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【摘 要】：随着我国城市经济的快速发展，城市城下的建设工程将会越来越多，顶管技术由于其在市政工程施工中的众多优点而逐渐被广泛应用，顶管施工技术的采用，能够有效地降低对附近城市构筑物和道路、管网的影响，取得环保、安全、经济、高效的效果。本文就曲线顶管施工工艺在市政工程中的应用作了简要的分析与探讨。
【关键词】：曲线顶管；施工工艺；市政工程；应用
中图分类号：TU99 文献标识码：A 文章编号：
引言
随着城市基础市政工程建设的不断发展，基础建设日益完善，地下空间的开发项目越来越多，地下工程建设实施的难度不断加大。同时，政府与社会对城市的文明建设、环境治理日益重视。市政地下工程越来越普遍地采用非开挖技术，顶管技术作为一种非开挖技术，其在国外已广泛使用，在国内也已逐渐普及。传统的挖槽埋管地下管线施工技术由于对地面交通影响较大，使本来就拥挤繁忙的城市交通如同雪上加霜，同时给市民工作、生活带来许多不便，特别在人口稠密的城市和交通拥挤的地区以及不允许开挖的地段，这个矛盾就更加突出。由于顶管施工工艺不开挖地面，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、粉尘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。
一、顶管施工的特点
顶管施工法又称为非开挖管道敷设的技术，由于其多方面的优点，在市政工程中尤其是在市政管线工程中得到了广泛地应用。它具有不需要开挖地表面层，就能够穿越地面上的构筑物和地下管线及河道、铁路、公路，施工面由线缩成点，占地面积小，地面活动不受施工影响，对交通干扰小的特点，相比于开挖敷设的技术，投资和工期都将大大的节省。同时，顶管施工的技术还可以降低噪音和震动低，减少粉尘，减轻对城区的交通条件和环境状况的干扰和破坏，减少了沿线的拆迁工作量，降低了工程的造价，属于真正的无污染、高效率的施工技术。
曲线顶管的施工
1.曲线顶管设备及管材的选择
选择比较适宜的顶管掘进机对顶管施工的顺利进行是至关重要的，顶管掘进机的选型与施工地点的土质情况有关，而与曲线的曲率情况无关。纠偏系统的设计着重注意机头纠偏油缸的总推力及机头的长径比，机头的长径比若过小，在软土等地层中顶进时，就常会因土体的反力不够，加之掘进机的自重及机械工作振动的影响，即使在机头纠偏油缸伸出的情况下，仍会无反应；由于顶管纠偏的原则是勤测、勤纠、微纠，若设计的太小，不能满足及时纠偏的要求，如果取值过大，操作人员在实际中又往往很难控制到微纠，因此，要根据实际的情况来进行确定。
目前顶管用的管材型号有企口管、T型钢套接口管和F型钢套接口管三种。在曲线顶管中注意分析曲线段的管端面的受力，由于管偏角的存在，管子断面的受力面积减少，将产生局部应力集中现象。对于管节端面的木衬垫。在直线段时，木衬垫经过受力后已经被压缩了一部分，进入曲线段以后，在管道内侧又会被压缩一部分，但是这种压缩程度的多少与材料的性能有关。有关试验显示：若采用松木，变形量将会高达30％以上；而若采用的是多层夹板，则其变形量会很小，只有15%。对于曲线顶管的施工，衬垫的材料不仅要够满足强度的条件，同时曲线段管子端面的承载面积应该尽可能的大些，显然对于曲线顶管施工的进行用松木衬垫更适合。为防止起不到补偿端面承载面积与压缩变形的作用，松木衬垫的厚度应不宜太薄。
三、曲线顶管的施工过程
整个的曲线顶管施工过程大致可以分为四个阶段：出洞前的准备阶段、正常的顶进阶段、曲线段的顶进出洞与后期的收尾阶段。
（1）出洞前的准备阶段主要包括：顶管设备的进场，起重设备的就位，轴线的放样，洞口止水装置的安装，电气控制线路的布置，操纵平台的搭建，就位压浆系统以及其管道的安装就位，储水箱及泥水泵的安装，各部分设备的调试运行，顶管机头的下井就位，触变泥浆的搅拌储存，联机总调试，泥水系统机坑旁通阀组及管道系统的安装就位，机坑导轨主顶油缸组成及测量的安装就位等。
(2)正常的顶进阶段，要割除型钢或者钢筋，凿除水泥土或者混凝土，打开洞门，机头顶入洞口后下设备，转接电缆、油管及泥水管后，继续的顶进油缸，顶到位后，拆除泥水管与电缆，放第一节管下井，使设备段与第一节混凝土管合拢，接通泥水管和电缆后继续的顶进。重复上述的过程。在顶至预定的长度后，下中继环并联机调试一次。在顶进的过程中每顶一节管都要对机头前10m，后20m的地面沉降监测点作出测量，并对顶进的轴线作1~2次的测量，确定纠偏的方向与时机，以便当班的施工人员能及时的采取相应措施，来控制沉降的幅度。在整个的顶进过程中从机头后设备段、即后续管每隔两只管节设置一圈压浆孔向管壁外注入触变泥浆，进行顶进中的定点压浆和中间补浆，用以减小顶进时管外壁的阻力，填充土中的空隙，减小地面的沉降。
（3）管道顶进在进入曲线段时，利用机头的纠偏油缸作(管道)机头一侧伸展来形成曲线，这种伸展所产生的曲线稳定可靠，当接口张开后，再用特制的厚木垫嵌入开口处而使接口的张开量保持恒定。但后续的接口易产生张开量不均匀的问题，严重时会造成接口破坏。为确保每个管节的接口张开量均匀，须用液压千斤顶来调整接口的张开量。
（4）出洞及后期的收尾工作包括：安装洞口的止水装置，接收导轨的就位，井位复测，打开洞门，机头偏差的复测，管道内的清理，机头的进洞并吊运，机坑内设备的拆除和吊运,洞口井壁与混凝土管节之间的连接得到处理，管道的清洗，管节偏差测量记录等。
四、顶管施工要注意的几个问题
(1)根据准确计算顶进推力等计算结果，选用相应的油缸类型和确定中间的分布;通过工作设计，根据计算得到最大顶力，提出工作井的加固方案。
(2)有毒有害气体的检测和预防，顶管施工通过的地层一般都会有淤泥层，腐烂的动植物会在地下生成有毒有害的气体，顶管施工过程中，需要定时监测管内有毒有害气体的含量，及时通风换气，确保安全。
(3)在顶管顶进过程中，对于顶管轴线要进行严格的复核，做到勤测 勤纠偏，尽量减少由于顶进而造成偏差大；对于中间长度补浆、局部地段的定点压浆和机尾定点的压浆，要进行严格的管理，并通过沿线的沉降监测与顶进测量数据及时反馈有关的操作人员。
(4)施工前必须了解土层的变化情况;对于要经过回填土的地带，需要提前加固处理，避免施工过后地表有过大幅度的下沉。在出洞后的顶管过程中，需根据地面沉降监测的数据对顶管正面土压力和泥水压力调整到最佳值，防止因正面水土流失而引起的沉降。
(5)顶管在建筑物基础下施工时，需要明确施工路线上所遇到的建筑物基础类型，对部分不稳定的基础，顶管顶进前可以采取托换加固措施；地下管线的提前探察时，提前查明其它地下管线的走向位置、埋设深度等，不仅有利于顶管施工工程的顺利进行，而且也能保证其它地下管线的安全。
结语
随着城市建设步伐的加快，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。曲线顶管施工技术不会影响到既有建筑物和构筑物的使用，对公路、河流、建筑物扰动很小，地下施工噪声低，，对环境的破坏很小，土方和泥浆集中排放 施工进度快等方面优点，为施工困难地区管道工程提供了新的施工途径，曲线顶管施工技术必将在市政工程建设中以及其他领域得到越来越广泛的应用。
参考文献：
[1]鄧雅婷. 地下建筑与工程专业揭密及院校介绍[J].高校招生学校学报，2010(1).
[2]马奋涛，汪润青.市政给排水工程中的顶管施工技术[J].科技创新导报，2009(21).
【关键词】：曲线顶管；施工工艺；市政工程；应用
中图分类号：TU99 文献标识码：A 文章编号：
引言
随着城市基础市政工程建设的不断发展，基础建设日益完善，地下空间的开发项目越来越多，地下工程建设实施的难度不断加大。同时，政府与社会对城市的文明建设、环境治理日益重视。市政地下工程越来越普遍地采用非开挖技术，顶管技术作为一种非开挖技术，其在国外已广泛使用，在国内也已逐渐普及。传统的挖槽埋管地下管线施工技术由于对地面交通影响较大，使本来就拥挤繁忙的城市交通如同雪上加霜，同时给市民工作、生活带来许多不便，特别在人口稠密的城市和交通拥挤的地区以及不允许开挖的地段，这个矛盾就更加突出。由于顶管施工工艺不开挖地面，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、粉尘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。
一、顶管施工的特点
顶管施工法又称为非开挖管道敷设的技术，由于其多方面的优点，在市政工程中尤其是在市政管线工程中得到了广泛地应用。它具有不需要开挖地表面层，就能够穿越地面上的构筑物和地下管线及河道、铁路、公路，施工面由线缩成点，占地面积小，地面活动不受施工影响，对交通干扰小的特点，相比于开挖敷设的技术，投资和工期都将大大的节省。同时，顶管施工的技术还可以降低噪音和震动低，减少粉尘，减轻对城区的交通条件和环境状况的干扰和破坏，减少了沿线的拆迁工作量，降低了工程的造价，属于真正的无污染、高效率的施工技术。
曲线顶管的施工
1.曲线顶管设备及管材的选择
选择比较适宜的顶管掘进机对顶管施工的顺利进行是至关重要的，顶管掘进机的选型与施工地点的土质情况有关，而与曲线的曲率情况无关。纠偏系统的设计着重注意机头纠偏油缸的总推力及机头的长径比，机头的长径比若过小，在软土等地层中顶进时，就常会因土体的反力不够，加之掘进机的自重及机械工作振动的影响，即使在机头纠偏油缸伸出的情况下，仍会无反应；由于顶管纠偏的原则是勤测、勤纠、微纠，若设计的太小，不能满足及时纠偏的要求，如果取值过大，操作人员在实际中又往往很难控制到微纠，因此，要根据实际的情况来进行确定。
目前顶管用的管材型号有企口管、T型钢套接口管和F型钢套接口管三种。在曲线顶管中注意分析曲线段的管端面的受力，由于管偏角的存在，管子断面的受力面积减少，将产生局部应力集中现象。对于管节端面的木衬垫。在直线段时，木衬垫经过受力后已经被压缩了一部分，进入曲线段以后，在管道内侧又会被压缩一部分，但是这种压缩程度的多少与材料的性能有关。有关试验显示：若采用松木，变形量将会高达30％以上；而若采用的是多层夹板，则其变形量会很小，只有15%。对于曲线顶管的施工，衬垫的材料不仅要够满足强度的条件，同时曲线段管子端面的承载面积应该尽可能的大些，显然对于曲线顶管施工的进行用松木衬垫更适合。为防止起不到补偿端面承载面积与压缩变形的作用，松木衬垫的厚度应不宜太薄。
三、曲线顶管的施工过程
整个的曲线顶管施工过程大致可以分为四个阶段：出洞前的准备阶段、正常的顶进阶段、曲线段的顶进出洞与后期的收尾阶段。
（1）出洞前的准备阶段主要包括：顶管设备的进场，起重设备的就位，轴线的放样，洞口止水装置的安装，电气控制线路的布置，操纵平台的搭建，就位压浆系统以及其管道的安装就位，储水箱及泥水泵的安装，各部分设备的调试运行，顶管机头的下井就位，触变泥浆的搅拌储存，联机总调试，泥水系统机坑旁通阀组及管道系统的安装就位，机坑导轨主顶油缸组成及测量的安装就位等。
(2)正常的顶进阶段，要割除型钢或者钢筋，凿除水泥土或者混凝土，打开洞门，机头顶入洞口后下设备，转接电缆、油管及泥水管后，继续的顶进油缸，顶到位后，拆除泥水管与电缆，放第一节管下井，使设备段与第一节混凝土管合拢，接通泥水管和电缆后继续的顶进。重复上述的过程。在顶至预定的长度后，下中继环并联机调试一次。在顶进的过程中每顶一节管都要对机头前10m，后20m的地面沉降监测点作出测量，并对顶进的轴线作1~2次的测量，确定纠偏的方向与时机，以便当班的施工人员能及时的采取相应措施，来控制沉降的幅度。在整个的顶进过程中从机头后设备段、即后续管每隔两只管节设置一圈压浆孔向管壁外注入触变泥浆，进行顶进中的定点压浆和中间补浆，用以减小顶进时管外壁的阻力，填充土中的空隙，减小地面的沉降。
（3）管道顶进在进入曲线段时，利用机头的纠偏油缸作(管道)机头一侧伸展来形成曲线，这种伸展所产生的曲线稳定可靠，当接口张开后，再用特制的厚木垫嵌入开口处而使接口的张开量保持恒定。但后续的接口易产生张开量不均匀的问题，严重时会造成接口破坏。为确保每个管节的接口张开量均匀，须用液压千斤顶来调整接口的张开量。
（4）出洞及后期的收尾工作包括：安装洞口的止水装置，接收导轨的就位，井位复测，打开洞门，机头偏差的复测，管道内的清理，机头的进洞并吊运，机坑内设备的拆除和吊运,洞口井壁与混凝土管节之间的连接得到处理，管道的清洗，管节偏差测量记录等。
四、顶管施工要注意的几个问题
(1)根据准确计算顶进推力等计算结果，选用相应的油缸类型和确定中间的分布;通过工作设计，根据计算得到最大顶力，提出工作井的加固方案。
(2)有毒有害气体的检测和预防，顶管施工通过的地层一般都会有淤泥层，腐烂的动植物会在地下生成有毒有害的气体，顶管施工过程中，需要定时监测管内有毒有害气体的含量，及时通风换气，确保安全。
(3)在顶管顶进过程中，对于顶管轴线要进行严格的复核，做到勤测 勤纠偏，尽量减少由于顶进而造成偏差大；对于中间长度补浆、局部地段的定点压浆和机尾定点的压浆，要进行严格的管理，并通过沿线的沉降监测与顶进测量数据及时反馈有关的操作人员。
(4)施工前必须了解土层的变化情况;对于要经过回填土的地带，需要提前加固处理，避免施工过后地表有过大幅度的下沉。在出洞后的顶管过程中，需根据地面沉降监测的数据对顶管正面土压力和泥水压力调整到最佳值，防止因正面水土流失而引起的沉降。
(5)顶管在建筑物基础下施工时，需要明确施工路线上所遇到的建筑物基础类型，对部分不稳定的基础，顶管顶进前可以采取托换加固措施；地下管线的提前探察时，提前查明其它地下管线的走向位置、埋设深度等，不仅有利于顶管施工工程的顺利进行，而且也能保证其它地下管线的安全。
结语
随着城市建设步伐的加快，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。曲线顶管施工技术不会影响到既有建筑物和构筑物的使用，对公路、河流、建筑物扰动很小，地下施工噪声低，，对环境的破坏很小，土方和泥浆集中排放 施工进度快等方面优点，为施工困难地区管道工程提供了新的施工途径，曲线顶管施工技术必将在市政工程建设中以及其他领域得到越来越广泛的应用。
参考文献：
[1]鄧雅婷. 地下建筑与工程专业揭密及院校介绍[J].高校招生学校学报，2010(1).
[2]马奋涛，汪润青.市政给排水工程中的顶管施工技术[J].科技创新导报，2009(21).