其不同的结构布置可以分为单排井和单孔井两种类型。单排井的截面形式通常选用矩形截面，而单孔井的截面形式有圆形、矩形和方形等不同的截面形式，其中承载能力最小的界面类型是矩形。在进行顶管井的设置时应将其与接收井形成间隔，进而可以使检查井的位置定位在接收井的位置上。如果施工地段有较好地质条件，工作井可以不使用钢筋混凝土结构而采用砖砌圆形倒挂井逆作法施工，达到降低工程造价的目标。通过工作井的同时开挖、顶进，可使顶管施工的工期缩短，有利于后续路基路面工程施工的开展。
⑵顶管施工流程及内容
①穿墙。先开启穿墙闷板，将工具管从井内顶出，再设置好穿墙止水设备。确保施工质量应从以下几点着手：保证管道内密实。在穿墙管道内填满填低强度拌合土、水泥粘土、或纸筋粘土的材料；对穿墙管的外侧注浆固结，避免出现穿墙孔部位强度较弱；迅速推入工具管，保证穿墙防水设施的良好工作性能；对穿墙过程中常见的问题做好防范，并依据顶管施工的大量经验制定预案，尽可能减少误工的时间。
②顶管出洞。顶管施工过程中常在顶管出洞环节出现问题，因此应强化在该施工步骤的施工控制。根据笔者施工经验，可以在下管前对其外观进行检查，其检查的主要内容是有无裂缝及破损；管壁应无坑、无鼓泡，光洁；端面要平直。通过吊起合格的管子到正常的工作坑导轨，检查吊起设备、试吊，确保可靠准确后行下管操作。工作坑的周围防止有人站立，避免意外发生。操作人员在管距离导轨50cm以内时才能进坑开展工作。第一节管放置好后，工作人员应进行测量，确认是否安装合格，之后才能顶进。施工中将第一节管道作为工具管，因此要保证其安装质量，并且应提高进入的方向和位置的准确性。这就要求工作人员认真履行自己的职责，认真测量。顶进的过程中可用油压千斤顶徐徐顶进，当接触部位密不可分之后，顶进速度逐渐恢复正常。顶进过程中出现油路压力突然增大的情况，工作人员应立刻停止顶进的工作，检查压力突然增大的原因，更要采取一定的措施进行改正，在回镐时其油路压力和速度都不能过大。此外，及时把挖出的土运出工作井，还要及时的顶进顶进管，缩小顶进力的范围。
③注浆减阻。对于顶管的长度较长的施工，要想使管道的表面结实平整，可对管道的周围注浆保护，避免周围土体大面积下沉下去，出现凹状，减低顶进中的摩擦力。
④安装胀圈。顶进的前几节管要在导向口安装胀圈，这样有利于接管的顶进，也可使管壁和管体整合为一共整体，通过旋拧螺丝使其禁锢。要把接口处的缝隙处理得当，对不牢固的接口缝隙，要在顶进中适时进行检查并对误差进行分析改正。
⑤纠偏。纠偏是对超挖或者挖偏进行的处理，当误差范围为10mm～20mm的情况下，就可以使用纠偏法。超出预计的深度或者管道侧面有坎存在时，会对顶进管的顶进形成一定的阻力，使用纠偏法后可以减少偏差的偏向，使得顶进管恢复到设计预定的位置；用小型的千斤顶对有偏差的管段进行顶进，使得顶进的支顶可以牢固可靠，这种纠正变差的方法就是千斤顶纠偏法。
4、结语
顶管技术的应用避免了市政给水管道施工中的挖槽作业，符合当今社会以环境保护和资源节约的发展要求，也是市政给水管网施工的重要环节。顶管施工用综合应用了多门复杂的力学，包括有岩土力学、流体力学、材料力学以及弹性力学等，所以在施工过程中，应当严格依据力学计算结果，应用先进的顶管施工设备，高质量地完成顶管施工作业。
参考文献：
[1] 霍国友，谢力.顶管技术在市政截污管道施工中的实践经验[J].中国给水排水，2009， 25（6）：62-63.
[2] 吴殷健.关于顶管技术在市政排水工程中的应用探讨[J].价值工程，2010， 29（36）：124-125.
[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，（12）：13-14
关键词：市政给水；给水管道；顶管技术
前言
市政给水管道是城市基础设施的重要组成部分，施工过程中的顶管技术也凭借其明显的特色优势而受到人们的广泛关注。管道施工中的传统挖槽后掩埋的施工技术，对交通运行具有较大的影响，而顶管施工则有着便捷的特点。近年来顶管施工技术有了较大进步，理论研究也更加完善，而通常说的顶管技术是非开挖管道铺设的统称。顶管施工主要是依据预定方案对沿线工作井、接收井进行设置，同时利用油压千斤顶来进行管路挺进。依据现代城市化发展建设的实际要求，进行管道施工时应通过非开挖技术尽量少开挖或不开挖。笔者结合自身多年施工经验，就市政给水管道顶管施工技术进行简要探讨。
1、顶管工艺特点分析
顶管工艺即非开挖管道敷设技术，在进行管道铺设的过程中不需对沿线进行地下开挖。该技术的特点主要有以下几个内容：（1）工期较短、投资较少。同传统的挖槽施工相比，顶管施工能够安全的穿越铁路、公路、河流、建筑物，减少了铺设和拆迁的工作量，将工程施工造价明显降低，同时提高了整体经济效益；（2）污染小、效率高。顶管施工过程中可有效减少施工粉尘，大大降低施工噪音，减小对城市交通和环境状况的干扰及破坏。但是顶管施工技术也有如下方面的不足：施工技术难度高，需要有较为详细的施工地段工程地质和水文地质的勘探资料。
2、工程概况
以江沙路DN1000管为例，该项目采用球墨铸铁铁管，管径为1000mm，沿江沙路自南向北敷设，管线总长度3.5km，管道工作压力0.50MPa。受地形和路宽度限制，在1.6～1.8公里段长为220米需由东侧横穿江沙路至道路西侧。由于江沙路为省道、交通非常繁忙，不能开挖施工，因而选择顶管施工。
3、顶管技术施工分析
3.1顶进管及相关设备的选择
⑴根据相关技术规程和技术标准，对钢筋混凝土管和钢管进行了经济技术比较，并在分析地质勘查资料的基础上进行了管道强度、应力等方面的验算。主要从以下两方面考虑选择顶进管：a.合适的顶进管直径。市政给排水管道顶管施工不仅需要依据工程的性质和需要来确定顶进管，还需要考虑其受力方面的因素，依据壁厚和配筋方面来确定外径大小。如需对在顶管工程施工面上进行挖土作业时，常常会选择≥500mm的顶进管；b.合适的顶进管长度。即便是在施工中应用长管能够有效减少推顶时的装管次数，但是会有更大角度的施工偏离风险，同时纠正其恢复正确线路也有更大难度。顶进管长度增大的过程中，也会有开挖、支护、回填、维护等方面费用的增加。
⑵施工中应用到的顶进设备主要是顶铁、油压千斤顶、高压油泵及开挖回填设备等。主要的顶进设备是千斤顶，在选择时应依据实际需要和计算得到的要求指标。主要的工具管有操作舱和开挖舱。
3.2顶管施工的准备工作
进行顶管施工前，应做好施工现场的平面布置工作。现场平面布置包括有拌浆棚、材料拌浆场、自动控制室、吊起设备、料具间、注水设备、弃土坑和管片堆场等。
為保障顶管机的进出洞安全，应对后靠的土体和进洞出洞区域进行高压加固。可以在工作井洞口安装止水装置，进而保证在顶进中产生的触变泥浆及顶进管进、出的预留洞产生的泥水不流失。
3.3顶管施工
施工过程就是向基层中顶入预先制作好的混凝土构造物，进而有通道或者涵洞形成。顶管施工操作之前，应挖好目标段管内的接收井和工作井，之后可以将成型的井体进行顶进，施工过程需要依据顶管机头导向操作。
⑴顶管井的设置
顶管井即为顶管施工中的工作井、接收井，且结构大多采用钢筋混凝土。若施工地段的土质条件较差，则为防止有破坏或塌方问题，需要在井体内做预先的径向支撑设计。工作井依据其不同的结构布置可以分为单排井和单孔井两种类型。单排井的截面形式通常选用矩形截面，而单孔井的截面形式有圆形、矩形和方形等不同的截面形式，其中承载能力最小的界面类型是矩形。在进行顶管井的设置时应将其与接收井形成间隔，进而可以使检查井的位置定位在接收井的位置上。如果施工地段有较好地质条件，工作井可以不使用钢筋混凝土结构而采用砖砌圆形倒挂井逆作法施工，达到降低工程造价的目标。通过工作井的同时开挖、顶进，可使顶管施工的工期缩短，有利于后续路基路面工程施工的开展。
⑵顶管施工流程及内容
①穿墙。先开启穿墙闷板，将工具管从井内顶出，再设置好穿墙止水设备。确保施工质量应从以下几点着手：保证管道内密实。在穿墙管道内填满填低强度拌合土、水泥粘土、或纸筋粘土的材料；对穿墙管的外侧注浆固结，避免出现穿墙孔部位强度较弱；迅速推入工具管，保证穿墙防水设施的良好工作性能；对穿墙过程中常见的问题做好防范，并依据顶管施工的大量经验制定预案，尽可能减少误工的时间。
②顶管出洞。顶管施工过程中常在顶管出洞环节出现问题，因此应强化在该施工步骤的施工控制。根据笔者施工经验，可以在下管前对其外观进行检查，其检查的主要内容是有无裂缝及破损；管壁应无坑、无鼓泡，光洁；端面要平直。通过吊起合格的管子到正常的工作坑导轨，检查吊起设备、试吊，确保可靠准确后行下管操作。工作坑的周围防止有人站立，避免意外发生。操作人员在管距离导轨50cm以内时才能进坑开展工作。第一节管放置好后，工作人员应进行测量，确认是否安装合格，之后才能顶进。施工中将第一节管道作为工具管，因此要保证其安装质量，并且应提高进入的方向和位置的准确性。这就要求工作人员认真履行自己的职责，认真测量。顶进的过程中可用油压千斤顶徐徐顶进，当接触部位密不可分之后，顶进速度逐渐恢复正常。顶进过程中出现油路压力突然增大的情况，工作人员应立刻停止顶进的工作，检查压力突然增大的原因，更要采取一定的措施进行改正，在回镐时其油路压力和速度都不能过大。此外，及时把挖出的土运出工作井，还要及时的顶进顶进管，缩小顶进力的范围。
③注浆减阻。对于顶管的长度较长的施工，要想使管道的表面结实平整，可对管道的周围注浆保护，避免周围土体大面积下沉下去，出现凹状，减低顶进中的摩擦力。
④安装胀圈。顶进的前几节管要在导向口安装胀圈，这样有利于接管的顶进，也可使管壁和管体整合为一共整体，通过旋拧螺丝使其禁锢。要把接口处的缝隙处理得当，对不牢固的接口缝隙，要在顶进中适时进行检查并对误差进行分析改正。
⑤纠偏。纠偏是对超挖或者挖偏进行的处理，当误差范围为10mm～20mm的情况下，就可以使用纠偏法。超出预计的深度或者管道侧面有坎存在时，会对顶进管的顶进形成一定的阻力，使用纠偏法后可以减少偏差的偏向，使得顶进管恢复到设计预定的位置；用小型的千斤顶对有偏差的管段进行顶进，使得顶进的支顶可以牢固可靠，这种纠正变差的方法就是千斤顶纠偏法。
4、结语
顶管技术的应用避免了市政给水管道施工中的挖槽作业，符合当今社会以环境保护和资源节约的发展要求，也是市政给水管网施工的重要环节。顶管施工用综合应用了多门复杂的力学，包括有岩土力学、流体力学、材料力学以及弹性力学等，所以在施工过程中，应当严格依据力学计算结果，应用先进的顶管施工设备，高质量地完成顶管施工作业。
参考文献：
[1] 霍国友，谢力.顶管技术在市政截污管道施工中的实践经验[J].中国给水排水，2009， 25（6）：62-63.
[2] 吴殷健.关于顶管技术在市政排水工程中的应用探讨[J].价值工程，2010， 29（36）：124-125.
[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，（12）：13-14