陆远
北京市政路桥股份有限公司 北京市 100000
摘要：城市的快速发展，工程建设数量逐渐增加，管网施工属于重点施工项目。在此期间，非开挖顶管这一施工工艺应用广泛，此工艺的运用，不会对地表结构造成破坏，能够让管网顺利穿过城市建筑群，施工过程不但能够节约成本，而且效率更高。本文对于顶管施工内容作出介绍，分析该技术应用的理论依据，并对非开挖顶管工艺在市政管道施工中的应用流程作出探讨。
关键词：非开挖顶管；施工技术；市政管网
引言：在市政管道项目建设阶段，如果管道埋深较大，线路较长，就会受到地上建筑的影响。传统的开槽施工法应用过程，需要对地表结构进行破坏，而且不适应用于大面积开挖作业。对此，可利用非开挖顶管技术，利用顶管机械，顺利完成市政管道的铺设作业。对此，为保证该技术顺利应用，需要对管道施工各环节要点合理把握，探索工艺的科学运用之策。
一、顶管施工介绍
（一）技术发展
非开挖施工主要是不破坏地表前提之下完成管道铺设，同时，还可利用该技术展开管线检查、维修或者更新相关工作。此工艺的运用，能够解决市政管线铺设困难问题。建筑领域施工，非开挖管线的应用属于技术进步的重要表现，能够体现出城市建设现代化进程的发展。该技术从最开始在美国和日本等国家被使用，到如今已经历超过100年历史，非开挖顶管向我国引入，转变了传统的管线敷设技术应用方式，并且技术优势明显，兼具社会效益和经济效益。在顶管施工过程，需要利用挖掘机，完成工作井的转移，使其转向接收井中，之后完成管道敷设作业[1]。
（二）技术原理
顶管施工过程应该利用掘进机将顶管自工作井内向接收井当中转移。施工之后，在井内完成管线的敷设施工，完整的工艺流程为，一工作井与接收井；二工具管理及顶管掘进机；三主顶装置和中继站；四顶铁；五基坑导轨；六后座墙；七顶进管；八输土装置；八起吊装置；九校正系统；十注浆系统；十一照明、通风、换气等系统。
市政管网敷设期间，顶管法的应用十分广泛，不但能够对不同地形有良好的适应性，而且还能让光线从铁路、河流或者建筑的下方通过，对于地下构件以及其他管线不会产生破坏。利用主顶油杆、管道中继之间推力，将管道向接收井内推入，之后利用起吊装置吊起，通过连接两个井掘进机完成管道敷设[2]。
二、非开挖顶管应用相关理论
应用非开挖顶管工艺的理论依据主要有三个：第一，土压平衡，主要是开挖施工期间，需要对掘进机土舱提供特定压力，让处于掘进机下方的土层、水等处于压力平衡状态。第二，气压平衡，顶管施工期间，无论是顶管中，还是工作面，都存在特定气体压力，顶管处于气压作用之下，可快速到达指定位置，保证开挖期间内部气压平衡。第三，水泥平衡，利用掘进机泥水舱，施加压力，让泥水具备特定粘性，保证地下土层、水层之间压力平衡。
三、市政管网建设中非给开挖顶管施工技术应用
（一）合理选择顶管材料，确认材料参数
建设市政管网时，运用非开挖技术在选材方面，通常利用球墨铸铁管，此类管材属于柔性材料，在制造过程主要利用离心力，使管材成型，以铁元素为主，具有较高强度，性能和钢管较为相似，伸长率大，能够适应较大外力环境，具有较强的抗弯强度。并且此类管材使用过程具有良好的抗腐蚀和氧化等能力，抗压性和抗弯曲性优良，可承受较高地面动荷载。
球墨铸铁管具备柔性接口，拆装便捷，可伸缩性良好，能够适应基础产生的不均匀沉降问题，此类管材抗拉强度超过420MPa，抗弯强度高于600MPa，屈服极限超过300MPa，硬度低于230。同时，非开挖顶管的应用还可选择灰口铸铁管以及钢管等材料。但是对比球墨铸铁管，灰口铸铁管抗拉强度140MPa，抗弯强度处于340~400MPa之间，屈服极限处于100~170MPa之间，硬度低于210；而钢管的抗拉强度和球墨铸铁管相同，抗弯强度高于410MPa，屈服极限高于300MPa，硬度低于140[3]。
与此同时，在市政管网施工阶段，利用非开挖顶管技术，需要按照施工区域地质环境以及项目类型，对于管径合理选择。按照非开挖顶管施工过程受到的静荷载和动荷载，针对砼管配筋以及管壁厚度等进行统一分析，最后计算出顶进管的外部周长。实际顶进施工阶段，顶进管直径选择上，应高于510mm。
除此之外，顶进长度控制方面，利用非开挖顶进工艺，需要重点关注顶进管的长度，因为长度的确定对于施工效益有直接影响。从外，还可选择直线推顶式，作为市政管网排列模式，保证顶进施工质量。
（二）顶管施工过程
应用非开挖顶管工艺以前，应该利用探测装置，对于地下管线的分布情况进行深入分析，之后设置导向孔，借助探测棒向导向管内伸入，之后使用掘进设备完成顶管，将管道向地下顶入。按照孔道中线，使用钻机进行旋转回拉，完成扩孔施工。
（三）设置工作井
利用非开挖顶管工艺，按照工作井类型差异，能够分为两类，其一为顶管机头安装，之后出坑顶进井；其二为机头进坑，之后拆卸接收井。铺设市政管网相关操作开展过程，应该严格按照地下管线设计位置，完成定位工作，制定施工措施，防止施工过程对于周围建筑产生严重影响。按照地下管线的最小平面长度为施工半径，完成工作井类型的选择。设置工作井环节，如果需要利用沉井，或者钢板桩，应该按照工作井实际深度1.5倍展开核算。
（四）顶管进洞以后处理工作
当施工到顶管进出口位置时，可利用机械或者人工方式将工具推向和距离孔间距1.1m位置，同时，还可在出口处使用橡胶装置止水。在此期间，应该最大限度控制掘进机在出洞位置处产生的“扣头”问题，此时可设置辅助导轨，并将其置于出洞止水槽的下方位置，还需要利用油缸收紧以及底部延伸各类安装措施。借助上个施工阶段，将钢筋砼连接在机头刚性位置，之后在顶管出洞环节，应使用逐节施工这一形式。使用工具展开顶进作业时，需要利用洞口位置止水圈当作终止的标志。如果顶管已经处于洞口止水圈位置，并且持续4个小时，此时，可对静止土展开压力检测，之后对于终压系数进行确认。应该注意，顶管推进期间，应该在第一节顶管的安装之前，设置特定数量止水装置，以此降低回顶和主顶概率；还需对控制接头的顶管出洞以后阻力展开控制，设置注浆管，将其设定在沉井口1/3位置处，借助泥浆触变流动，进而降低土层与顶进管二者之间摩擦力。
顶进管和接收井二者间距30m左右时，需要利用轴线展开复测，保证顶进管处于接收井能够控制的范围之内，使顶进管能够平稳运行。因为部分市政管网施工，在接收井的周围都会设置搅拌桩或者止水帷幕，所以顶管推进阶段，无须对土体采取加固措施，待顶管向预定的尺寸推进完成以后，可将混凝土管以及顶管全部拆除，做好杂物清理工作，利用水泥砂浆对于顶管外壁、预留孔洞周围空余空间进行填充。
结束语：总之，在市政管网项目建设阶段，利用顶管施工作业属于系统化工程，有助于施工成本的控制。但是施工流程需要注意各项技术应用要点，对于顶管材料合理选择，并对其参数科学设置，规范应用顶管流程，对于工作流程合理设置，做好顶管进出洞等环节处理工作。只有相关人员对于非开挖顶管工艺的运用原理有明确掌握，并在施工期间将各影响因素考虑其中，才能保证技术顺利应用。
参考文献：
[1]孔祥璞.浅谈非开挖顶管施工技术在市政管网工程中的应用[J].砖瓦世界,2020,(08):29-30.
[2]田江友.非开挖顶管施工技术在市政管网中的应用[J].名城绘,2020,(02):121-122.
[3]解延锐.非开挖顶管施工技术在市政管网中的应用探究[J].建材发展导向,2019,(02):185-186.