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市政地下工程的顶管施工研究

发表时间：2020/9/3 来源：《基层建设》2020年第10期作者：施祥囝

[导读] 摘要：顶管法施工本身作为一种暗挖施工技术，广泛应用于市政地下工程施工中，该技术的应用对于城市有着较小的影响，有利于市政工程的顺利建设。

        上海凤德市政工程有限公司
        摘要：顶管法施工本身作为一种暗挖施工技术，广泛应用于市政地下工程施工中，该技术的应用对于城市有着较小的影响，有利于市政工程的顺利建设。本文简略阐述了顶管施工技术的概念以及优势，并从应用要点以及控制要点两方面内容着手，对市政地下工程的顶管施工技术展开了详细分析。
        关键词：市政地下工程；顶管施工；质量控制
        引言：近些年来，我国城市化进程逐渐推进，各种市政工程开始了如火如荼的建设，顶管施工技术的应用不需要开挖地面，而且能够满足施工在文明建设以及保护环境等方面的要求，但是当前在实际应用的过程中仍然存在部分阻碍因素，制约着市政地下工程的正常开展，相关人员有必要加大力度展开研究，进而实现其应用价值的提升。
        1顶管施工技术
        1.1技术分析
        在开展市政工程施工的过程中，应满足以下几个条件，包括低能耗、低干扰以及低破坏等，尽可能将对于市民的影响降到最低，传统的施工方式很难满足以上要求，但顶管施工技术的应用便有效缓解了这一矛盾。该技术的应用主要采用的是非开挖方式，能够在少开挖和不开挖的情况下完成施工。该技术主要是凭借顶进设备所产生的压力作用，冲破土壤以及管道之间的摩擦，再根据原定设计轨道，将管道压入土内，最后挪走土方。
        1.2优势
        首先在市政工程施工的过程中采用顶管施工技术，不需要挖开路面，使得人工成本的投入得到了极大降低，并对土地资源以及植被起到了有效的保护作用。其次，若是遇到贯穿地下管道以及地面建筑的工程，采用顶管技术能够对施工管道进行高效的铺设与维修。最后，与传统的开挖敷设施工不同，顶管施工技术能够极大减少工程施工的试件，并降低工程所使用的成本，同时该技术对于城市建筑的影响比较小，对于保护环境以及降低污染有着积极的意义[1]。
        2市政地下工程中顶管施工技术的应用
        本文从某工程实例出发，详细阐述了市政地下工程中顶管施工技术的应用，该工程为某城市地铁地下人行过街通道，工程总体分为A、B两端，其中A为东西方向，B为南北方向，两段共同使用同一个始发井。该始发井的深度为13.8m，顶管覆土的深度则是7.8m，施工过程中主要使用的是矩形顶管法，其断面尺寸的规格为7.7×4.3m，第一段与第二段的长度分别为133.5m和81m。为了能够有效避免在进行实际施工时出现触壁泥浆、外部土体以及水等直接向工作井中涌入，所以施工人员综合考虑施工周边的实际环境，全部使用预制矩形钢筋混凝土管节来构成顶管通道结构，在管节接口的位置所使用的是“F”型承插式，同时采用双组分聚硫密封膏以及锯齿形止水圈来作为接缝防水装置。因为顶管所穿越的地形较为复杂，多是淤泥积土、中砂以及砾砂，有着丰富的地下水资源，所以该工程在实际进行施工的过程中所使用的是组合式多刀盘土压平衡式矩形顶管机，该机械设备在掘进施工中使用能够有效保证地面沉降。
        2.1技术要点
        2.1.1现场踏勘与调查
        在市政工程中应用顶管施工技术，相关管理人员应事先展开对于路线、车流人流交通组织的现场调查，并在关键的路口位置设置相应导向牌，以起到对于人流与车流的引导作用，当人、车流量过于大时，便可以专门指派工作人员前去现场进行交通指挥。另外，工作人员还应详细明确周围所具有的排水系统，并在此基础上对逆水线路展开优化设计，同时还应加设临时的排水管道，有效规避由于水流不畅而导致的污水横流问题。工作人员需要认真完成对于供水、通讯、电气以及煤气管道的现场定位工作，将其明确标记出来，以此对其是否应该进行搬迁和采取关停措施进行判断。施工人员需要仔细勘察那些埋设比较深的市政构筑物，包括原有污水管道以及雨水箱等。全面考虑好桩基间距、桩基深度以及桥台基础等内容，并对附近建筑物的基坑进行确定，明确需要采用什么方式处理，是否要运用喷锚结构等[2]。
        2.1.2顶管选择
        在选择顶管的过程中，施工人员大多会应用钢筋混凝土管，若是施工在腐蚀方面没有其他的要求，工作人员便可以适当采用钢管来进行，需要注意的是，在对钢筋混凝土管进行选择的过程中需要注意配筋参数以及顶管规格，确保其能够与相关要求与标准相符合。在确定顶管直径时，工作人员需要全面考虑工程的实际类型，并选择能够与其相符的顶管，另外在进行顶管施工的过程中还应安排专门进行挖土的工作人员。

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基于此，管道的内径应在0.5m以上，然后在开展对于其所受荷载的计算工作，并综合考虑计算结果，确定好顶管的外径以及厚度等各项数据。在选择长度时，工作人员要从工程的施工要求以及标准出发，由于顶管的长度对于工程所获得的经济效益有着直接影响，所以工作人员应尽可能选择较长的顶管，尽量减少装管次数，进而达到有效节省成本的目的。
        2.1.3顶管井施工
        在顶管井施工方面，其主要共有接收井以及工作井两种类型，但是在此基础上仍然可以能够对其进行细化分类，通常情况下，大多数顶管施工采用的顶管井都是钢筋混凝土结构的。在实际开展施工操作时，大部分工作井的形式都是单排孔井以及单孔井，二者之间有着明显的差别，其中单排孔井在形状上呈现出较为单一的特点，而且通常为矩形，而单孔井则有着较多的形状，既有矩形，也包括方形以及圆形等。在开展顶管井施工时，穿墙是最为重要和基础的工作，施工人员需要先打穿墙的门板，再把工具管顶出井外，然后便可以完成对于穿墙止水装置的安装。主要指的是将纸筋黏土密实地夯压于穿墙管的内部，或者选择有着较低强度的水泥黏土，此举有助于施工人员更好地开展阻水挡土工作。
        2.2控制要点
        2.2.1安全与质量控制
        从以往所开展的顶管施工来看，一般开挖工作井的深度都在5m以上，而且在工作井中的实际作业时间大多要持续一个月左右。工作井是市政地下工程顶管施工的重要环节之一，工作井的施工质量直接影响着市政地下工程的实际情况，由此可见工作井质量的重要性。在开展对于工作井的施工过程中，应使砌体可以受到多方面所施加的压力，以此充分体现出砌体材料自身应有的作用。在对后背墙进行质量控制时，应完全将后背墙土壁以及枕木拆除，基于此，施工人员务必要重视其接触面所具有的密闭性以及平整性，唯有确保其能够与相关要求相符合，才能够确保其土体可以承受应有的压力。
        如果后背墙外侧土体的含水量过大，土体便会在撤掉受力之后出现液化的现象，难以继续开展对于顶管的顶进工作。因此，施工人员应严格控制好土体的含水量，在其含水量较高时，采取妥善的处理措施降低土体中所含水分，为后续顶管施工奠定坚实的基础，保障工程质量以及工程进度的有效提升。
        顶管施工的质量是顶管施工中要重点考虑的问题，而轴向与标高则是对顶管质量产生影响的最为直接的因素。施工人员在进行顶管施工时应从实际的施工设计图纸出发，测量好管线的走向以及标高等各项数据，尤其要特别注重水准点以及轴线方位，并做好相应的标识。施工人员在安装导轨时需要强化对其的复核工作，确保其数据能够符合相应的设计要求，并控制好管道的走向以及高度，尽可能降低误差，并使其维持在合理范围之内。
        2.2.2注意事项
        工作人员在进行顶管施工之前务必要实现制定好切实可行的施工方案，并使其能够与实际情况相符合，严格遵循地下顶管的施工技术要求。在工作井中，施工人员要实现采取相应的防爆以及防毒处理。针对供电装置，施工人员应使其自动切换成双路电源，以便于在施工过程中有效地区分照明以及动力，严禁出现两组动能一路供电的情况，尤其要注意在作业面的照明供电中，应对电压进行高效控制，尽可能选择低压电源进行供电。在安装顶管后座方面，如果出现后背墙体不平整以及枕木压缩不均匀的问题，则需要调整好枕木的受压状况，以及针对后背墙面开展相应相应的加固处理。
        在顶管顶进过程中，油泵操作人员需要仔细观察好油泵的具体数值，确定其数值是否具有均匀性，如果压力数值突然间出现增大的状况，便要第一时间叫停施工，查明具体原因之后要采取调整措施才能继续施工。无论是管道顶进还是停止都不能任意进行，都要在精确的信号信息的基础上才可以进行。为了刻意降低崩塌事故发生的概率，操作人员需要在顶进机械的两侧开展相应的作业，由于部分工程施工的土质比较差，所以地下水会向土体中深入，增加了塌方的风险，针对这一问题，施工人员需要在顶进管道的头部进行注水[3]。
        结论：综上所述，灵活地采用顶管施工技术既能够优化市政工程的建设，还能够起到保护环境的效果，对于我国基础设施建设质量与效率的提高有着积极的促进作用。因此，施工企业应加强对于该技术的应用力度，并在实际的施工过程中对其进行优化和完善，进而实现行业整体的进步与发展。
        参考文献：
        [1]沈立俊.市政道路排水工程污水管顶管施工技术研究[J].中国新技术新产品,2020,(3):87-88.
        [2]刘传英,刘俊娇.顶管施工技术在市政工程中的应用[J].建材发展导向（上）,2019,17(2):280.
        [3]赵亚军,孙兴蓝,常亮,等.浅谈市政给排水施工中顶管技术的应用[J].建筑工程技术与设计,2018,(22):3012.