黄瑞平
上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司广西分公司 广西南宁市 530200
摘要：现如今，顶管施工具备相对较强的实用性，且在市政给水管道施工之中的运用愈发广泛。但因为顶管施工是一项专业性高、施工难度大、技术标准高、造价相对较高的工艺，这势必会影响到顶管施工工艺的进一步发展。在我们国家科技水平以及经济高速发展的形势之下，各类先进化的顶管设备也在被逐步的研发出来，最为关键的是人们对于自身所居住环境的要求愈发严格，这很好的为顶管施工工艺提供了发展良好的平台。
关键词：市政给水管道；顶管施工；应用
随着社会经济的快速发展，城市化建设的脚步在逐渐加快，各种市政工程项目逐渐增多，其中市政给水管道施工是市政工程建设中重要的施工项目之一。目前，顶管技术因为其对道路结构破坏低、声音与损伤程度少、对工程环境的影响很小、能够在较深覆土的区域铺设管道、能够平稳经过铁路、可以通过阻挡物等众多优势，在市政基础建设里得到了大范围的应用。
一、 顶管技术
顶管施工技术是非开挖施工方法的重要内容，顶管施工技术不但能够避免对建筑物以及公共设施造成破坏，同时能够减少施工过程中对地面交通产生影响，对保护城市土层以及维护市容具有重要作用。城市中人口密集，交通压力也比较大，给水管道一旦出现问题进行施工维护，影响的范围较大，因此要加强顶管技术在给水管道施工中的应用，以避免施工给周边环境带来的影响。
通过顶进设备的推力来克服管道与土壤之间的摩擦力，从而按照设计坡度来将管道正确的放置在土层中，这种埋设管道的技术就称为顶管施工。在进行顶管施工的过程中，需要将主顶油缸以及中继间和管道间的推力利用起来，以利于工具管从工作坑内的土层穿过，进入到接受坑内进行起吊，然后再将管道在两坑之间进行埋设。这种方法与地铁施工中的盾构法类似，但是不用进行土层开挖，就可以把管道穿过土层，进而完成管道的铺设，所以广泛应用于穿越公路、铁路、河流及建筑物的给水管道施工中。顶管施工技术随着我国建筑行业的发展而日益成熟，发展前景良好，同时因为各个地方的经济情况还存在着设备老旧，专业技术人员短缺等问题，对实际施工中的应用产生了一定的影响。
二、顶管施工的特点
顶管法被叫做非开挖管道铺设技术，它的特点包括减少开挖层级的次数，方便穿越地面建筑物、地下构筑物以及雨水、污水、电力、燃气等市政地下管线，相比通过明挖开槽敷设管道，所投入的资金以及时间将进一步缩减。同时，顶管工程措施能够减少噪音，缓和粉尘污染，降低对交通的干扰和破坏，当称之为真正的低破坏、高质量的工程技术。顶管施工法因为其上述多种益处，在城市管道敷设中特别是在市政管线工程中获得了十分普遍的利用。顶管施工的做法具有几方面益处：
1、作业面积由线减少成点，干扰面积减少；
2、作业活动不受工程进度影响，对交通影响程度低；
3、声音与嘈杂声低，市政作业对百姓的周围环境破坏小，不影响现状管线与设施的正常运用；
4、能够在较深的区域以及水中进行作业，能够平稳穿越立交、铁路、水路、房屋，降低沿线的破坏工作量，减少预算成本。
但顶管施工对工程人员的专业知识技能要求较高，需要专业的施工技术与现场准确的数据信息。
三、顶管施工在市政给水管道中的应用
1、顶进管及设备的选择
要想有效的保证市政工程中给排水施工的施工质量，有效的促进人们生活水平的提升，应该在顶管技术上多下功夫。首先顶管的选择就具有十分重要的意义。例如在选取的过程中，要事先对工程的实际情况进行勘察，为顶管的选择做好充分的基础。
（1）管材及管长
顶管工程通常采用的管材是钢管和钢筋混凝土管，一般钢筋混凝土管只能作为低压管道；钢管可承受较高的内压，在给水工程中应用广泛，当穿越地铁、高速公路等重要设施时，采用钢筋砼套管内嵌钢管的形式；此外， 顶管的直径并不是统一的，因此在选择的过程中，首要考虑的因素包括管道内部的内径以及市政工程的具体性质，在这两项前提下，选取的顶管才是最为合适的。顶管技术在施工的过程中， 管长也是其中需要考虑到的因素之一。根据施工路线的要求，对管长进行相应的截取，尽量减少对管数量的使用次数，但是地下管道并不是呈一条直线的，其中必然会存在弯曲之处，在这种情况下，管与管之间的连接一定要到位，这样才能有效的降低不稳定因素的产生。
（2）管顶覆土
管顶覆土厚度一般不小于2倍管径。当需要穿越密集建筑群或重要道路时，覆土厚度不小于2.5倍管径。
当通过河道（或大堤）时，最小覆土厚度不小于1.25倍管径，且其抗浮应满足的规划河床标高的要求。
（3）顶进设备
在顶进设备的选取上，上文中已经提及千斤顶是一项重要的设备，其中还应该包含顶铁以及相应的运土设备等，设备的选择应该根据施工中的实际要求进行选择，并不是一成不变的，根据工程的实际需要选取所需设备。
2、顶管施工前的准备
在顶管施工前，首先必须要弄清楚将要施工的区域的地质环境，主要包括水文、地质状况、地基土壤种类及物理性质，各层土的密实度、含水层的渗透系数、地下水位、流量和地表水排水情况，预防在施工工程中出现危险。对已经发现的可能会对工作面有影响的土体及块石进行预处理，排除各种干扰因素。其次就是合理配置顶管施工的起重设备、注水系统和管片堆场，同时要对物料工具放置处、拌浆材料处和拌浆棚、自动控制室及弃土坑的位置进行合理规划。
3、顶管路线确定和井位设计
顶进距离要合理的依据施工设备以及施工现场的具体环境来进行确定的，相应地确保顶管施工可以按部就班地予以实施。因为为工作井对位置的要求相对较高，所以在达到各项施工要求的基础之上， 在设计具体方案的过程中，要尽量的减小工作井的数量。在具体施工的过程中，可以应用，同时向两个方向顶进的方式来进一步的优化路线设计。在施工的过程中可以运用明挖的方式，来有效地避免影响到顶进的土层。在具体设计定制路线的过程中，要尽量避过树木和建筑物，降低顶进施工过程中的各类不利的因素最终有效地确保工程质量。
4、穿墙
穿墙是顶管作业技术的重要部分，包括调试钻管闷管，把设备引出孔外，配备好穿墙止水等操作。穿墙后装备设施的深度将直接决定线路的方向，也会影响线路顶进的进程。在穿墙前，应先在墙管内提前注入强度较高的，防止地底水与石块大量侵入作业井。掀起穿墙闷板后，必须尽快将装置管放入，同时配备防水设施，防治因由于穿墙管表面的土层出现间断过长而引起管道破损。
5、注浆减阻
该过程主要是结合注浆工艺增加顶进长度，以此来减少管材和土壤之间的摩阻力。一般采取的材料主要是水和膨润土，其可以产生一层润滑层，以此来降低土壤与管道外壳的摩阻力，来增加管道推进的距离，在泥浆凝结之后会具有一定的稳定性能，从而起到保护管壁的作用。另外想要获得更加理想的减阻效果，可以在泥浆制作期间增加适当的缓凝剂、纯碱或者CMC等。
6、顶管井的设置
顶管井包含工作井及接收井。工作井和接收井一般采用放坡开挖、沉井、地下连续墙、SMW工法井等形式。放坡开挖适用于周边空旷地质条件单一的地区，沉井适用于埋设较深且周围构筑物对沉降要求不太高的地段；地下墙可适用于软弱地基，墙体刚度比一般的挡土墙大，能承受较大的土压力，施工时对周边地基扰动小，不影响邻近建（构）筑物的安全。
顶管工作井沿顶管方向的最小长度根据后座、主油缸、工具管或结长管段等长度及施工余量之和确定。工作井最小宽度主要根据两管道间的净距离、管道外径及两侧的操作空间等因素确定。工作井的深度根据管道埋深、管底与工作井底板间的施工净空高度确定。
工作井按照结构布置的不同，可分为单孔井及单排孔井。单L井截面形式可采用圆形、正方形或矩形，承载能力最大的截面类型是圆形截面，而承载能力最小的截面类型是矩形截面而单排井截面形式则多选用矩形截面。应将工作井设置成与接收井间隔形式，并将间距设置成检查井的间距，这样以来，可将给水管道检修阀门、排水、排气等附属设施布置于工作井或接收井中，合理利用空间，避免重复开挖。
结论
随着我国城镇建设快速发展及城镇化进程的快速推进，市政给水管道施工面临着严峻挑战，常规市政给水工程管道开槽施工方法不仅会对道路、建筑、以及地下设施带来一定程度的损坏，还严重影响城市交通甚至铁路运行安全。顶管施工技术具有许多优点即满足管道敷设要求，又将可对城市交通周围建筑物和地下构筑物的影响降到最低，将会在未来给水管道施工中得到越来越广泛的应用。
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