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摘要：顶管技术是一种非开挖技术，其在国外已广泛使用，在国内也已逐渐普及。由于不开挖地面，所以能穿越公路、铁路、河流，甚至能在建筑物底下穿过。它很适合运用到市政工程，是一种能安全有效地进行环境保护的施工方法，对城市城区的交通、噪音、粉塵的危害和影响大大降低，是污染小、高效率的施工技术，并且可以节省大量建设投资和缩短城市建设的开发周期。本文阐述了市政工程采用顶管技术的必要性，探讨了顶管技术在市政工程中的应用。
关键词：顶管技术市政工程必要性具体应用
中图分类号： TU99文献标识码： A 文章编号：
顶管设计在市政工程中，特别是深覆土大管径的管道工程和交通繁忙的城市主干道改造工程设计中显得尤为重要。在特定工程条件下，相对与开槽埋管更具优越性。时代要前进，城市要发展。市政设施配套完善，地下各种管道建设将会大量增加，顶管设计和施工也会增多。管径加大，长度加长，有直有曲，种类繁多，这将是今后大城市顶管施工的发展趋势。因此，我们要重视这个良机，进一步地完善和提高我们的顶管设计和施工技术，使之综合施工技术达到国际水平。
一、市政工程采用顶管技术的必要性
作为一项不开挖地面的网管铺设技术，顶管技术能实现管网从河流、铁路、公路等公共设施穿过而不影响设施的正常运作，甚至它能从建筑物下面穿过。顶管技术的可应用范围及其特性，使得市政工程采用这项技术的迫切性和必要性增强。
1、市政网管对顶管技术的应用
第一，进行旧城改造过程中，通常遇到各种网管间相互交错，管线的地下位置不明，原始资料不全或者丢失，导致市政网管铺设时无法进行地面的有效开挖，则采取顶管技术。第二，城市架空的路线遭遇繁华的街道、交通干线、文物古迹以及江河铁路阻截时，网管铺设需要转到地下进行过渡，则采取顶管技术。第三，污水管道的铺设直径大于Φ600mm，施工的现场不能采用明沟开挖进行埋管，则采取顶管技术。
2、顶管技术的特性
顶管技术尤其适用于大中型的管径非开挖埋设，在市政管线工程中得到广泛运用。它具有经济、高效的特点，有助于缩短工期、减少资金投入。同时，该技术可以减少风尘污染、降低噪音，减轻对城区交通和环境的干扰和破坏，是一项十分环保的施工技术。概况起来，顶管技术具有以下几个方面的特点：施工面从线缩成点，所占的面积小；噪音及震动少，对居民的声音干扰度低，已有管线和构筑物使用不受施工影响；施工地段地面的活动不受影响，对交通的干扰度低；可以进行水下或者地下铺设，可安全穿越公路、铁路、河流及建筑物，沿线的拆迁工作量少，工程的综合造价大为降低。
二、顶管技术在市政工程中的具体应用
1、顶进管的选择
顶进管一般选用钢筋砼管，如没有腐蚀要求可选用钢管。钢筋砼管的规格设计、配筋和应力验算应遵守有关钢筋砼的标准和技术规程，特别是有关钢筋砼管的标准和技术规程。
（1）顶进管直径的选择。顶进管的直径选择是首先根据工程性质、工程需要确定内径，根据顶进管所受荷载确定砼管的配筋及壁厚，进而确定外径。因为顶管工程工作面上需要配备挖土工人，所以一般管内径不小于500mm。
（2）顶进管长度的选择。顶进管的长度对顶管过程的可控性和经济性有很大的影响。在直线推顶的情况下使用长管可以减少装管的次数，取得良好的效果，但随着管长度的增长，如果偏离原定的路线，使之恢复正确路线要比使用短管更加困难。建造顶压坑时顶压坑的长度也要增大，挖坑、支护、回填、修复的费用将相应地增加。反之，在直线上推顶很短的管也较困难，因为短管比较容易向周围土层中挤入，致使整个管列呈蛇形弯曲，这便降低了管路顶进的可控性。
一般情况下，管长度须相对于管径来衡量，当L/D 外≤1.10 时，为短管；当L/D 外=1.15时，为标准管；当L/D 外≥2.10 时为长管。
2、顶管施工的前期准备
（1）现场平面布置。平面总体布置包括起重设备、自动控制室、料具间、管片堆场、拌浆棚及拌浆材料堆场、注水系统、弃土坑的布置等。始发工作井内安装发射架、顶管机、前顶铁、主推千斤顶、反力架等顶进设备，工作井边侧设置下井扶梯供施工人员上下。
（2）顶管机进、出洞处以及后靠土体加固。为确保顶管机出洞的绝对安全，需对后靠土体及进、出洞区域土体进行高压旋喷桩加固。为防止顶管机进、出预留洞导致泥水流失，并确保在顶进过程中压注的触变泥浆不流失，必须在工作井安装洞口止水装置。
3、顶管施工的工艺
顶管施工又称为顶进法施工，是指利用顶进设备将预制的箱形或圆形构造物逐渐顶入路基，以构成立体交叉通道或涵洞的施工方法。顶管施工需先在确定的管段之间设置工作井和接收井，然后在工作井内安装推力设备将导轨上的顶管机头推入土体，由机头导向，将预制的钢筋混凝土管向前顶进，前端土体通过工作井运出，最后完成管道铺设。
（1）顶管井的设计。顶管井分工作井与接收井两种，顶管井的建造结构有很多种类，一般使用钢筋混凝土结构。工作井的结构形式通常有单孔井和单排孔井。前者形状有圆形、正方形、矩形等，后者则大多为矩形，它们的结构受力性能由高至低依次为圆形一正方形一矩形。结构布置时，可在井内设置内支撑，改善结构受力。在建造过程中，工作井按双向顶进设计，与接收井间隔布置，间距与设计检查井间距一致，施工完毕，在工作井和接收井的位置上按设计要求做检查井。
（2）顶管施工工序。①穿墙：打开穿墙闷板将工具管顶出井外，并安装穿墙止水装置，主要技术施工措施如下： a. 穿墙管内填夯压密实的纸筋粘土或低强度水泥粘土拌和土，以起到临时性阻水挡土作用；b. 为确保穿墙孔外侧一定范围内土体基本稳定并有足够强度，工作井工具管穿墙前，对穿墙管外侧采取注浆固结措施； c. 穿墙前对可能出现的问题进行分析并制定相应处理措施；d. 闷板开启后迅速推进工具管，同时做好穿墙止水，工程中常采用止水法兰加压板，中间安入20mm厚的天然优质橡胶止水板环，要求具有较高的拉伸率和耐磨性，借助管道顶进带动安装好的橡胶板形成逆向止水装置，应防止因穿墙管外侧的土体暴露时间过长而产生扰动流变。②顶管出洞：顶管出洞是顶管作业中一个很值得注意的问题，顶管出洞，即顶管机和第一节管子从工作井中破出洞口封门进入土中。开始正常顶管前的过程，是顶管技术中的关键工序，也是容易发生事故的工序。为防止管线出现偏斜，应采取工具管调整，在工具管下的井壁上加设支撑，若发现下跌立即用主顶油缸进行纠偏，工具管出洞前预先设定一个初始角弥补下跌等措施。③注浆减阻：在顶管施工中还有一个重要的技术措施就是通过压注触变泥浆填充管道周围的空隙，形成一道泥浆保护套，起到支撑地层，减少地面沉降，减少顶进阻力的作用。在施工中，首先对顶管机头尾部压浆，并要与顶进工作同步，然后在中继器和混凝土管道的适当位置进行跟踪补浆，以补充在顶进中的泥浆损失。注浆工序一般多应用于长距离顶管施工中。④顶管纠偏：纠偏是指机头偏离设计轴线后，利用设置在后部的纠偏千斤顶组，改变机头端面的方向，减少偏差，使管道沿设计轴线顶进。顶进纠偏是采用调整4 台纠偏千斤顶组的方法，进行纠偏操作，若管道偏左则千斤顶采用左伸右缩，反之亦然。如果同时有高程和方向偏差，则应先纠正偏差大的一边。纠偏应做到在顶进中采用小角度分级逐步进行，勤调微纠。当顶管机头发生旋转时，可采取在管内的相反方向增加压重块或在中间站提供旋转纠正力矩等方法纠正。
参考文献：
[1] 李德强,宋军. 顶管技术在市政工程中的应用研究[J]. 华章. 2011(19)
[2] 薛一彤. 顶管技术在市政工程中有关问题探讨[J]. 科技信息(科学教研). 2007(16)
[3] 李秋云. 顶管技术在城市给排水管道建设中的应用研究[J]. 中小企业管理与科技(下旬刊). 2009(07)
[4] 朱启林. 浅谈顶管技术在市政给排水工程中的应用[J]. 黑龙江科技信息. 2010(03)
[5] 赵冬梅. 浅谈市政工程中顶管施工技术[J]. 装备制造. 2009(12)
[6] 王晓惠,罗树德. 浅谈顶管施工技术[J]. 科技风. 2010(18)
[7] 汪玉泉,朱彩珍. 浅论顶管技术在市政给排水工程中的应用[J]. 黑龙江科技信息. 2010(20)
关键词：顶管技术市政工程必要性具体应用
中图分类号： TU99文献标识码： A 文章编号：
顶管设计在市政工程中，特别是深覆土大管径的管道工程和交通繁忙的城市主干道改造工程设计中显得尤为重要。在特定工程条件下，相对与开槽埋管更具优越性。时代要前进，城市要发展。市政设施配套完善，地下各种管道建设将会大量增加，顶管设计和施工也会增多。管径加大，长度加长，有直有曲，种类繁多，这将是今后大城市顶管施工的发展趋势。因此，我们要重视这个良机，进一步地完善和提高我们的顶管设计和施工技术，使之综合施工技术达到国际水平。
一、市政工程采用顶管技术的必要性
作为一项不开挖地面的网管铺设技术，顶管技术能实现管网从河流、铁路、公路等公共设施穿过而不影响设施的正常运作，甚至它能从建筑物下面穿过。顶管技术的可应用范围及其特性，使得市政工程采用这项技术的迫切性和必要性增强。
1、市政网管对顶管技术的应用
第一，进行旧城改造过程中，通常遇到各种网管间相互交错，管线的地下位置不明，原始资料不全或者丢失，导致市政网管铺设时无法进行地面的有效开挖，则采取顶管技术。第二，城市架空的路线遭遇繁华的街道、交通干线、文物古迹以及江河铁路阻截时，网管铺设需要转到地下进行过渡，则采取顶管技术。第三，污水管道的铺设直径大于Φ600mm，施工的现场不能采用明沟开挖进行埋管，则采取顶管技术。
2、顶管技术的特性
顶管技术尤其适用于大中型的管径非开挖埋设，在市政管线工程中得到广泛运用。它具有经济、高效的特点，有助于缩短工期、减少资金投入。同时，该技术可以减少风尘污染、降低噪音，减轻对城区交通和环境的干扰和破坏，是一项十分环保的施工技术。概况起来，顶管技术具有以下几个方面的特点：施工面从线缩成点，所占的面积小；噪音及震动少，对居民的声音干扰度低，已有管线和构筑物使用不受施工影响；施工地段地面的活动不受影响，对交通的干扰度低；可以进行水下或者地下铺设，可安全穿越公路、铁路、河流及建筑物，沿线的拆迁工作量少，工程的综合造价大为降低。
二、顶管技术在市政工程中的具体应用
1、顶进管的选择
顶进管一般选用钢筋砼管，如没有腐蚀要求可选用钢管。钢筋砼管的规格设计、配筋和应力验算应遵守有关钢筋砼的标准和技术规程，特别是有关钢筋砼管的标准和技术规程。
（1）顶进管直径的选择。顶进管的直径选择是首先根据工程性质、工程需要确定内径，根据顶进管所受荷载确定砼管的配筋及壁厚，进而确定外径。因为顶管工程工作面上需要配备挖土工人，所以一般管内径不小于500mm。
（2）顶进管长度的选择。顶进管的长度对顶管过程的可控性和经济性有很大的影响。在直线推顶的情况下使用长管可以减少装管的次数，取得良好的效果，但随着管长度的增长，如果偏离原定的路线，使之恢复正确路线要比使用短管更加困难。建造顶压坑时顶压坑的长度也要增大，挖坑、支护、回填、修复的费用将相应地增加。反之，在直线上推顶很短的管也较困难，因为短管比较容易向周围土层中挤入，致使整个管列呈蛇形弯曲，这便降低了管路顶进的可控性。
一般情况下，管长度须相对于管径来衡量，当L/D 外≤1.10 时，为短管；当L/D 外=1.15时，为标准管；当L/D 外≥2.10 时为长管。
2、顶管施工的前期准备
（1）现场平面布置。平面总体布置包括起重设备、自动控制室、料具间、管片堆场、拌浆棚及拌浆材料堆场、注水系统、弃土坑的布置等。始发工作井内安装发射架、顶管机、前顶铁、主推千斤顶、反力架等顶进设备，工作井边侧设置下井扶梯供施工人员上下。
（2）顶管机进、出洞处以及后靠土体加固。为确保顶管机出洞的绝对安全，需对后靠土体及进、出洞区域土体进行高压旋喷桩加固。为防止顶管机进、出预留洞导致泥水流失，并确保在顶进过程中压注的触变泥浆不流失，必须在工作井安装洞口止水装置。
3、顶管施工的工艺
顶管施工又称为顶进法施工，是指利用顶进设备将预制的箱形或圆形构造物逐渐顶入路基，以构成立体交叉通道或涵洞的施工方法。顶管施工需先在确定的管段之间设置工作井和接收井，然后在工作井内安装推力设备将导轨上的顶管机头推入土体，由机头导向，将预制的钢筋混凝土管向前顶进，前端土体通过工作井运出，最后完成管道铺设。
（1）顶管井的设计。顶管井分工作井与接收井两种，顶管井的建造结构有很多种类，一般使用钢筋混凝土结构。工作井的结构形式通常有单孔井和单排孔井。前者形状有圆形、正方形、矩形等，后者则大多为矩形，它们的结构受力性能由高至低依次为圆形一正方形一矩形。结构布置时，可在井内设置内支撑，改善结构受力。在建造过程中，工作井按双向顶进设计，与接收井间隔布置，间距与设计检查井间距一致，施工完毕，在工作井和接收井的位置上按设计要求做检查井。
（2）顶管施工工序。①穿墙：打开穿墙闷板将工具管顶出井外，并安装穿墙止水装置，主要技术施工措施如下： a. 穿墙管内填夯压密实的纸筋粘土或低强度水泥粘土拌和土，以起到临时性阻水挡土作用；b. 为确保穿墙孔外侧一定范围内土体基本稳定并有足够强度，工作井工具管穿墙前，对穿墙管外侧采取注浆固结措施； c. 穿墙前对可能出现的问题进行分析并制定相应处理措施；d. 闷板开启后迅速推进工具管，同时做好穿墙止水，工程中常采用止水法兰加压板，中间安入20mm厚的天然优质橡胶止水板环，要求具有较高的拉伸率和耐磨性，借助管道顶进带动安装好的橡胶板形成逆向止水装置，应防止因穿墙管外侧的土体暴露时间过长而产生扰动流变。②顶管出洞：顶管出洞是顶管作业中一个很值得注意的问题，顶管出洞，即顶管机和第一节管子从工作井中破出洞口封门进入土中。开始正常顶管前的过程，是顶管技术中的关键工序，也是容易发生事故的工序。为防止管线出现偏斜，应采取工具管调整，在工具管下的井壁上加设支撑，若发现下跌立即用主顶油缸进行纠偏，工具管出洞前预先设定一个初始角弥补下跌等措施。③注浆减阻：在顶管施工中还有一个重要的技术措施就是通过压注触变泥浆填充管道周围的空隙，形成一道泥浆保护套，起到支撑地层，减少地面沉降，减少顶进阻力的作用。在施工中，首先对顶管机头尾部压浆，并要与顶进工作同步，然后在中继器和混凝土管道的适当位置进行跟踪补浆，以补充在顶进中的泥浆损失。注浆工序一般多应用于长距离顶管施工中。④顶管纠偏：纠偏是指机头偏离设计轴线后，利用设置在后部的纠偏千斤顶组，改变机头端面的方向，减少偏差，使管道沿设计轴线顶进。顶进纠偏是采用调整4 台纠偏千斤顶组的方法，进行纠偏操作，若管道偏左则千斤顶采用左伸右缩，反之亦然。如果同时有高程和方向偏差，则应先纠正偏差大的一边。纠偏应做到在顶进中采用小角度分级逐步进行，勤调微纠。当顶管机头发生旋转时，可采取在管内的相反方向增加压重块或在中间站提供旋转纠正力矩等方法纠正。
参考文献：
[1] 李德强,宋军. 顶管技术在市政工程中的应用研究[J]. 华章. 2011(19)
[2] 薛一彤. 顶管技术在市政工程中有关问题探讨[J]. 科技信息(科学教研). 2007(16)
[3] 李秋云. 顶管技术在城市给排水管道建设中的应用研究[J]. 中小企业管理与科技(下旬刊). 2009(07)
[4] 朱启林. 浅谈顶管技术在市政给排水工程中的应用[J]. 黑龙江科技信息. 2010(03)
[5] 赵冬梅. 浅谈市政工程中顶管施工技术[J]. 装备制造. 2009(12)
[6] 王晓惠,罗树德. 浅谈顶管施工技术[J]. 科技风. 2010(18)
[7] 汪玉泉,朱彩珍. 浅论顶管技术在市政给排水工程中的应用[J]. 黑龙江科技信息. 2010(20)