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摘要：随着城市化进程的加快，市政工程也面临着新的选择，如何在保障城市居民生活的前提下，进行市政工程建设，这是一个迫切要解决的问题，而顶管技术为这个做了一个保障，本文主要从两个方面就顶管技术在市政工程运用中的相关问题进行探讨。
关键字：顶管技术市政工程问题
由于城市的飞速发展和城区人口的大量增加，我们城市现存的许多设施不能满足发展的需要，城市对基础设施建设的总体要求越来越高。地下管网是城市基础设施的重要组成部分，日夜肩负着传送信息和能量的重要任务，是城市赖以生存和发展的物质基础，是城市不可缺少的生命线。随着顶管技术在市政工程的广泛运用，我在本文想谈谈几个有关方面的具体问题。
一、顶管井的技术。
顶管井是辅助设施，顶管工程大部分活动是围绕着顶管井进行的。顶管井是顶管的出发点，它的任何缺陷都将影响顶管的经济性，因此，顶管井的建造必须给予高度重视。要搭设好内衬和支护结构，这些结构必须保证管子能够不受任何阻碍地运入，此外还必须能抵抗动力装置的反作用力，使之均匀传递到土层上。管的支座应能准确地校正管的位置，并使新装上的管子能顺利地插人刚刚顶入的管。另外操纵设备应集中、均衡配置，便于检查和操作。
(1) 顶管井设计。
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。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。计算工作井尺寸设计建造一般要考虑以下因素：工作井长度的设计建造一般要考虑后背厚度、顶镐长度、顶铁厚度、单节管长、顶进管道余长工具管长度或管材节段长度的较大值、千斤顶长度、后座厚度、作业空间等的长度总和；工作井宽度的设计建造一般要考虑管道外径、管道两侧工作空间。顶管井深度为管道埋置深度、导轨高度和支垫厚度等的总和。顶管井的施工顺序一般为：基坑开挖——模板制作——钢筋绑扎——混凝土浇注——拆模。
（2）顶管井水土淤积问题。
市政工程往往由于顶管工作井预留洞口止水装置密封不严密或者其他原因，造成井内水土淤积，轻则使施工条件恶化，重则会使机头和管道叩头或机头受淹，影响顶管顺利出洞，给工程建设带来很大麻烦。作为顶管施工的薄弱环节，洞口止水装置的设计应引起设计者和施工者的高度重视。工作坑洞口止水装置的形式很多，有用齿形橡胶止水形式的，也有用盾尾钢缘刷密封并压注盾尾油脂的形式。无论设计和施工选用哪种形式，首先必須以安全止水为前提。其次才考虑经济性等因素。工作井洞口止水装置应根据工作坑的具体条件进行设计。
然而对于顶管接受井的洞口止水，由于工具管进洞姿态难以确定，一般情况下不采用止水装置，而是对洞口采用地基加固措施，并用扇形板将首节特殊管与接收井预埋钢法兰焊接。工作管进入接收坑时，坑内应计算好标高安放导轨。同时因接收坑为钢性连结，不仅满足止水要求，还要防止叩头现象的发生。
二、实施顶管作业
(1) 顶管顶力的预算。
在实施顶管作业之前，必须要对顶管顶力做一个预算，这是整个顶管作业工作胜利进行的一个保证。顶力是顶管工作中的重要因素，后背主顶千斤的顶力要克服各种阻力方能前进，顶管在施工中，影响顶管顶力的的主要因素有：①地质条件，主要包括含砂量，粘聚力，内摩擦角，地下杂质和地下水位；②管材自重，顶力随着管材重量的增大而呈现线性上升趋势，管材越重，顶力越大。③摩擦阻力，顶管管外的摩擦力影响因素很多，比如注浆效果直接关系到顶力的大小；注浆的顶力明显减小，未注浆顶管管外壁的单位面积摩阻力约为20-30kN，有时会再增大2倍；注浆后顶力可减少1/3-1/4；④顶进惯入阻力，顶进开始或者一直前进的情况下，顶力惯入的的阻力相对要小些，但是顶进过程中停止时间过长，重新启动顶力会增大。由于停顿时间长，四周松土会坍落在管壁上抱实，同时水分也会从减阻浆液里离析出来，失去减阻支承作用，顶进阻力则增大；⑤管道上垂直、水平的侧压力。管材如果不偏离方向，顶力的阻力相对要小，而管材线路在顶进过程中不断出现偏差，校正过多，因阻力增加也会使顶力增大。这些因素往往复杂地交织在一起，在施工现场难以及时计算出来。所以迫切需要总结、归纳、综合顶管顶力的方法。而作业过程中预先需要计算的顶力主要包括工具管迎面阻力和管道摩阻力两部分组成。
对于采用土压平衡和泥水平衡的顶管，通常迎面土压力都控制在主动土压力和被动土压力之间，一般泥水平衡泥仓压力和土压平衡掘进机土压力应为前静止土压力的1.0-1.1倍。迎面阻力的预算可以近似采用管中心所受的静止土压力，即:PF=r(H+Dl/2)K0лDl2 ／4
式中；K0——静止土压力系数，与土性质有关，粘性土中，K0的取值范围为0．33～O．7。也可按K0=1一sinφ计算：
r—土体重度，kN／m3；
D1—工具管的半径，m；
H—顶管覆土厚度，m。
管外壁摩阻力的预算可以根据GB50268-97《给排水管道工程施工及验收规范》中第6.4.8条规定，顶管的管外壁摩阻力可按下式计算：F=frD1[2H+(2H+D1)tan2(450-φ/2)+w/rD1 ]L
式中：F--计算的管外壁摩阻力，kN；
r--管道处土层的重度，kN／m3；
D1--管道外径，m；
H--顶管覆土厚度，m；
φ--管道处土层内摩擦角，(0)；
w--管道单位长度的自重，kN／m
L—管道的计算顶进长度，m；
f--顶进时，管道表面与其周围土层之间的摩擦系数。
(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，应采取工具管调零，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)顶管测量控制。
顶管施工发生方向偏移是时常发生的问题，因此顶管测量控制工作应是顶管施工的重点。施工时应该进行三维动态测量，其精度要求很高，在井周围布设一个高精度的控制网，用以测放、检查和修正工作井井区和井下的测量点，如轴线点、井下的测量起始点和后视点等。同时还要测量提供的机头折角、倾斜仪基数和走动趋势、前后尺读数比较、机尾处地面沉降量等等。0．50以上的大动作纠偏须尽量避免，也应争取在非重要地段进行并注意观测。当然在实施作业时能够使用自动测量系统是最好的。自动测量系统是由顶管工作井井下一台固定于仪器墩上的激光导航仪及工具管前仓的指示板组成。而激光导航仪与安装于控制室内的计算机通过专用双向通讯电缆连接。
总之，顶管设计在市政工程中起到重大的作用，然而完善和提高我国顶管设计和施工技术，使之综合施工技术达到国际水平，是一项长久而艰巨的任务。上面我只是从几个方面作了一些探讨，希望能起到抛砖引玉的作用。
参考文献：
1、王峰《顶管技术在泵站出水管道施工中的应用》
2、黎勤波《市政顶管井结构设计与计算》《广东土木与建筑》2006年1月
3、王义强《顶管技术在管道施工中的应用》《西部探矿工程》2006年7月
4、韩从献、李锋《浅谈顶管技术在市政工程中的应用》《西部探矿工程》2006年3月
5、王军《顶管法施工在市政工程中的应用》《市政机械化》2001年2l期。
关键字：顶管技术市政工程问题
由于城市的飞速发展和城区人口的大量增加，我们城市现存的许多设施不能满足发展的需要，城市对基础设施建设的总体要求越来越高。地下管网是城市基础设施的重要组成部分，日夜肩负着传送信息和能量的重要任务，是城市赖以生存和发展的物质基础，是城市不可缺少的生命线。随着顶管技术在市政工程的广泛运用，我在本文想谈谈几个有关方面的具体问题。
一、顶管井的技术。
顶管井是辅助设施，顶管工程大部分活动是围绕着顶管井进行的。顶管井是顶管的出发点，它的任何缺陷都将影响顶管的经济性，因此，顶管井的建造必须给予高度重视。要搭设好内衬和支护结构，这些结构必须保证管子能够不受任何阻碍地运入，此外还必须能抵抗动力装置的反作用力，使之均匀传递到土层上。管的支座应能准确地校正管的位置，并使新装上的管子能顺利地插人刚刚顶入的管。另外操纵设备应集中、均衡配置，便于检查和操作。
(1) 顶管井设计。
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。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。计算工作井尺寸设计建造一般要考虑以下因素：工作井长度的设计建造一般要考虑后背厚度、顶镐长度、顶铁厚度、单节管长、顶进管道余长工具管长度或管材节段长度的较大值、千斤顶长度、后座厚度、作业空间等的长度总和；工作井宽度的设计建造一般要考虑管道外径、管道两侧工作空间。顶管井深度为管道埋置深度、导轨高度和支垫厚度等的总和。顶管井的施工顺序一般为：基坑开挖——模板制作——钢筋绑扎——混凝土浇注——拆模。
（2）顶管井水土淤积问题。
市政工程往往由于顶管工作井预留洞口止水装置密封不严密或者其他原因，造成井内水土淤积，轻则使施工条件恶化，重则会使机头和管道叩头或机头受淹，影响顶管顺利出洞，给工程建设带来很大麻烦。作为顶管施工的薄弱环节，洞口止水装置的设计应引起设计者和施工者的高度重视。工作坑洞口止水装置的形式很多，有用齿形橡胶止水形式的，也有用盾尾钢缘刷密封并压注盾尾油脂的形式。无论设计和施工选用哪种形式，首先必須以安全止水为前提。其次才考虑经济性等因素。工作井洞口止水装置应根据工作坑的具体条件进行设计。
然而对于顶管接受井的洞口止水，由于工具管进洞姿态难以确定，一般情况下不采用止水装置，而是对洞口采用地基加固措施，并用扇形板将首节特殊管与接收井预埋钢法兰焊接。工作管进入接收坑时，坑内应计算好标高安放导轨。同时因接收坑为钢性连结，不仅满足止水要求，还要防止叩头现象的发生。
二、实施顶管作业
(1) 顶管顶力的预算。
在实施顶管作业之前，必须要对顶管顶力做一个预算，这是整个顶管作业工作胜利进行的一个保证。顶力是顶管工作中的重要因素，后背主顶千斤的顶力要克服各种阻力方能前进，顶管在施工中，影响顶管顶力的的主要因素有：①地质条件，主要包括含砂量，粘聚力，内摩擦角，地下杂质和地下水位；②管材自重，顶力随着管材重量的增大而呈现线性上升趋势，管材越重，顶力越大。③摩擦阻力，顶管管外的摩擦力影响因素很多，比如注浆效果直接关系到顶力的大小；注浆的顶力明显减小，未注浆顶管管外壁的单位面积摩阻力约为20-30kN，有时会再增大2倍；注浆后顶力可减少1/3-1/4；④顶进惯入阻力，顶进开始或者一直前进的情况下，顶力惯入的的阻力相对要小些，但是顶进过程中停止时间过长，重新启动顶力会增大。由于停顿时间长，四周松土会坍落在管壁上抱实，同时水分也会从减阻浆液里离析出来，失去减阻支承作用，顶进阻力则增大；⑤管道上垂直、水平的侧压力。管材如果不偏离方向，顶力的阻力相对要小，而管材线路在顶进过程中不断出现偏差，校正过多，因阻力增加也会使顶力增大。这些因素往往复杂地交织在一起，在施工现场难以及时计算出来。所以迫切需要总结、归纳、综合顶管顶力的方法。而作业过程中预先需要计算的顶力主要包括工具管迎面阻力和管道摩阻力两部分组成。
对于采用土压平衡和泥水平衡的顶管，通常迎面土压力都控制在主动土压力和被动土压力之间，一般泥水平衡泥仓压力和土压平衡掘进机土压力应为前静止土压力的1.0-1.1倍。迎面阻力的预算可以近似采用管中心所受的静止土压力，即:PF=r(H+Dl/2)K0лDl2 ／4
式中；K0——静止土压力系数，与土性质有关，粘性土中，K0的取值范围为0．33～O．7。也可按K0=1一sinφ计算：
r—土体重度，kN／m3；
D1—工具管的半径，m；
H—顶管覆土厚度，m。
管外壁摩阻力的预算可以根据GB50268-97《给排水管道工程施工及验收规范》中第6.4.8条规定，顶管的管外壁摩阻力可按下式计算：F=frD1[2H+(2H+D1)tan2(450-φ/2)+w/rD1 ]L
式中：F--计算的管外壁摩阻力，kN；
r--管道处土层的重度，kN／m3；
D1--管道外径，m；
H--顶管覆土厚度，m；
φ--管道处土层内摩擦角，(0)；
w--管道单位长度的自重，kN／m
L—管道的计算顶进长度，m；
f--顶进时，管道表面与其周围土层之间的摩擦系数。
(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，应采取工具管调零，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)顶管测量控制。
顶管施工发生方向偏移是时常发生的问题，因此顶管测量控制工作应是顶管施工的重点。施工时应该进行三维动态测量，其精度要求很高，在井周围布设一个高精度的控制网，用以测放、检查和修正工作井井区和井下的测量点，如轴线点、井下的测量起始点和后视点等。同时还要测量提供的机头折角、倾斜仪基数和走动趋势、前后尺读数比较、机尾处地面沉降量等等。0．50以上的大动作纠偏须尽量避免，也应争取在非重要地段进行并注意观测。当然在实施作业时能够使用自动测量系统是最好的。自动测量系统是由顶管工作井井下一台固定于仪器墩上的激光导航仪及工具管前仓的指示板组成。而激光导航仪与安装于控制室内的计算机通过专用双向通讯电缆连接。
总之，顶管设计在市政工程中起到重大的作用，然而完善和提高我国顶管设计和施工技术，使之综合施工技术达到国际水平，是一项长久而艰巨的任务。上面我只是从几个方面作了一些探讨，希望能起到抛砖引玉的作用。
参考文献：
1、王峰《顶管技术在泵站出水管道施工中的应用》
2、黎勤波《市政顶管井结构设计与计算》《广东土木与建筑》2006年1月
3、王义强《顶管技术在管道施工中的应用》《西部探矿工程》2006年7月
4、韩从献、李锋《浅谈顶管技术在市政工程中的应用》《西部探矿工程》2006年3月
5、王军《顶管法施工在市政工程中的应用》《市政机械化》2001年2l期。