李昊
齐齐哈尔港华燃气有限公司 黑龙江 齐齐哈尔 161000
摘要：伴随着经济的发展及社会能源需求的不断提高，城镇燃气管道建设受到了越来越多的重视。顶管施工技术是一种非开挖技术，相比较于传统挖槽铺管施工技术，顶管施工技术对周边生态环境、交通以及居民等造成的影响相对较小，无需大量占用土地，且施工成本较低，经济效益与生态效益均比较好，因此得到了越来越多的应用。
关键词：顶管施工技术；城镇燃气管道；建设；应用研究
1导言
燃气管道在建设过程中，一定要严格按照标准进行，对于施工人员的综合素质、专业能力必须严格要求，能够及时解决燃气管道在安装过程中的各种突发状况，同时在整个工程施工的过程中也要加强管理和监督，保障燃气工程的顺利施工。
2顶管施工技术的概念
顶管施工也被称之为非开挖施工技术，在城镇燃气管道建设的过程中，不需要大规模的开挖地面，对路面造成的影响非常小，属于一种低破坏性的管道埋设施工技术。这项技术在应用的过程中，设置好管道的朝向，然后使用顶进设备对其进行推挤，在压力的作用下，管道会逐渐的进入到土中，把土层中的土壤进行排除，然后把这些多余的土方运走。顶管施工通常要分层进行，在一节管道顶入土中以后，再下设一根管道，继续进行顶进，逐渐的完成城镇燃气管道施工。顶管施工技术的应用原理就是利用主顶油缸及管道间、中继间等推力，对顶管施工压力，通过这样的方式，把工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推进到接收坑内吊，完成项目的施工。
3顶管施工技术的应用优势
在城镇燃气管道的建设过程中，顶管施工技术具有许多的应用优势，相比于其他的燃气管道施工方式，顶管施工技术在应用的过程中，不需要挖掘土层，对城市路面以及地质产生的破坏非常小，有效的避免了对城市交通的影响，同时，还能减少对地下管线的影响。顶管施工的过程中，工作量相对较小，大部分的工作都是由机械设备来完成，工作人员不需要亲自参与其中，施工危险性比较低。这种施工技术在城镇燃气管道项目中发挥出了非常重要的作用，有效的提升了施工效果和施工速度，对于我国的城市建设具有非常重要的意义。
3.1 工程概况
某城镇燃气管道工程，建设中需穿越高速公路。综合考虑工程实际情况、对比分析各种不开挖技术，拟采用机械顶管施工技术。燃气管道设计压力 0.4 兆帕，设计管径为 DN500，顶管施工中使用口径 1500 毫米的钢筋混凝土管作为套管，顶管长度 129 米。
3.2 顶管施工
3.2.1顶管机头进洞
工作竖井施工完成后，洞口加固后，用风镐人工将洞门砼凿除，确保外部土体稳固的基础上，将井壁固定钢筋迅速切断，人工将土层向前开挖 50 厘米，将顶管机头置于洞口中，顶管机刀盘完全进洞后，安装止水圈，安装完成后，将所有顶进设备以及顶管机刀盘启动，开始顶进作业，顶进作业过程中必须严格遵循操作规程要求。为保障顶管施工质量，应设置试验段，充分考虑顶进效果、土质条件等因素，优化调整刀盘转速、扭矩。由于这时顶进阻力相对较小，因此顶进速度不可超过 15 毫米/分钟，以避免机头整体旋转问题的出现。机头完全进入土层，且没有发生旋转，则可逐步提升顶进速度。
3.2.2顶进作业
顶管作业过程中，初始顶进前 30 米为试验段。在试验段中设置沉降观测点，对土仓压力、土的流塑性、顶进偏差、顶力大小等参数进行检测，并根据试验段情况，优化调整后续顶进段的相关参数。根据试验段相关数据，调整设计土仓压力，从而实现安全系数的提升。顶进作业中，尽量降低顶进阻力是顶力控制的主要目的。顶进阻力由两部分组成，一是顶管机的迎面阻力，二是顶进管道周围土壤及其管壁之间的摩擦阻力。为实现摩擦阻力的降低，可借助管道内壁设置的注浆孔，将泥浆注入到管道外侧，从而使顶进管道、顶管机与土壤之间形成一个泥浆套，在泥浆套中顶进管道、顶管机向前顶进的阻力会明显降低。顶进的钢筋混凝土管，每节管道内壁均设置了三个注浆孔，在同一圆周上均匀分布，可在注浆孔安装止回阀，以避免浆液倒流。管道顶进中为预防注浆孔被泥浆、土壤封堵，应在其后部注浆，并将侧壁、前部遮上。顶管完成后，将水泥砂浆注入到管道外侧，在内壁将注浆孔封闭，使管道周围土体固化，避免空洞而造成的地表沉降问题。顶管顶进全过程中，始终伴随注浆工作，一边顶进、一边注浆，从而形成饱满、连续的泥浆套，降低顶进阻力。注浆过程中，应遵循“先注浆、后顶进，边顶进、边压浆，及时补充浆液”的原则，以确保顶进管道、周围土壤之间可以形成环形空间，扮演润滑泥浆套的角色，有效减小摩擦阻力。同时，也要严格控制注浆压力，通常为 0.2~0.3 兆帕，避免注浆压力过高而导致的冒浆、跑浆、摩擦阻力增大的问题。顶管机操作员在顶进过程中，应通过监控设备，密切观察光靶上激光点是否出现偏移。若是顶管机偏转，则可采取改变刀盘转向的方法予以解决，若是刀盘伴随着顶管机偏转方向进行转动，则可应用液压千斤顶进行纠偏，但此措施仅适用于偏转角＜15 度的情况。在进行纠偏的时候，每顶进 30 厘米便要进行一次测量，发现已有纠正趋势之后，向前顶进一段距离，再停止纠偏，以预防纠偏过量问题的出现。纠偏过程中，应坚持微纠偏、勤纠偏的原则。
3.2.3机头出洞
机头出洞施工是在接收竖井中出洞口位置的土体加固强度达标后开始的。顶管机机头与上切削面快速接触，对洞口止水装置进行安装，加快顶进，尽量缩短开挖面暴露时间。顶进作业中，对出洞口密封圈压实效果进行仔细检查，确保顶管机机头能够顺利顶进至接收竖井之中。顶管机刀盘顶进至接受竖井前的 10~15 米的时候，进行一次贯通测量作业，对顶管机的里程进行测量，准确计算洞口、刀盘间的距离。顶管机机头刀盘与出洞口之间的距离为 200~500 毫米的时候，停止顶进，尽可能地降低刀盘迎面的土压力，保障开洞口时设备、人员的安全。
3.2.4套管内管道安装
混凝土套管顶进完成后，在混凝土套管中，安装燃气管道，并进行焊接操作。采用φ508×7.9 毫米 L245MB 的注浆钢管，3PE 加强级防腐钢管。将滑轮支架安装在管底，辅助发送，以降低穿越阻力。滑轮支架是用 5 毫米的钢板卷制而成，穿越主管、滑轮支架之间使用 5 毫米厚的橡胶护层进行隔离，以避免主管道防腐层受损。应用滑轮支架结合止浮杆的措施，套管内的管道，每隔 5 米设置一道止浮杆，止浮杆、滑轮支架之间的间距为 0.5 米，穿越工作管长 129 米。混凝土套管中，接口焊缝施焊结束后，应立刻开展射线检验，确保其质量合格后，立即对管口焊缝实施防腐处理，并将管道向前拖移。采取上述方式，循序渐进地完成管道的安装。混凝土套管封闭前，应设置检水井、检漏井，选择 DN25镀锌钢管当作检水井、检漏井的制作材料，并各砌筑一座保护井。检水井设置在下游，检漏井设置在上游。
4结语
综上所述，在城市建设不断深入的背景下，燃气管道建设的重要作用得到了凸显，已经成为了城市建设中的紧要工作。在项目建设的过程中，顶管施工技术在其中发挥出了非常重要的作用，由于顶管施工技术具有许多的应用优势，在当前的燃气管道施工中得到了广泛的应用。
参考文献
[1]张德金.顶管施工技术在城镇燃气管道建设中的应用研究[J].现代物业(中旬刊),2019(06):211.
[2]韩旭. 顶管施工技术在城镇燃气管道建设中的应用研究[D].北京建筑大学,2018.