市政给排水施工中顶管技术的应用分析

陈为齐

厦门市特水集团有限公司，福建 厦门 361000

在现代社会持续发展，城市化建设水平越来越高的背景下，市政给排水工程作为与人们生活息息相关的工程，其建设施工工艺备受重视。受到环境的影响，多数市政给排水工程的施工难度都比较高，面临着环境复杂、工期紧张等问题的挑战。近年来，顶管技术在市政给排水工程的施工中得到了大量应用，发挥出了其非常出色的应用价值，值得深入研究。

管道施工分开挖与非开挖，顶管技术（非开挖）是一种在当下地下管道工程中比较先进的技术之一，其核心特点在于不用大开挖土方，直接在地下进行管道的顶进、敷设或维修。现代城市化进程的不断加快，很多市政给排水工程的地下管道施工距离很长，在顶管技术不断进步的情况下，一种长距离顶管施工技术，被大量应用。城市的地面环境十分复杂，若采用传统管道施工技术，多数情况下都需要封闭现场，对城市交通以及人们的生活、出行造成不利的影响。而市政给排水工程关系到大量人口的用水、排水需求，加上城市内施工还要考虑噪音问题，这意味着多数工程的工期都比较短。而长距离顶管施工技术的应用，由于多数情况下是在地下施工，不会对地面环境造成不利影响。顶管施工的方式，不需要进行大量的土方开挖，城市空间占用面积小，涉及到的噪音污染、扬尘污染较少，是一种典型的绿色环保施工技术［1］。

2.1 顶管的选择

顶管技术的关键在于对顶管的应用，而不同的地质环境、施工规模，对顶管材料的要求也是不同的。在市政给排水管道的施工中，以往较多选用的钢筋混凝土管道，这种管道具有强度高、刚性好、耐用性强等特点，不仅适合作为地下管道应用，也能很好的适配顶管施工技术的应用要求。现常用的是离心球墨铸铁管，污水有污水专用离心球墨铸铁管（内衬高铝水泥离心球墨铸铁管），随着现代工程材料技术的不断发展，在部分工程中，钢质复合管道的应用率也在逐步提升。在确定管道材料之后，还需要根据市政给排水工程的具体设计图纸、施工方案，对管道的直径、长度进行明确。在管道直径的选择方面，首先需要考虑给排水工程的施工建设规模，即对管道未来所支撑的给水、排水流量进行预测和设计，再结合对管道材料刚度、承载力的考虑，选择合适的管道直径。其次，要做好顶管长度的控制。因为在顶管施工技术的实际应用中，管道系统在土层中顶进，需要管道承载一定的荷载。如果顶管过短，会导致管道安装、连接施工次数过多，无法发挥顶管施工技术的优势；
如果顶管过长，会增加荷载，不能很好的控制顶管路线和行进方向的准确性，导致施工难度增加，质量得不到保证。需要考虑现场实际环境以及具体施工要求，对顶管的长度进行合理控制。

2.2 前期的准备

在市政给排水施工前，顶管技术的应用需要做好充分的准备。在平面布置方面，要对自动控制系统、起重设备、顶进设备、材料堆放等方面进行准备，要在面积有限的施工现场合理划分各个设备安装运行区域、工作井区域、材料堆放区域以及人员设备的活动路线，确保施工开始之后现场能够做到有条不紊、井然有序。从顶管施工本身的角度来讲，顶管施工中会对土体产生较大的荷载，在顶管机械后靠位置以及进出洞口位置，为了避免受力严重失衡而出现较大的位移、坍塌问题，为了满足顶管机械的正常作业要求，需要对这些位置的土体进行加固。是采用的高压旋喷桩加固的方式，可以有效提升后靠土体、进出洞口附近土体的稳定性，为施工质量的把控奠定可靠基础［2］。

2.3 顶管的应用

在市政给排水工程施工中应用顶管技术，首先需要确定好工作井和接收井的位置。顶管井一般采用的是钢筋混凝土结构，按照结构形式可以分为沉井和护壁井，其中沉井截面形状为长方形，护壁井多做为圆形。其中，地质条件较不好及深度较深的情况下，一般是做沉井，但造价较高，施工工期也较长。工作井和接收井的选择，一般是根据现场地质条件、施工规模而定。

在确定顶管井之后，随机实施穿墙施工环节。将工具顶出井外，安装穿墙止水系统。也就是在管内填满压实的纸筋黏土，或低强度水泥拌合土，可以起到临时挡土、阻水的作用。为了保证穿墙孔外部土体足够稳定，需要对这部分土体进行灌浆加固。在顶管施工中，顶管出洞是十分关键的环节，施工前需要全面检查设备状态和管道状态，检查密封体是否安装到位，注浆设施是否能正常运转。在顶进施工中，注浆护壁技术的应用尤为重要，也就是在顶进过程通过在顶管与周围土层间隙中注入混凝土浆料的方式，起到保护管道、支撑地层的作用，同时还能有效减少地面沉降以及顶进施工的阻力。

综上所述，随着现代社会经济以及工程施工技术的发展，市政给排水工程的施工一方面会受到复杂城市环境的影响，另一方面也会得到现代先进技术工艺的支持。而顶管施工技术就是一种特别适合在城市环境中地下管道工程施工中应用的技术，具有环境影响小、效益高等优势。

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