高绪伟
青建集团股份公司 山东青岛 266300
摘要：顶管施工的过程将不可避免地干扰附近地层原有的平衡状态，引起地层应力的分布和变形，构成对邻近建筑物的附加应力，导致地层发生隆起或沉降、土体水平位移、邻近建筑物位移等一系列岩土工程问题。本文对掘进顶管技术在市政管道施工中的应用进行分析，以供参考。
关键词：掘进顶管；市政管道；施工
引言
顶管顶进施工是继盾构施工后逐步发展起来的一种地下顶管施工方法。在施工过程中，土体的许多参数处于动态状态，土体流失和注浆压力、顶管与周围土体的摩擦、掘进机前方的附加推力等都会引起土压力和孔隙水压力的变化，而且由于土体开挖导致土体应力释放，会引起土体发生位移。地面的位移以及地下土体的变形会影响到周边顶管，带动相邻的地下管线移动。顶管顶进过程中产生的附加应力会通过周围土体传递到相邻管线上，并对其产生侧向干扰，引起顶管顶进路线发生偏差，相邻管线发生相对水平与竖向偏移。这一问题在软土地区更为严重。
1市政管道工程的重要作用
市政排水工程是城市基础设施建设的重要组成部分，市政管道工程主要有以下两个方面的作用。（1）收集与处理地面积水与人们生产的生活污水；（2）保证汛期的防汛工作得以顺利开展。因此，针对市政管道工程的施工质量制定科学合理的管控措施，使市政排水管道工程施工质量得到有效控制，是保证市政环境卫生的基础，同时也是维系社会稳定发展主要工作。近年来，市政管道工程的施工规模逐渐增大，传统的施工质量管理体系已经无法满足工程要求，在人们生态环保意识不断提升的背景下，市政管道工程在保证质量的同时，还要尽量降低对生态环境的污染。因此，必须从多方面出发，围绕市政管道工程构建全面的施工质量控制措施，才能为市政建设工作提供助力。
2顶管施工扰动机理
顶管施工时，掘进机前方土体承受挤压力，应力增大，土层应力状态变化相对较快，这是因为掘进机与后续顶进顶管的半径差异所致，当掘进机顶进后，顶管与土体之间会发生地层损失。顶管施工过程中，随着顶管顶进距离的变化，相邻管线存在加压和减压2个阶次，加压过程中，顶管的推进和挤压使得相邻管线表面产生附加荷载，土体则为荷载传递的媒体，附加荷载的作用使得管线产生附加弯矩和挠曲变形；减压过程中，管线弹性恢复；加压过程主要对管线的挠曲产生影响。
3市政工程排水管道施工质量通病的预防措施
3.1原材料的质量控制
市政道路排水工程在进行施工操作中，主要以排水管和砂石水泥为主，这些原材料均来源自正规供应商。在材料进场前，需要对其水泥杂质含量、砂石杂质含量进行严格控制，不得从河床购入。此外，还需要对不同季节、地区的水泥保质期进行控制，通常旱季在2个月左右，若超过了保质期就需要对水泥质量进行及时的更换。排水管的施工与多个方面要求均相关，必须确保其各项要求均能够达标，落实管道是否存在裂缝等问题。排水管施工操作期间，也涉及到了塑料管、混凝土等各种丰富的材料。为此，在对材料进行选择期间，不仅需要对其价格进行综合考量，同时还必须结合实际情况进行综合考虑，并确保水力特性比、强度等各方面均能够符合安装、铺设处理要求。
3.2围绕施工全程制定质量管理措施
为解决市政管道工程的复杂施工问题，同时合理处理各类较差施工问题，需要围绕施工全程制定质量管理措施，具体措施如下。
（1）对施工质量管理人员与施工人员开展培训，同时强化人员的技术水平与质量意识，使其认识到自身岗位的作用与职责，在施工中时刻警惕，避免各类管道质量问题；（2）对具体施工阶段开展质量跟踪模式，并且对不同工序之间的契合度进行严格检查，强化各施工部门之间的协作能力，避免各种推诿现象；（3）针对市政管道工程施工管理构建BIM建筑模型，及时对各类施工信息进行更新，可以及早发现施工问题，制定合理的解决措施，保证市政管道工程的施工质量。
3.3回填土沉陷处治措施
（1）如导致其它构筑物基础脱空遭受到较为严重的破坏，此时可运用泵压水泥浆来进行填充处理；（2）若出现了构筑物受损问题，需要对不良填料进行挖除处理，更换为具有较高稳定性的材料，并对其进行压实处理后再进行后续恢复工作。管道工程本身具有一定的隐蔽性，在竣工验收前必须对其进行检查验收，确保其施工质量能够达标。总而言之，只有确保排水管道工程创优才能够实现主体结构工程创优。在这个过程中必须尽可能地克服各种通病问题，以便落实创优目标。
4掘进顶管技术的应用
4.1工作坑
掘进顶进施工首先主要确定工作坑的位置和尺寸大小。工程施工条件、工程地质条件和地面情况是顶管施工的主要影响因素。利用单向工作坑顶进时，市政给水管道等压力管道根据管道施工设计，在设计坡度的上游方向设置顶进坑，污水、雨水管道等重力管道一般考虑排水的需要，把工作坑设置在坡度下游方向。常用基础有混凝土基础和方木基础。工作坑基础的修筑直接影响管道顶进位置的准确性。第一必须达到设计强度，防止沉降。设在混凝土基础上的导轨，应在混凝土达到设计强度的50%，且不得低于5MPa时安装。第二控制基础表面的平整度及高程。第三基础上安装导轨，导轨安装需校核设计高程和方向，以保证管道顶进的高程和方向位置准确。
4.2后背
掘进顶管法主要是利用强制作用力，把管道在地下顶进。在这个施工过程中，千斤顶传力于后背墙，后背墙传力于人工后座墙或原土后座墙上。后座墙必须牢固可靠，保证顶管顺利。后座墙体首先要平整，与管道顶进方向垂直。型钢、方木等组合后背，组装件之间应连接牢靠。一般情况下，粘土、亚粘土、砂土等都可做原土后座墙。根据施工经验，原土后座墙的长度一般不小于7m，选择工作坑位置时，如果条件允许，尽可能运用原土后座墙做后背。掘进顶管法利用原土后座墙顶管时，根据管径大小和原土条件设置后背。后背采用方木工字钢组合拼装时，首先0.2m×0.2m油浸枕木横贴后座墙密铺，且排列整齐，作为立柱的30#工字钢贴紧枕木敷设，立柱深入工作坑底以下约0.5m以上锚固。然后根据需要加入顶铁，布置千斤顶。
4.3顶管
试顶管在各项工作检查无误后进行。首先施工人员前方挖土，开挖面不能超出管道端面，一定遵循先挖后顶，随挖随顶的原则。管前挖土及时运出。启动油泵，千斤顶将管道推入开挖的工作面，同时随着顶管过程调整顶进参数。对试顶管过程出现的问题进行分析处理，调整施工方案，确定顶管工作参数。并且校核推进的方向、高程和坡度，如有偏差，及时纠偏。校核无误后，施工人员进入管内挖土，大约挖方有一个管节长度时，在轨道安装下一节管子，做好管节之间的临时连接，校核管道安装参数，启动油泵顶管。如此重复，直到管道全部顶入。
结束语
顶管施工会对管体周围的土体造成扰动并对临近的管线产生影响。顶管施工引起的相邻管线移动具有空间性，产生的纵向位移很小，主要是水平向与竖向位
移，且一般情况下水平位移大于竖向位移。
参考文献
[1]鲁雪利.掘进顶管技术在市政管道施工中的应用[J].居舍,2019(31):51-52.
[2]朱荣.浅析顶管施工安全风险及管理措施[J].机电信息,2019(05):68-69+71.
[3]张友坤,何静.泥水平衡式掘进顶管施工技术在市政管道施工中的应用[J].四川水力发电,2019,38(05):74-77.
[4]朱国才.市政排水管道顶管工艺的设计研究[J].工程技术研究,2018,4(12):165-166.
[5]单涛.顶管施工要点及控制措施分析[J].山东工业技术,2018(24):101.