顶管施工技术总结范文
时间：2023-03-16 20:44:53
导语：如何才能写好一篇顶管施工技术总结，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
中图分类号：TE245文献标识码： A
2011年12月10日，集团公司组织设计、监理和造价公司等一行15人现场考察了珠海某工地DN1600顶管穿江工程，通过施工进展情况介绍，沉井和顶管施工技术交流，现场实地踏勘、拍照、询问和相关案例总结交流等环节全面了解了沉井顶管施工的情况。在考察学习过程中，大家还分别从设计、监理、施工和造价等不同角度求证各自在专业工作中的疑惑，以弥补欠缺，增强工作自信心，同时加强了归纳总结，触类旁通，在类似的复杂工程中学以致用。下面，主要从合理确定沉井顶管施工造价的角度讲述本次参观学习的详细情况和心得体会。
一、工程概况
该工程由顶坑、DN1600顶管和接收坑三部分组成。顶坑为圆形，外径为16.5m，壁厚为1m/1.3m，顶坑深度约30m；顶管长度980m，材质为钢管，待顶管施工完毕后，管内敷设DN700塑料管，作为近期污水收集管道；接收坑外径9.6m，深度20多米。目前，顶坑已经施工完毕，顶管施工长度达200多米。
施工费用方面，顶坑、接收坑实体工程费用约550万元，沉井和刃脚处旋喷桩等施工措施费用超过600万元，DN1600顶管约1万元/m，合计施工费用约2500万元。
二、沉井顶管施工的技术要点和难点
1、本次沉井顶管施工工序为：
测量放线围挡挖顶管坑上部土方铺设工作坑坑底分节制作沉井沉井下沉封底导轨，顶管后背安装顶进设备安装下管挖土顶进测量校对接口处理。
在上述工序中，接收坑应在顶管过江前施工完毕，以便确定接收坑预留孔洞位置，保证顶管顺利及时顶进接收坑中。
2、顶坑和接收坑都采用沉井的方法施工，顶坑施工前先进行了两圈旋喷桩施工，一圈在沉井的外圈，主要起稳固周边土体的作用，桩底深度高于刃脚约10m，另一圈在刃脚的下方，桩底深度低于刃脚9m，桩顶高于刃脚一定高度，起到增大土体承载力的作用，防止沉井到达设计标高后因下部土体承载力不够而继续下沉。
3、沉井施工分为排水下沉（干沉）和不排水下沉（湿沉）两种方式，由此碰到的问题是排水后封底和水下封底两种情况。通常排水下沉施工难度小，易于控制下沉速度、纠正水平标高、便于封底和保证封底质量，但是需要充分考虑排水的难度和排水降水费用的高低。相反，不排水下沉尽管能节约降水、排水费用，但是施工难度相对较大，不便于控制施工进度和水平度，水下封底时难度也大，封底效果不佳。
4、顶管口径为DN1600mm，长度980m穿越江底，顶管中间不另设工作坑，如此长距离大口径的顶管显然需要克服很多技术难题。据施工方项目经理介绍，本工程最关键的技术问题有两个：一是如何保证顶管有足够的顶力，在碰到不利地质条件和障碍物时也能顺利前进，不至于因顶力不足而前功尽弃，损失惨重。另外就是如何保证顶管到达接收坑时偏差可控，并顺利进入接收坑中。针对上述难点，施工方有针对性的采取了相应措施，如间隔200m设置中继间，确保阻力增大时管道仍有足够顶力前进。另外，在顶进过程中实时监测、纠偏，将误差控制在±20cm以内，保证在管道过江后顺利进入预留DN2000孔洞的接收井内。
5、关于中继间的安拆。中继间是长距离顶管施工的关键设置，起分段克服摩阻力的作用，中继间的选用型式和设置数目直接影响着顶管的施工质量和顶进速度，关系长距离顶管的成败和整个投资。施工单位本次顶管预计设置4-5个中继间，间距约200m，每个DN1600mm中继间安拆及使用费约2.5-2.8万元。
6、钢管防腐要求。本次顶管的外防腐还是采用常规的环氧煤沥青和玻璃纤维布，做法同常规敷设的钢管，内防腐没有用水泥砂浆内涂，而是刷的防腐漆。施工方项目经理介绍，钢管每节2m，现场焊接成8m/段吊入沉井内顶进，管道的中间段在顶进时防腐层摩擦损坏的程度不大，薄弱环节在沉井内管道相连的焊接部分。
7、我们在现场还关注到沉井脚手架搭设，池壁对拉止水螺栓设置，预留孔封堵板，顶管后座设置，沉井内顶管轨道，临时用电、通风、供水、排泥设施，泥浆池设置，预制沉井盖梁，履带式起重机械等。
三、本实例值得类似水厂取水泵房和引水管道工程借鉴之处
在实地踏勘现场，充分熟悉施工过程之后，我们以类似水厂取水泵房及原水引水管道设计施工为案例，进行了详细和深入的交流。讨论的具体问题有：
1、紧邻长江边的取水泵房是采用干沉还是湿沉？
2、是否需要考虑排桩支护和刃脚下土体加固？采用何种桩型？
3、是否需要降水和设置止水帷幕？
4、DN1200引水钢管能否采用顶管方式施工？
5、取水泵房能否作为原水管道的顶坑？
6、顶管伸入江心处覆土深度有何要求？
7、顶管工具头能否从江底取出，如何取出？
8、取水头部水下施工技术要点和施工机械？
施工方对上述问题一一发表了自己的看法，并结合实例论证了方案的可实施性。而这些问题不仅是设计和施工中需要充分考虑的，更重要的是能有效指导如何合理确定相应的施工费用。
四、沉井顶管施工中合理确定造价应考虑的主要问题
通过本次深入全面的实地考察，并结合以前做过和接触过的类似工程，现将沉井顶管施工中合理确定造价的要点、难点总结如下：
1、熟悉沉井的适用条件，判断何时采用沉井施工估算指标进行前期估算工作。沉井施工的适用条件为：（1）上部荷载较大，而表层地基土的承载力不足，扩大基础开挖工作量大以及支撑困难，但在一定深度下有好的持力层，采用沉井基础与其它深基础相比较，经济上较为合理时；（2）在山区河流中，土质虽好，但冲刷大或河中有较大卵石不便桩基础施工时；（3）岩层表面较平坦且覆盖层薄，但河水较深；采用扩大基础施工围堰制作有困难时。
2、确定沉井的下沉方式。沉井施工分排水下沉和不排水下沉两种，一般根据场地的现场条件，地质水文情况结合现场施工条件确定。排水下沉需要在沉井四周布置井点降水和排水明沟，通过降水排水将地下水降低到沉井底板以下，这样不仅易于沉井施工，还可以做底板垫层，并进行干封底。不排水下沉是采用水力机械冲土下沉，达到设计标高后进行水下浇筑混凝土封底。
3、分析沉井施工相关的技术措施费。沉井排水下沉时，需考虑井点降水、抽排水费，土方开挖的垂直运输费等；沉井不排水下沉时，需考虑泥浆池建造和污泥处置费，水下浇筑混凝土增加费等。
另外，沉井施工相关的措施还有压重助沉措施，垂直运输机械场外运输、安拆及使用费，沉井桩支护和刃脚下土体加固费等。
4、掌握顶管的适用条件，区分顶管与非开挖牵管施工的不同之处，并根据不同的施工方式，收集、整理相应管材和管径的造价指标。
顶管和非开挖牵引管施工情况对比表如下：
顶管和非开挖牵引管施工情况对比表
施工方式 顶管 非开挖牵引管
工作井 顶进井、接收井 无
挖掘机械类型 手掘式、挤压式、泥水平衡式、三段两铰型水力挖土式、多刀盘土压平衡式 定向钻机
适用条件 适用于粘土、较稳定的砂性土层和淤泥质土层，单次顶距长，顶进效率高、质量好 适用于管径不大于800mm，自重较轻，垂直标高要求不高的管线施工中
常用管材 钢管、混凝土管 塑料管、钢管
常用管径 DN800—4500 ≤DN800
单次最大施工距离 1500m 200m
5、确定顶管中继间数目。长距离顶管施工中，需考虑设置中继间增大顶力，克服摩阻力。造价工作中，可按间距70-200m设置，间距长短根据后背顶力大小、地质条件、施工单位经验和技术实力、安全系数、工期要求等因素综合考虑。
篇2
【关键词】市政工程顶管施工技术；市政工程；顶管施工
一、顶管施工技术在市政工程中的工艺特点及适用范围
（一）顶管施工技术是在公路、铁路、建筑物等地面线以下，通过液压传动将钢管或混凝土管从一层点顶推至另一侧，从而减少或不采用明挖，他的工艺特点及适用范围主要有：
1、地表以下顶管施工，不影响地面正常交通。即在道路下进行顶管施工的同时，可以保证地上交通不间断，有效的解决了由于施工带来的交通拥堵问题。
2、建筑物下顶管，不影响建筑物使用功能。即管道从建筑物下穿过，不影响地上建筑物的外观、质量、安全和正常的使用功能。
3、缩短管道铺设周期，降低工程造价显著。由于是地下施工受天气、光线等自然条件影响小，有利于节约工期，降低施工成本。
4、设备单一，操作简便。设备操作简单，技术难度较低，普通工人经过简单培训即可在技术人员指挥下操作。
5、适用于铁路、公路及不易或不宜开挖沟槽的地下管道施工。
6、在施工前必须采取必要的地质勘测，搞好前期调查，摸清地质环境，地下管线分布状况。
总结以上，从环境保护、缩短施工工期、降低工程成本、降低施工难度等方面的优势来看，顶管施工技术广泛应用在市政工程施工中是毋容置疑的。
（二）市政工程施工中对顶管施工技术的应用时的技术工艺流程和施工要点
1、通过大量的摸索与实践，总结出以下技术工艺和施工流程以供大家参考：
①做好前期的施工准备工作，检查设备运行情况，进行人员培训和技术资料复核、②对原地面标高和设计标高的测量高程及轴线进行测量和复核、③根据设计尺寸要求挖掘顶管工作坑为顶管做准备、④在导坑内铺设顶管导轨，要求导轨位置准确、⑤安装的顶管后背要牢固，支撑有力，有足够的接触面、⑥组装好顶进设备后吊放混凝土管节或钢管⑦挖土顶进作业过程中及时操作测量及纠偏作业、⑧循环挖土顶进作业业直致完成。各个环节依次有序进行。
通常使用的机械设备主要有：高压油泵和大吨位千斤顶、后背桩及后背梁、导轨及出土工具、经纬仪、水平仪等测量工具、吊装设备（汽车吊25t-30t），及其他机具。功能及数量由被顶进管节的重量及直径长度来定。
2、市政工程顶管施工技术经归纳为以下几点：
（1）、顶管施工的工作坑在开挖时要根据技术施工方案和现场实际情况综合考虑，导坑的长宽要根据顶管的最大直径、最长长度及土质的承载力、及现有的机具设备以及制定好的下管、出土方法来确定。工作坑还需预留出向坑外出土和操作人员的作业空间。按要求，工作坑的上口前端距路边通常要有不少于2米的距离，管节后端与千斤顶之间要有留出出土的空间。如果在有水的环境中还需要设置水坑和排水的设施。总之，要严格按照施工方案操作，规范施工流程。
（2）、导轨由四根钢轨铺设在若干等间距枕木上，枕木间距一般以0.8米或1米为宜，钢轨的长度是工作坑底面的长度除去钢轨桩所占的位置，而导轨的间距要根据被顶管节的外径来确定。通常，要保证管节安放后下底高度高出枕木底0.2米，千斤顶安装后要保证管节的横截面有最大的接触面积，并且钢轨要平直安装，坡度要控制在允许范围内。
（3）、后背的坚固程度与顶管效果有密切联系，后背桩+后背梁以及后背桩后面的夯实土组成的后背，所具有的承载能力必须能满足最大顶力的需要，后背桩一般可以用钢轨代替，将背桩埋入坑底以下1.6米以上，在桩的四周回填土必须分层夯实，钢制后背梁放在桩前的导轨上，后背桩平面垂直于顶进方向的轴线。
（4）、顶进设备通常由两台200吨-500吨千斤顶和一台高压油泵组成，千斤顶安置在后背梁与管节之间，管节后端和千斤顶之间用钢护圈及橡胶垫或麻辨对混凝土管端部进行保护处理。为减少顶进摩阻力，管外壁要涂石蜡做剂。
（5）、设备安装后经试运转无异常后方可操作掏土顶进。作业时，根据管顶上部覆土厚度和土质情况来决定掌握进尺的深度，当覆土较厚且土质较密实时，可以适度多挖；当覆土厚度较小或土质松散，则需要减少挖量，防止坍塌，并且在顶进过程中一定要随挖随顶随监测，及时掌握顶进情况。顶进过程要时刻进行测量监控。每一顶程过后，要对管的高程及左右偏差测量一次，发现偏差要及时进行纠偏。
二、安全保障措施
1、顶管施工需要有安全保障措施。顶管施工前期必须先与公路部门、铁路部门或市政管理部门进行协调。顶管施工的技术方案、安全方案必须经有关管理部门批准。
2、挖土和顶进时洞内的照明要使用低压变压器，并且洞内不准使用明火和存放可燃物品。
3、当顶管度大于76m时，为保证氧气充足，需要增设给风设施，以防施工场地缺氧。
4、当顶进挖土停止时，传力柱上方和360度范围内严禁站人，并且所有传力柱必须顺直摆放；
5、吊装管节时管坑内人员要做好人身防护措施，且有专人进行指挥升降作业。
篇3
（宜昌市城市规划设计研究院，湖北 宜昌 443000）
【摘要】顶管施工技术是非开挖施工技术中的一种，在道路排水工程当中有着极为广泛的应用。将污水管顶管施工技术应用在道路排水工程当中，能够使管道埋设中对建筑物造成的破坏问题得到有效解决。本课题笔者在分析污水管顶管施工技术的基础上，进一步对污水管顶管施工技术在道路排水工程中的实践应用进行了探究，希望以此为污水管顶管施工技术的完善提供有效依据。
关键词 顶管施工技术；道路排水；实践应用
0 引言
基于整体城市建设层面考虑，城市道路建设是其中一项非常重要的工程项目[1]。在这个工程项目中，对道路排水工程进行完善便显得极为重要。然而，在道路排水工程实施过程中，则会受到很多条件的限制，因此采取污水管顶管施工技术便有着实质性的作用。可以说，随着顶管施工技术的应用，在很大程度上使顶管施工的安全性得到了提升。鉴于此，本课题对“污水管顶管施工技术在道路排水工程中的实践应用”进行分析与探究具有尤为深远的重要意义。
1 污水管顶管施工技术分析
1.1 顶管施工技术概述
对于顶管施工技术来说，主要应用于道路排水工程施工过程中，该施工技术无需开挖管道，因此又被叫做非开挖管理排水工程[2]。主要的优势是管道内壁光滑，可使施工速度加快，同时管道的密封性也非常好。并且，顶管施工技术的安全性也非常高，通常情况下不会有事故发生，也不会对周围环境造成影响。但是，该项技术也存在一些问题，比如周期长及工程造价高等。总之，就现状而言，顶管施工技术无论是施工方法还是施工工艺，与传统施工技术相比，均具备一定的优势，因此在道路排水工程中被广泛应用。
1.2 顶管施工技术的施工工艺
在我国，经常使用的顶管施工技术施工工艺有两种：其一为开放型顶管施工；其二为密封型顶管施工[3]。基于施工过程中，顶管施工通常分为三个阶段的施工：第一阶段，即为准备阶段，需要准备的包括施工器材、工具、材料及相关资料等，同时还包括了施工人员的招聘及选拔。第二阶段，各项目的就位，包括接收井就位、千斤顶就位及工作井就位等。第三阶段指的是顶管顶进施工阶段。
1.3 施工顶进时需注意的事项
在施工顶进工作当中，需要充分注重几大工作事项，具体表现如下：
（1）充分遵循顶管施工技术的原则，即为“先挖后顶，随挖随顶，控制进尺”[4]。
（2）做好勘探及测量工作，勤于检查，及早发现偏差，并对其进行有效改正。
（3）对于顶铁的安装需平顺，保证不歪不斜；将最长顶铁安放完成之后，需回收活塞，将工作减轻，以此使连接的顶铁数目尽量减少。
（4）基于顶进中，若存在障碍，需清理干净之后再进行施工；如果其管前存在油泵压力表指针偏差增大的情况，或土方坍塌等，需及时暂停顶进工作。同时， 基于顶进过程中，每循环进尺需严谨掌控。另外，需对设备使用数据做好详细记录工作。
2 污水管顶管施工技术在道路排水工程中的实践应用探究
对于污水管顶施工技术，其应用在道路排水工程当中主要体现为三大方面的应用，即为：顶管顶进施工、测量及纠偏校正、管道接口及管道裂缝的处理方法。本文将从这三大方面进行分析。
2.1 顶管顶进施工分析
当工作井内设备安装完成之后，需对各部进行严谨检查，如果各部状态良好，便可进行开挖及顶进。由于顶管是两根平行管，为了防止受到干扰，在施工的情况先顶进一根，完成之后再顶进另一根。首先需把管子下到导轨上，对于导轨，主要是由两道平行的钢轨构成的，其作用是让推进管在工作井当中能够具备一个稳定的导向，并让推进管沿着此导向进入土体，就位之后将顶铁装好，然后对管轴线及管底标高建新检测，看是否与设计要求相符合，合格之后便可以采取管前端挖土措施。
使用千斤顶使顶进出镐，在后背墙可与顶管最大顶力相满足，且保证顶管不动的条件下，把圆管向前顶进。顶进操作过程为，首先将顶铁挤牢安装好，基于管前端具备一定长度之后，将油泵启动，活塞伸出一个工作行程，并把管子推出一定距离。在停止油泵后，将控制阀打开，千斤顶回油，活塞回缩。加入顶铁，并重复上面的操作，在顶管进到距离井边0.5m上下时，及时采取卸管措施，然后安装下一节管[5]。最后对顶铁重新安装，并对上述操作重复进行。
2.2 测量及纠偏校正分析
一方面，对于顶管测量，是利用激光线测设法对测量进行控制。把激光经纬仪在工作井内安装，并将管线设计的坡度及方向为依据，然后调整好，并在管内安装好标示牌，在顶进管道和设计位置保持一致的时候，激光点便能够射到标示牌中心，反之则需以偏差为依据进行校正。全段顶完之后，需在每个管接接口处对其中心位置及高程进行测量，存在错口的情况下需对错口的高差进行测量，对全段的高程及纵坡进行衡量，并保证高程和中心偏差能够保持在允许的数值范围内。除此之外，为了使管道光滑度的要求得到有效满足，需使用砂浆将对错口进行抹平。
另一方面，对于纠偏校正来说，主要工作是预防，对于出现显著超差再进行校正的情况应极力避免。在一般情况下，需对每1米进行一次测量，同时进行相应的纠偏校正核对一次。顶进过程中，如果管位偏差在10毫米上下，需采取校正措施，在纠偏校正过程中需缓慢进行，基于顶进过程中利用小角度缓缓纠偏，一次让管子能够渐渐复位，对于猛纠硬调现象需规避[6]。对具体纠偏方法，可使用挖土校正法及强制校正法等。
2.3 管道接口及管道裂缝的处理方法分析
对于排水管，经常应用到的是混凝土管。管道接头需保证能够对管道导向环实现有效固定。通常的接口处理方法包括：（1）如果顶管的管材是平型接口，顶管工作完成之后，管与管之间出现缝隙，需使用环氧泥沙浆压实并填抹。（2）若灌顶顶进完毕之后，其压力试验致使管道发生泄漏，需将密封环安装在管道内，进一步做好接口的防水测试。基于顶进中，由于管道会受到不均衡的力道，进一步会出现裂缝，因此需对这些裂缝进行有效处理。如果是细微裂缝，可以使用环氧砂浆进行填缝；如果裂缝非常明显，需使用具备铝粉的砂浆进行填缝处理。
3 结语
在城市人口逐渐增多及城市建设进程加快的背景下，城市的排水量也呈现了逐渐增长的趋势，如此以来便对排水管道施工技术有着越来越高的要求。对于顶管施工来说，是排水管施工当中尤为重要的一个环节，需要充分完善施工前准备，对泥水平衡压力及管壁摩擦力进行有效调整，同时对顶管施工工艺进行不断改善及更新。另外，对于施工人员来说，需在施工工作中不断总结工作经验，学会创新，以此为排水管顶管技术的改进及发展提供基础。相信做好以上这些，污水管顶管施工技术在道路排水工程中将能够得到有效应用，进一步为道路排水工程项目的完善起到推波助澜的作用。
参考文献
［1］陈家安.市政道路排水工程污水管顶管施工技术[J].中华民居(下旬刊),2014,06:26-29.
［2］侯景林.浅析市政道路排水工程污水管顶管施工[J].江西建材,2014,17:176-179.
［3］吴广秀.市政道路排水工程污水管顶管施工技术[J].技术与市场,2011,10:45-46.
［4］李宗肖.浅谈市政道路排水工程污水管顶管施工[J].数字化用户,2013,09:32-36.
［5］吉金凤.市政道路排水工程污水管顶管施工技术[J].中国新技术新产品,2010,03:85-88.
篇4
关键词：顶管技术；市政工程；给排水工程
顶管技术是一项集电子技术、冶金、地质学、以及化学等多种学科为一体的综合型建筑工程。近年来，顶管施工技术在建筑行业得到广泛的应用及发展，尤其是是在市政工程的建设中，得到更加广泛的应用。由于顶管技术不需要挖开地面，在地下进行管道以及公路、铁路的建筑与维修，减少对城市的污染，提高经济和社会效益，因而受到广泛建筑开发商和施工单位的青睐。
1顶管技术在市政工程中的应用
1.1适用范围
（1）在城市中心地区，或商业繁华街道，以及城市建设中遇到无法迁移或不能实施大型开挖的文物古迹遗址等特殊地段，对不能进行空中架线、开槽埋管来实施作业施工时，一般是采用管径80―600mm的地下埋管工程可使用顶管法施工。
（2）在敷设城市污水管道直径大于500mm时，施工现场无法采用明沟开挖埋管施工而管道沿线又无其它建筑物基础时，可使用顶管法施工作业。
1.2顶管技术在市政管网中的应用
目前，在城市管网施工时，许多城市都存在马路反复开挖的现象，严重妨碍了市区的交通，困扰了居民生活，缩短了路面的寿命。配套的电讯、自来水、煤气、排水、路灯、城市坐标、候车亭、广告箱、路牌、电话亭、治安岗亭等都要发生反复拆建才行，这无疑增加了对城市设施的破坏和施工的难度，城市这方面的问题显得尤其突。
1.3顶管施工技术在市政管网中的应用主要包括
旧城改造过程中，由于多年形成的各种管网相互交错，很多管线地下位置不明，原始资料丢失或不全等因素，市政管网铺设时无法对地面进行有效开挖；城市架空线路遇交通干线、繁华街道、文物古迹，铁路或江河阻截，需转入地下过渡；当污水管道直径较大(100mm以上)，而施工现场周边环境受限，无法采用明沟开挖来埋管施工管道。
2顶管施工技术的效益特征
顶管敷设管道施工技术特别适用于大中型管径的非开挖埋设，具有经济、高效、保护环境的综合功能。采用该技术施工，既能节约一定的征地拆迁费用，又可减少环境污染和对道路的堵塞，具有显著的经济效益和社会效益。
这种技术具有的优势包括：不用开挖地面，尤其是城市道路；不用拆迁征地，不会破坏地面建筑物；不影响正常的城市交通秩序；不破坏地表植被和周边环境；施工过程不受气候和环境的影响；不影响管道的段差变形；省时、高效、安全，无建筑垃圾污染，并且综合造价低等。
3顶管技术施工要点及注意事项
3.1采用触变泥浆，向管道外壁压入一定量的减阻泥浆，在管道形成一个泥浆套，减小管节外壁和土层间的摩阻力，从而减小顶进时的顶力，泥浆套形成的好坏，直接关系到减阻的效果。利用泥浆套的支承作用，减少粉质粘土坍塌，形成的地层流失，以控制地面沉降。对顶管机头尾端的压浆要紧随管道顶进同步压浆，在中继间和中部管节处须跟踪补浆，泥浆的实际用量要比理论用量大得多，一般可达到理论值的4―5倍。通过以上压浆措施，达到预期效果。
3.2顶进中须严格按设计线路顶进，可利用削土刀盘上可伸缩的超提刀，结合千斤顶编组进行纠偏。经常对顶进轴线进行测量，检查顶进轴线是否和设计轴线相吻合。在正常情况下，每顶进1节混凝土管节测量1次，在出洞、纠偏、到达终点前，适当增加测量次数。施工时还要经常对测量控制点进行复测，以保证测量的精度。通过及时纠偏相邻管间错口
3.3洞口止水，顶管工程中，为使管子能顺利从工作井内出洞，一般采取工作井预留洞口比管节外径略大些(一般为100mm)的方式，顶进时此间隙需采取有效措施进行封闭，我们采用的洞口止水方法是在沉井制作时，预先在洞口预埋一个10mm厚钢法兰，在钢法兰上焊接螺栓，安装16mm厚橡胶法兰，用10mm厚钢压板压紧，在完成的顶管中，未发现地下水和泥砂流入工作井内，同时橡胶法兰和压板可以回收。
3.4进出洞是项管施工中的一道重要工序，因为穿墙后掘进机方向的准确与否将会给以后管道的方向控制和井内管节的拼装工作带来影响。穿墙时，首先要防止井外的泥水大量涌入井内，严防塌方和流沙，本工程管道位于粉质粘土层较松散，在水位下呈流塑状，则必须在管子顶进方向距离工作井边一定范围，对整个土体进行改良或加固，采用井点降水措施，以提高这部分土体的强度，防止掘进机出洞时塌方。其次要使管道不偏离轴线，顶进方向要准确。
3.5在建筑物密集处和路面上须作监测布置，观测地表变形和土移，有效避免房屋开裂和路面沉降。
3.6顶进中遇障碍物后的顶进处理，成为困扰施工的难题，如突遇大量埋木、石块及老河道驳坎等等，都需现场研究给出解决的技术措施。顶管施工和市政工程中，特别是深覆土大管径的管道工程和交通繁忙的城市主干道改造工程中尤显重要。顶管工艺的施工从技术上讲是完全可行的，相对于开槽埋管从社会效益与经济效益上来讲更具有优越性。从根本上改变了城市管网乱挖现象；另外一方面从切实保护环境人手，加大推广顶管施工技术力度势在必行。可以预见未来的管线铺设技术将以顶管工艺为支撑。
3.7顶管进程中遭遇障碍物的处理方法
（1）对长距离中风化或微风化地质的处理。顶管施工并不是在什么情况下都能顺利顶进的，当顶管施工遇到中风化和微风化的地质结构时，不管是人工顶管或是机械项管都很难顶进，故在顶管设计时应仔细分析地质钻探资料，对出现中风化及微风化的地质结构进行特殊处理。对长距离、深度较大的中风化和微风化地质可采用暗挖隧洞施工；位于规划建设区内的中风化及微风化地质，根据情况采用大开挖施工或支护开挖施工。
（2）采用破岩井处理孤石。由于钻探是隔一定距离钻一个钻孔，很难完全准确反映地下的地质情况，故在顶管设计时即使地质钻探资料中没有中风化和微风化地层，但在实际顶进过程中也有可能遇到中风化或微风化的石头。当遇到石头时应对此处重新加密钻探，探清地下地质情况，如果有长距离的中风化或微风化地质，可采用大开挖施工或支护开挖施工方法；若遇到孤石，应根据孤石大小设置破岩井，从地面设竖井取石后继续顶进。
4总结
顶管过程是一个复杂的力学过程，它涉及材料力学、岩土力学、流体力学、弹塑性力学等诸多学科。顶管施工技术是在不稳定及饱和土层中以最小的破坏和最大的保护环境的特点，解决了市政给排水网管的难题，顶管技术适用于各种复杂的城市地形，顶管技术的出现为建设和谐安宁的城市和加速城区建设创造了机会。
参考文献：
【1】李健．顶管施工法的技术特点分析【J】，筑路机械与施工机械化．2006(07)．
【2】周民强．顶管施工技术【J】．甘肃水利水电技术，2005(01)．
篇5
关键词：顶管技术；市政工程；给排水
顶管技术是一项集电子技术、冶金、地质学、以及化学等多种学科为一体的综合型建筑工程。近年来，顶管施工技术在建筑行业得到广泛的应用及发展，尤其是是在市政工程的建设中，得到更加广泛的应用。由于顶管技术不需要挖开地面，在地下进行管道以及公路、铁路的建筑与维修，减少对城市的污染，提高经济和社会效益，因而受到广泛建筑开发商和施工单位的青睐。
1顶管技术在市政工程中的应用
1.1适用范围
1.1.1在城市中心地区，或商业繁华街道，以及城市建设中遇到无法迁移或不能实施大型开挖的文物古迹遗址等特殊地段，对不能进行空中架线、开槽埋管来实施作业施工时，一般是采用管径80― 600mm的地下埋管工程可使用顶管法施工。
1.1.2在敷设城市污水管道直径大于500mm时，施工现场无法采用明沟开挖埋管施工而管道沿线又无其它建筑物基础时，可使用顶管法施工作业。
1.2顶管技术在市政管网中的应用目前，在城市管网施工时，许多城市都存在马路反复开挖的现象，严重防碍了市区的交通，困扰了居民生活，缩短了路面的寿命。配套的电讯、自来水、煤气、排水、路灯、城市坐标、候车亭、广告箱、路牌、电话亭、治安岗亭等都要发生反复拆建才行，这无疑增加了对城市设施的破坏和施工的难度，城市这方面的问题显得尤其突。
1.3项管施工技术在市政管网中的应用主要包括：①旧城改造过程中，由于多年形成的各种管网相互交错，很多管线地下位置不明，原始资料丢失或不全等因素，市政管网铺设时无法对地面进行有效开挖。②城市架空线路遇交通干线、繁华街道、文物古迹，铁路或江河阻截，需转入地下过渡。③当污水管道直径较大(100mm以上)，而施工现场周边环境受限，无法采用明沟开挖来埋管施工管道。
2顶管施工技术的效益特征
顶管敷设管道施工技术特别适用于大中型管径的非开挖埋设，具有经济、高效、保护环境的综合功能。采用该技术施工，既能节约一定的征地拆迁费用，又可减少环境污染和对道路的堵塞，具有显著的经济效益和社会效益。这种技术具有的优势包括：①不用开挖地面，尤其是城市道路 ②不用拆迁征地，不会破坏地面建筑物：③不影响正常的城市交通秩序；④不破坏地表植被和周边环境；⑤施工过程不受气候和环境的影响：⑥不影响管道的段差变形；⑦省时、高效、安全，无建筑垃圾污染，并且综合造价低等。
3顶管技术施工要点及注意事项
3.1采用触变泥浆，向管道外壁压入一定量的减阻泥浆，在管道形成一个泥浆套，减小管节外壁和土层间的摩阻力，从而减小顶进时的顶力，泥浆套形成的好坏，直接关系到减阻的效果。利用泥浆套的支承作用，减少粉质粘土坍塌，形成的地层流失，以控制地面沉降。对顶管机头尾端的压浆要紧随管道顶进同步压浆，在中继间和中部管节处须跟踪补浆，泥浆的实际用量要比理论用量大得多，一般可达到理论值的4～5倍。通过以上压浆措施，达到预期效果。
3.2项进中须严格按设计线路顶进，可利用削土刀盘上可伸缩超提刀，结合千斤顶编组进行纠偏。经常对顶进轴线进行测量，检顶进轴线是否和设计轴线相吻合。在正常情况下，每顶进1节混凝管节测量1次，在出洞、纠偏、到达终点前，适当增加测量次数。施时还要经常对测量控制点进行复测，以保证测量的精度。通过及时偏相邻管间错口
3.3洞口止水，顶管工程中，为使管子能顺利从工作井内出洞，一般采取工作井预留洞口比管节外径略大些(一般为100mm)的方式，顶进时此间隙需采取有效措施进行封闭，我们采用的洞口止水方法是在沉井制做时，预先在洞口预埋一个10mm厚钢法兰，在钢法兰上焊接螺栓，安装16mm厚橡胶法兰，用10mm厚钢压板压紧，在我们完成的顶管中，未发现地下水和泥砂流入工作井内，同时橡胶法兰和压板可以回收，效果很好。
3.4进出洞是项管施工中的一道重要工序，因为穿墙后掘进机方向的准确与否将会给以后管道的方向控制和井内管节的拼装工作带来影响。穿墙时，首先要防止井外的泥水大量涌入井内，严防塌方和流沙，本工程管道位于粉质粘土层较松散，在水位下呈流塑状，则必须在管子顶进方向距离工作井边一定范围，对整个土体进行改良或加固，采用了井点降水措施，以提高这部分土体的强度，防止掘进机出洞时塌方。其次要使管道不偏离轴线，顶进方向要准确。
3.5在建筑物密集处和路面上须作监测布置，观测地表变形和土移，有效避免房屋开裂和路面沉降。
3.6顶进中遇障碍物后的项进处理，成为困扰施丁的难题，如突遇大量埋木、石块及老河道驳坎等等，都需现场研究给出解决的技术措施。顶管施工税市政工程中，特别是深覆土大管径的管道工程和交通繁忙的城市主干道改造工程中尤显重要。顶管工艺的施工从技术上讲是完全可行的，相对于开槽埋管从社会效益与经济效益上来讲更具有优越性。从根本上改变了城市管网乱挖现象；另外一方面从切实保护环境人手，加大推广顶管施工技术力度势在必行。可以预见未来的管线铺设技术将以顶管工艺为支撑。
3.7顶管进程中遭遇障碍物的处理方法
3.7.1对长距离中风化或微风化地质的处理。顶管施工并不是在什么情况下都能顺利顶进的，当顶管施工遇到中风化和微风化的地质结构时，不管是人工顶管或是机械项管都很难顶进，故在顶管设计时应仔细分析地质钻探资料，对出现中风化及微风化的地质结构进行特殊处理。对长距离、深度较大的中风化和微风化地质可采用暗挖隧洞施工；位于规划建设区内的中风化及微风化地质，根据情况采用大开挖施工或支护开挖施工。
3.7.2采用破岩井处理孤石。由于钻探是隔一定距离钻一个钻孔，很难完全准确反映地下的地质情况，故在项管设计时即使地质钻探资料中没有中风化和微风化地层，但在实际顶进过程中也有可能遇到中风化或微风化的石头。当遇到石头时应对此处重新加密钻探，探清地下地质情况，如果有长距离的中风化或微风化地质，可采用大开挖施工或支护开挖施工方法；若遇到孤石，应根据孤石大小设置破岩井，从地面设竖井取石后继续顶进。
篇6
关键词：非开挖技术；市政工程；给水管道；施工
中图分类号：TU991.36 文献标识码：A
前言：
目前我国的城市地下管线埋设较为密集，包括电力电缆、通信光纤、给排水管道等在内的管线都错综复杂的分布在地下，这就为市政给水管道的施工带来了一定的不便。再加上城市很多建筑或道路的地面是不允许开挖的，若给水管道需要穿过这些地方，势必不能采用传统的开挖施工方法，更是进一步的增大了给水管道的施工难度。在此情况下，非开挖技术应运而生，为市政给水管道乃至所有的地下管线施工带来了新的施工方法，其不但不会对地面的建筑、道路等事物产生影响或破坏，还能够缩短施工周期，降低工程造价，并且施工安全方便。为此，非开挖技术一经应用，就迅速成为了市政给水管道工程的主要施工技术方法，在多项工程实践中证明了其应用优势。以下本文就对非开挖技术在市政给水管道施工中的具体应用进行分析。
一、非开挖技术的相关概述
顾名思义，非开挖技术就是指不用开挖就可以完成地下管线施工的技术方法。具体来讲，非开挖技术是一种利用钻进机械在定向或导向的作用下，通过少量的地表开挖来完成管道的敷设、更换或修复的新型管线施工技术。这里所指的少量地表开挖，主要是对进出地下的工作井开挖而言的。因为与传统的大量开挖地表的开挖技术相比，非开挖技术在施工中进行的地表开挖面积非常小，可忽略不计，因此人们将这种管线施工技术称为是非开挖技术。
事实上，早在上世纪六七十年代就已经有了最初的非开挖技术和设备，如波兰的气动矛。但是我国开始使用这一施工技术还是在上世纪九十年代，而大规模的兴起使用则是近十年的事情，为此非开挖技术依然可以称为是一种新型施工技术。与传统的开挖施工相比，这种施工技术的最大优点就是破坏力较小。因为在以往的开挖施工技术中需要对整条管线所经区域都进行地表开挖，直到管道敷设完毕后方可回填，恢复原状。这往往会给城市居民的正常生活带来极大不便，而且若管线经过城市主干道，还会给城市交通造成更大的压力。若再遇到一些古迹遗址等不能进行明面开挖的地方，还要绕道而行，这不但会增大工程量，也会使工程造价大大增加。而采用非开挖技术之后，这些问题就不复存在，因为其并不需要大量的开挖地表就能够完成整条管道线路的施工。除了破坏力和干扰作用较小以外，非开挖技术还能够极大的提高施工效率，简化施工工序，增强管道的铺设能力。当然，非开挖技术并非没有缺点，其不足之处在于管道在地下的埋设位置较深，这样就易造成管道出现积垢，且维修和清洗的难度相对较大，这一点需要在今后的实践中总结经验，加以改进。但即便如此，非开挖技术依然是当前市政给水管道施工中方便可行的一种施工技术，尤其是在城市的一些繁华地段和重要交通地区，这一技术更是一种最优选择，其所带来的经济效益和社会效益是其他管道施工技术无法比拟的。
二、非开挖技术在市政给水管道施工中的具体应用
非开挖技术在市政给水管道施工中的应用优势显而易见，目前其在市政给水管道施工中主要被用作新给水管道的敷设、旧给水管道的更换和修复等三方面。在不同的施工项目中，所采用的非开挖技术也有所差异。目前我国市政给水管道施工中所使用的非开挖技术有很多种，如顶管法、水平导向钻进法、夯管法、盾构法、裂管法、吃管法、内衬法等等。以下本文就从不同的施工项目角度来探讨其具体的应用。
2.1在市政给水管道敷设施工中的应用
2.1.1顶管法
顶管法是非开挖技术中较为常见的一种技术方法，其最早被应用在美国的跨越孔施工中，在顶进时需要安装一定的钢套管。但是随着顶管技术的不断进步和改进，目前的顶管技术不但不必使用套管，甚至还可以顶进玻璃钢夹砂管。为此，相对来讲，在市政给水管道施工中，这种技术的应用已经较为成熟。目前常用的顶管技术主要有小口径顶管法、手掘式工具管顶管法、挤压式工具管顶管法、土压平衡式顶管法、泥水平衡式顶管法和挤密式钢管顶管法等多种。不同的顶管技术所适用的范围不同，在选择施工技术时需要根据工程的实际需要合理选择。
具体来讲，在市政给水管道的施工中，非开挖技术的具体施工流程为：首先根据施工设计图纸确定给水管道的路线，并在此技术上合理的选择一些地点作为工作井开挖地点。在设置工作井时需要在其侧壁上设置一定的圆孔，以便于预制管道的进入。其次，以顶管出口孔对面的侧墙为顶管施工过程中的承重墙，并在其上安装一定的液压千斤顶与承压垫板。之后，就可以利用钻机的工具头带着预制管道一节一节的顶进，完成两个工作井之间的管道敷设。在此过程中，必须要做好测量和校正工作，以免管道顶进期间脱离了设计线路而导致无法到达下一个工作井的进口。在市政给水管道施工中应用顶管技术，不但施工效率较高，且不会产生太大的噪音与污染，若能够与泥水平衡掘进施工技术相结合，还可以实现大管径、超长度的给水管道施工，非常适合在市政给水主管线的施工中使用。
2.1.2水平导向钻进法
水平导向钻进法也是市政给水管道施工中一种较为快捷方便的非开挖技术，其并不需要向顶进法一样开挖工作井，就能够完成地下非开挖管道敷设。其主要的施工流程为：首先确定所需要钻进敷设管道的路线，然后利用智能化钻探设备直接从地面钻入地下，并沿着预先设计好的路线进行钻进。其次将钻探设备上的锲形钻头卸下，再安装上回程扩孔器，对地下的管道通道进行扩孔处理。最后再利用钻杆将所需要铺设的管道拉入其中，完成给水管道敷设施工。由于该施工方法是先对土层进行钻孔，之后再扩孔，最后才将管道回拉到钻孔处，所以管道并不会受周围土体的过大摩擦而造成损坏，施工更加安全可靠。水平导向钻进法的最大优点是其利用了导向探测技术，因而能够在钻进的过程中避开地下已有的管线，钻孔方向的控制十分灵活方便，不但钻进速度快，且钻进方向十分精准，尤其适合在一些地层条件较为复杂的地下管道非开挖施工中应用。
2.1.3其他非开挖管道敷设方法
当然，在市政给水管道敷设施工中可采取的非开挖施工技术并不仅仅只有上述两种，还有定向钻进铺管法、夯管锤铺管法、冲击矛铺管法、微型隧道铺管法、顶杆法、牵引管等其他几种非开挖技术。虽然相对来讲，这些开挖技术方法没有顶管法和水平导向钻进法的应用范围广，但是其在非开挖管道敷设中的应用优势却不容忽视，在具体的市政工程项目中，应该根据工程情况、施工机械性能、工程造价预算和当地施工水平等实际情况选择合适的非开挖技术。
2.2在市政给水旧管道更换施工中的应用
给水管道系统是确保整个城市正常用水的重要市政基础设施，因此其一般都伴随城市而生。很多城市的旧给水管道因为管材破裂、管道内沉淀结垢或给水管道锈蚀等问题，已经无法保证城市给水系统的正常运行，甚至还会造成给水污染，为此必须要对这些旧给水管道进行更换，以改善给水条件，增强给水管道的供水能力。而一般旧给水管道多在旧城区，这些地方的人口较为密集，各种地下管线交错复杂，道路较为拥挤，若采取传统的开挖施工技术，势必会给周边居民带来非常大的不便，为此运用非开挖技术更为可取。目前在市政给水旧管道的更换施工中，常用的是非开挖技术主要有以下几种：
2.2.1裂管法
裂管法一般又被称为是爆管法或胀管法。其主要是利用一定的裂管器或爆管工具把原来旧的管道挤裂开来，并利用扩孔器进行扩孔，之后再将所需要更换的新管材牵引进去，从而达到以旧换新的更换效果。当前市政给水管道所用管材一般均为柔韧性较好的PE管，非常适合这种旧管道的更换施工，不但简单方便、效率高，而且施工成本很低。同时由于扩孔后可以牵引进去直径更大的管材，所以在更换管道后还将大大的增大给水管道的供水能力，因此非常受市政管道更换工程的青睐。但是这种方法也具有一定的局限性，主要体现在其不适合应用在弯曲的旧管道更换施工中，在一些埋深较小的旧管道更换中可能会造成地表出现隆起现象，旧管道的碎片有可能损坏新管道，也可能会对邻近的管道造成一定的影响。因此在使用裂管法进行旧管道更换时，也需要综合考虑工程情况和周边条件，以制定应对措施。
2.2.2吃管法
这种非开挖管道更换施工技术主要是利用一些特殊的隧道掘进机，一般是经过改造后的水平钻机或微型隧道施工设备。其施工流程是以旧管道为导向，利用这些特殊的隧道掘进机将旧管道及其周边的土层全部切削破碎，并利用螺旋钻杆将这些碎渣全部排出，然后将所需要更换的新管材顶入其中，完成新旧管材的更换施工。这种施工技术方法一般多用在管道埋深较大，且无加筋的旧管道更换施工中，其是由微型隧道施工技术演变而来，能够在较为复杂的地层中施工，且可以根据需要适当的调整管道的线路。
2.3在市政给水管道修复施工中的应用
如上所述，一些城市的旧给水管道在长期的运行中可能会存在一定的病害或问题，而此时又不具备大规模更换管材的条件，就需要先对管道采取一定的修复处理方法，以确保给水系统的正常运行。一般旧给水管道的修复可以分为点状修复和线状修复，其在施工中所用到的非开挖技术主要有以下几种：
2.3.1点状修复的非开挖技术
若市政给水管道的服役期限还不超过十年，只是接口等部位出现渗漏情况，那么此时就可以采用点状修复的非开挖技术，如接口嵌补法、注浆法、套环法、局部树脂固化法等。这些点状修复技术方法各有优缺点，可按需选用。
2.3.2线状修复的非开挖技术
在对旧给水管道进行线状修复时，由于修复的路线相对较长，因此修复难度更大一些。目前我国的给水管道线状修复技术水平还很低，所使用的设备几乎都是进口设备，施工工艺也不够成熟。一般多使用涂层法与内衬法两种。
其中涂层法就是将水泥砂浆或环氧树脂等喷涂材料喷涂在管材内部，达到修复的目的。多采用卷扬机或人工喷涂，条件允许时也会采用机器人进行涂层修补。而内衬法则是指将新管道衬在旧管道内，通过加热或加压的方法使新旧管道融为一体的修补方法。主要有现场固化法、整体牵引法、螺旋管内衬法、缠绕法等施工技术方法。
三、案例分析
某工程在进行市政给水管道施工中路遇障碍且无法绕行，设计人员考虑采用水平导向钻进法进行给水管道敷设，管道直径为630mm，经过地质勘查并核实，该方法可行。其钻进轨迹示意图如下图所示：
本工程从25日11点开始进行导向作业，13点在预定地点出土，导向距离150米，正好是D60自动换杆系统的一箱钻杆。扩孔设计逐级分别为300mm、500mm、700mm、800mm。扩孔前3级都使用了高转速档进行回扩，回拖力控制在4.3Nm，扭矩在2300―2762Nm之间，最后一级800mm，考虑到流沙层且为保持成孔质量和孔的稳定性，决定采用低速档回扩，共用5个半小时完成扩孔，为保险起见，决定进行两遍洗孔作业以待观察是否成孔。30日晚上9点，最后一遍洗孔完毕，从钻机上看出，扭矩基本在1913Nm以下，接近空转扭矩，可以进行拖管，22点30分，750mm的挤扩式回扩器带管入土，回拖力6.3―9.5Nm，扭矩在3588Nm以下。次日零点30分，成功将管线拖至接口井，施工效果良好。
四、结束语
综上所述，在当前城市基础设施建设项目越来越多的情况下，采用一些先进的施工技术来提高工程建设水平和效率就显得很有必要。非开挖技术作为一种高效可靠的地下管线施工技术方法，不但能够在给水管道施工中发挥积极作用，在一些其他的市政管线施工中也能够得到广泛应用，因此我国应当尽快完善非开挖施工工艺，并积极引进先进技术，加强自主研发，进一步提高我国的非开挖施工技术水平，使其创造更大的经济效益、社会效益和环保效益。
参考文献
[1] 赵美亮. 非开挖技术在城市给排水管道施工中的应用[J]. 民营科技. 2013（02）；
篇7
关键词：长距离顶管；施工技术；中继间；触变泥浆
中图分类号：TU74文献标识码： A
一前言
顶管施工技术是一项在市政管道及各种地下管道施工中使用的一项技术，它和正处于施工阶段或施工完毕的公路、管道、建筑等工程产生连接时，会使平面交叉变成立体交叉，从而尽可能的减少或避免给社会公众、经济生产、运输系统等造成干扰和不良影响。所以，顶管施工技术在地下管道施工中起着非常重要的作用。
二顶管施工技术概述
1、概念
所谓的顶管施工技术主要指的是在不开挖地面的情况下，利用液压顶进工作站从顶管工作坑中将需要铺设的管道以挤压或切削土体的方式进行铺设。这种施工技术是以顶管机为主，再其施工之后直接进行管道铺设的一种技术手段，在地下管线施工中有着不影响路面交通、环境和人民生活的优点。
2、技术特点
在当今基础工程建设中，顶管施工技术已经广泛地应用在国内各地地下管道施工中，有着不开挖、埋设经济、迅速和保护环境的功能。同时，使用顶管施工还能减少征地搬迁费用、减少环境污染、减缓交通堵塞等，说明了这种技术在应用中不仅具备显著的经济性，还具有突出的社会效益。
三工程概况
南京河西城市生态公园污水管道工程是穿越公园内部的一条南北向专用污水管道。因江东南路、黄河路交叉口拟建地铁S3号线，造成黄河路上污水管道穿越江东南路困难，所以规划在生态公园景观湖底敷设南北向污水专用管道，解决恒河路接至江东南路下游管道的问题以及公园内部的污水纳管预留接口。
本工程污水管主干管全长296m，污水管管径A1200，全线采用顶管施工。其中跨湖段单向一次顶进118m，属长距离顶管施工范围。污水管道采用内径A1200大的3级钢承口钢筋混凝土管，管道埋深最大7.98m。工作井与接收井采用圆形钢筋混凝土沉井的形式。
由于本污水管顶管工程处于正在施工的生态公园内，施工时，人工湖正处于大开挖与湖底结构层施工阶段，由于顶管施工对土体扰动较大，且顶管施工过程中需保证工作井周边一定范围内土体的稳定。因此，施工过程中，既要保证穿湖段管道的顺利顶通，又要协调好与人工湖及周边结构物的交叉作业，施工难度极大。
图3.1 生态公园污水管道走向图
四长距离顶管施工制约因素
长距离顶管就是一次连续顶进距离在100m以上的顶管施工，由于每次连续推进距离长，就产生了许多与普通顶管不同的施工方式和措施，许多因素都对长距离顶管有制约作用。
制约长距离顶管的一个重要因素是推力。一般的观点是，管道推进距离增长了，只要增加主顶油缸的推力就可以了。实际施工中并非如此，推力增加，管材和后座不一定恩能够承受住。常用的混凝土管的抗压强度为13MPa～17.5MPa，玻璃纤加强的混凝土管抗压强度90MPa～100MPa，钢管的抗压强度为210MPa。
钢管的断面、重量及与土之间的摩擦系数均比混凝土管小，顶进推力也就相对减少许多，所以钢管式长距离顶管施工中的首选。玻璃纤维加强管在混凝土管中是长距离顶管的最佳用管，在混凝土管的接口形式中，一般用F管。
后座所能承受顶力大小也是制约长距离顶管的一个因素，一般情况下用顶管管材所能承受的最大顶力来决定顶管工作坑的后座所能承受的最大顶力，再反过来验算工作坑后座是否能承受最大顶力的发作用力。为了使油缸推力的反力均匀地作用在工作坑后方的土体上，需浇筑一堵后座墙，后座墙必须能完全承受油缸总推力P的反力，受力情况如图1所示。
图4.1 顶力受力分布图
另外，为了增加后坐力，可增加后座墙的宽度B。通常，后座墙的宽度与工作坑的宽度相等。
如果后座墙的反作用力的作用点与主顶油缸合理的作用点在同一位置，而且该点又比管道的轴线低，那么，后座的高度就以这一点为中心，向上和向下的高度均为后座高度的1/2。
后座墙如果为素混凝土浇筑而成，它所能承受的最大弯矩Mr为：
Mr=0.28Bt2σt
式中，t――后座墙的厚度；
σt――混凝土的抗拉强度，一般取抗压强度的1/10～1/15。
如果经过计算后，素混凝土的强度不够，可在墙体受拉一面加入钢筋，使其强度增加达到要求。
四中继间及触变泥浆在长距离顶管施工中的应用
4.1 中继间
中继间是长距离和超长距离顶管施工的关键设置，是分段克服管壁摩阻力的一种技术。通过将管道分成数段，分段向前推顶，使主千斤顶的顶力分散，总顶力等于各分顶力之和，并使每段管道的顶力控制在允许顶力范围内。
1工作原理
中继间又称中继站或中继环（见图2），实质上是一个成环形布置的由许多短行程千斤顶组成的移动式顶推站，这些千斤顶共同产生的推顶力，必须达到为推动该中继间前方管段所需数值。
中继间工作时按先后次序逐个启动，首先借助最前面的中继间，将其前方的管路向前顶
图4.2 中继间
出一个中继间顶程，后面的中继间和工作井内的主千斤顶保持不动，形成后座。然后，最前面的中继间排放油压，将液压系统转换为自由回程状态。后面的中继间向前顶进将第一中继间的油缸缩回，前面的管段不动，重复同一动作，直到最后再由主顶油缸把最后一段管路推顶上去。管道推顶结束后，中继间按先后程序拆除其内部油缸以后再合拢。中央变达到了减少顶力的目的，管外壁摩擦每次便只发生在正向前移动的一部分管路上，处于静止状态的各个管路上并不会出现任何管外壁摩阻力。
2 设计原则
中继间的设计应遵循如下原则：
1）中继间的设计要考虑一下几个方面的因素：①首先考虑主千斤顶最大设计顶力，不能超过顶进油缸的总顶力；②烤炉管材的允许抗压强度，最大顶力压强不能超过管材的允许抗压强度；③考虑后背墙的最大允许顶力，不能超过后背墙的允许顶力；④考虑一定的安全系数，为了防止遇到各种情况，必须留有充分安全的余地。
2）中继间设计顶力的确定：为便于配置，中继间的设计顶力应采用同种规格且不能大于主千斤顶的最大允许顶力，并受到油缸允许安装尺寸的限制。
3）根据管道施工段的实际地址情况，参考相近地段、同种工艺、同种管径的顶管实测经验数据，尽可能详细地估测沿途顶力变化趋势。
4）设计是选择合理的顶力公式来确定中继间的数目。一般第一中继间假设位置宜按中继间设计顶力的60%计算，其余中继间的间隔宜按中继间设计顶力的70%计算，主千斤顶所能顶推的长度应按最大设计顶力的70%。
3 设计方法
采用中继间时，总顶力可作如下分配。工具管的迎面阻力由一号中继间承担，其余中继间各承担其前面区段的管道顶进，主千斤顶承担最后一段管道的顶进。具体的设计方法如下：
1）中继间设计顶力应小于或等于主千斤顶的最大允许顶力，因主千斤顶作为后座所能承受的荷载至少应等于每个中继间可能施加的压力。
P中≤P主
式中 P中――中继间设计顶力，kN；
P主――主千斤顶的最大允许顶力，kN。
最大设计顶力由实际提供资料从技术经济角度确定，可根据管材的允许常在里或后背的最大强度确定。
2）主千斤顶最大顶进长度
Lm=P主k3/（f1πD）
式中Lm――主千斤顶顶推管道醉倒长度，m；
D――管道外径，m；
K3――工作系数，取0.70；
f 1――单位面积管道摩阻力，kN/m²，因主千斤顶最大顶进长度较长，对于粘土，可取2～5kN/m²。
3）第一套中继间安装位置：
L1=（P中-PF）k1/（f2πD）
式中 L1――第一套中继间安装位置，m；
PF――工具管迎面阻力，kN；
f2――单位面积管道摩阻力，kN/m²，其中考虑注浆效果，第一套中继间考前放，f2相对大一点，对于粘土，根据实际工程总结，可取f2=50L1-0.5；
k1――工作系数，取0.60。
在计算出来的基础上，第一套中继间的位置宜稍靠前，以防前遇障碍物或土质突变引起迎面阻力加大。因为正常情况下顶力变化不会太大，而一旦顶力突然增大，多半是因前有物体堵住。迎面阻力增大，周边摩阻力基本无太大变化，中继间作用的效果会更显著，宜充分发挥中继间的作用。
4）设置间距：
ΔL=P中K2/（f1πD）
式中ΔL――中继间的间距，m；
K2――工作系数，取0.70。
4.2 触变泥浆
在顶管施工过程中，顶进系统需克服工具管迎面阻力与管道摩阻力，而在长距离顶管及超长距离顶管中，管道摩阻力远大于迎面阻力。施工过程中注浆减摩是减小顶管阻力，增大一次顶进距离的重要措施，尤其是在超长距离顶管中，它更是顶管成功与否的关键环节。
顶管顶进时，通过工具管及管节上预留的注浆孔，向管道外壁压入一定量的减阻浆液，在管道形成一个浆液套，减小管节外壁和土层间的摩阻力，从而减小顶进时的顶力。浆液套形成的好坏，直接关系到减阻的效果。如果注入的浆液能在管道外周形成一个比较完成的浆套，则其减摩效果将比较理想。在实际施工过程中，采用在管节四周注触变泥浆，减少阻力是比较常用的方法。
1 触变泥浆和泥浆系统概述
所谓触变泥浆，是膨润土分散在水中，其片状颗粒表面带负电荷，端头带正电荷。如膨润土的含量足够多，则颗粒之间的电键使得分散系形成一个机械结构，膨润土水溶液呈固态，一经触动（摇晃、搅拌、振动或通过超声波、电流）颗粒之间的电键即遭到破坏，膨润土水溶液就随之变为流体状态。如果外界因素停止作用，水溶液又变作固态。该特性称作触变性，该水溶液成为触变泥浆。
泥浆系统有二个作用：第一：送走被掘进产生的渣土和平衡地下水。泥浆系统是由密封的管道组成，通过机头循环，形成泥浆混合物，由排泥管送走，最后沉淀在地面上的泥浆池内，泥浆通过众多的排泥泵被排出。再由进水泵进水送入机头，排泥由变速的排泥泵进行控制。机坑旁通装置可控制进排泥浆的速度、方向，以防止泥渣堵塞管道，淤积现场。当挖粘土时，可能使普通粘土，有一定的粘合度，可以直接将泥浆排入泥浆池内，但是当挖沙土时，泥浆中必须添加一定的粘合剂(如膨润土等)以增加泥浆粘度，以达到排渣的最终日的。夹带泥砂的泥浆，可通过振动筛、循环沉淀器、干燥器等，处理分离渣质，泥浆被再用，渣质被积累后处理。处理渣土用翻斗车，泥浆用罐车运出场区，堆置于郊外，处理时注意不得污染路面等环境。进排泥水系统起着第二个作用：在有地下水存在的地方，掘进机表面的压力可以降低Nd,于水中的压力。这样避免了抽地下水的需要。进排泥水系统中的压力感应器可测出地下水的压力。机内泥水循环系统、电磁阀旁通装置及载水阀可以起到调节水压的作用。机内电磁阀和旁通系统，可以阻止水压的变化，保持水压，在加管道时，不至于减小机头的水压，保证内部压力平衡。
2触变泥浆拌合要求
采用触变泥浆顶管应包括以下设备：泥浆封闭设备、注浆泵、输浆干管、分浆罐及注浆孔等灌浆设备；拌和机及储浆罐等调浆设备。混凝土管材顶进时，应在接口处衬垫辫，防止接口漏浆。垫放防漏材料。灌浆前，应通过注水检查灌浆设备，确认设备正常、无渗漏现象后方可灌注。灌浆应按灌浆孔断面位置的前后顺序依次进行，并应与管道的顶进同步。灌注用注浆泵进行。输浆管宜用钢管或高压胶管，布设至注浆孔，加装注浆闸门。注浆孔个数根据管径而定，一般为4m一处，均匀布置，并具备排气功能。触变泥浆宜采用膨润土配制。膨润土在使用前应测定其胶质价。测定方法符合下列规定：
1）将蒸馏水注入直径25mm、容量100ml的量简中，至刻度60～70ml刻度处。
2）称膨润土试料159，放入量筒中，再加水至95ml刻度，加盖封闭，摇动5分钟，使膨润土与水混合均匀。
3）加入氧化lg，再加入水至100ml刻度，加盖封闭摇动1分钟。
4）静置24小时，使之沉淀，沉淀物的界面刻度即为膨润土的胶质价。
触变泥浆拌和采用下列要求：
1）按试验确定的触变泥浆配合比，称量水、膨润土及碱的质量。
表1 触变泥浆配比（重量比）
膨润土的胶质价 膨润土 水 碱（碳酸钠）
60～70 100 524 2～3
70～80 100 524 1.5～2
80～90 100 614 2～3
90～100 100 614 1.5～2
2）取称量水的一部分与碱配制碱溶液。
3）将剩余水与膨润土拌和均匀。
4）将制配好的碱溶液，注入膨润土浆内，继续搅拌至均匀，形成触变泥浆。
5）拌制好的触变泥浆应静置12小时后方可使用。
为了在顶进完毕后使触变泥浆固结增强，可掺入凝固剂(石膏灰)。但为了在施工使用时保持流动性，还必须掺入缓凝剂(工业六糖)和塑化剂(松香酸钠)。
表2 触变泥浆掺入剂配比（重量比，以膨润土为100）
石灰膏 工业六糖 松香酸钠（干重） 水
42 1 0.1 28
掺入凝固剂时的拌和程序：
1）用规定比例的水分别将工业六糖及松香酸钠溶化。将溶化的工业六糖放入石灰膏内，拌和成均匀的石灰浆。将溶化的松香酸钠放入石灰浆内，拌和均匀。
2）将上述拌和好的掺入剂，按规定比例倒入已拌和好并放置12小时的触变泥浆内，搅拌均匀，即可使用。
3）灌浆遇机械故障、管路堵塞、接头渗漏等情况时，经处理后方可继续顶进。
顶管终止顶进后，应对管外壁与土层之间形成的空隙或触变泥浆层进行充填、置换，保障被穿越的地面构筑物安全，注浆应符合下列要求：在顶进过程中，将对管外壁的土壤造成松动和空洞，顶管施工完毕，为不造成今后的事故需对管外壁压入填充物。压入物可选水泥粉煤灰液，其配比为10：1，使用定量水稀释水泥粉煤灰，置入压力罐中，使用高压空气压入，压入口使用触变泥浆孔管。如在压浆孔加固不当，则采用从地面打孔的方法压浆加固。
五实例应用
生态公园污水管顶管工程中继间的设计如下：
（1）中继间设计顶力应小于或等于主千斤顶的最大允许顶力,因主千斤顶作为支座所能承受的荷载至少应等于每个中继间可能施加的压力。
P中≤P主；
式中P中―――中继间设计顶力,kN;
P主―――主千斤顶的最大允许顶力,本工程为2500kN。
（2）主千斤顶最大顶进长度:
Lm=P主k3/(f1πD)
式中Lm―――主千斤顶顶推管道最大长度,m;
D―――管道外径,m;k3―――工作系数,取k3=0.80;
f1―――单位面积管道摩阻力,kN/m2,因主千斤顶最大顶进长度较长,对于粘土,可取5kN/m2。
计算可得Lm=2500×0.80/（5×3.14×1.5）=84.9m，因最长段长118m，需加设中继间。
（3）第一套中继间安装位置:
L1=(P中-PF)k1/(f2πD)
式中L1―――第一套中继间安装位置,m;
PF―――工具管迎面阻力,取500kN;
f2―――单位面积管道摩阻力,kN/m2,其中考虑注浆效果,第一套中继间靠前放,f2相对大一点,对于粘土,根据实际工程总结,可取f2=50L1-0.5;
k1―――工作系数,取k1=0.60。
计算可得L1=（2500-500）0.60/（50L1-0.5 ×3.14×1.5），L1=26m。
在计算出来的基础上,第一套中继间的位置宜稍靠前,以防前遇障碍或土质突变引起迎面阻力加大。因为正常情况下顶力变化不会太大,而一旦顶力突然增大,多半是因前有物体堵住,迎面阻力增大,周边摩阻力基本上无太大变化,中继间作用的效果会更显著,以充分发挥中继间的作用。
（4）设置间距：
ΔL=P中K2/(f1πD)
式中ΔL―――中继间的间距,m;
k2―――工作系数,普通中继环取k2=0.7,组合密封中继环取k2=0.8。
计算ΔL=2500×0.8/（5×3.14×1.5）=85m。
由于，L1+ΔL=26+85=111m
综合考虑，跨湖段顶管需设置一套中继间。
在施工过程中，通过中继间及触变泥浆的应用，解决了跨湖段顶力不足的问题，该118m长顶管段顺利顶通，顶进偏差5cm。施工时，利用公园六区湿地水池基坑作为泥浆沉淀池与造浆池，解决了泥浆循环的问题；通过对人工湖进行分区施工，为顶管工程争取了作业时间，保证了整个生态公园施工的连续性。
六总结
顶管施工离不开一些辅助的施工方法，不同的顶管方式以及不同的土质条件应采用不同的辅助施工方法。顶管常用的辅助施工方法有井点降水、高压旋喷、注浆等多种，要因地制宜地使用才能达到事半功倍的效果。
总之，在地下管道施工中，采用长距离顶管施工技术是一种具有很大经济性、安全性、实用性的管道施工技术。
【参考文献】
1.CECS 246：2008 给水排水工程顶管技术规程[S].北京：中国计划出版社，2008：
2.李俊勇. 市政给排水施工中的长距离顶管施工技术分析[电子版].：城市建设理论研究（电子版），2013（31）：
3.段孟春. 市政给排水施工中的长距离顶管施工技术分析[电子版].：科技资讯，2010（27）：
篇8
关键词：市政排水、顶管技术、工作井
中图分类号：C35文献标识码： A
一、引言
市政给排水管线施工涉及的因素比较复杂，要处理好施工和各种城市生活的和谐进行，管道工程施工要做到尽量程度的减少施工对居民生活、交通、工作的影响。当市政管道在跨路施工开挖存在影响交通等各方面困难时，顶管施工是一种可行的方案选择。
二、顶管技术施工的设计
2.1工具头选型
根据地质情况及周边的地理位置，主要采用全密封式机械工具管，全断面泥水平衡机械顶迸。顶管长度根据管径和顶进的距离划分。
2.2管道材料
采用圆形“T”接头Ⅱ级重型承插式钢筋混凝土管。
2.3工作井、接收井结构类型
人工挖士、钢筋混凝土护壁成井，后座墙加钢筋混凝土结构衬墙以及混凝土底板。
2.4洞口止水处理形式
地下水量较大时，出洞口搅拌桩固结止水和橡胶圈止水；迸洞采用搅拌桩固结止水。
2.5测量方法
激光导航定位系统，摄像机全过程监控。
2.6纠偏方法：工具管纠偏油缸电动液压控制纠偏。
2.7减阻方法：高压注浆触变泥浆减阻。
三、顶管施工技术的重点
3.1通常采取触变泥浆，往管道的外壁压入一定量的减阻泥浆，在管道形成泥浆套，使得减小管节外壁和土层间的摩阻力，从而减小顶进时的顶力。所以泥浆套形成的好坏，直接关系到减阻的效果。利用泥浆套的支承作用，减少粉质粘土坍塌，形成的地层流失，以控制地面沉降。对顶管机头尾端的压浆要紧随管道顶进同步压浆，在中继间和中部管节处须跟踪补浆，泥浆的实际用量要比理论用量大得多，一般可达到理论值的4～5倍。
3.2在施工过程中必须严格按设计线路顶进，可利用削土刀盘上可伸缩的超提刀，结合千斤顶编组进行纠偏。经常对顶进轴线进行测量，检查顶进轴线是否和设计轴线相吻合。在正常情况下，每顶进l节混凝土管节测量1次，在出洞、纠偏、到达终点前，适当增加测量次数。施工时还要经常对测量控制点进行复测，以保证测量的精度。通过及时纠偏，相邻管问错口
3.3洞口止水，顶管工程中，为使管子能顺利从工作井内出洞，一般采取工作井预留洞口比管节外径略大些(一般为lOOmm)的方式，顶进时此间隙需采取有效措施进行封闭，我们采用的洞口止水方法是在沉井制作时，预先在洞口预埋一个10mm厚钢法兰，在钢法兰上焊接螺栓，安装16mm厚橡胶法兰，用lOmm厚钢压板压紧，在我们完成的顶管中，未发现地下水和泥砂流人工作井内，同时橡胶法兰和压板可以回收。
3.4顶管施工中的一道重要工序就是进出洞。因为穿墙后掘进机方向的准确与否将会给以后管道的方向控制和井内管节的拼装工作带来影响。穿墙时，首先要防止井外的泥水大量涌入井内，严防塌方和流沙，本工程管道位于粉质粘土层较松散，在水位下星流塑状，则必须在管子顶进方向距离工作井边一定范围，对整个土体进行改良或加固，采用了井点降水措施，以提高这部分土体的强度，防止掘进机出洞时塌方。其次要使管道不偏离轴线，顶进方向要准确。
3.5顶进中遇障碍物后的顶进处理，成为困扰施工的难题，如突遇大量埋木、石块及老河道驳坎等等，都需现场研究给出解决的技术措施。
3.6在建筑物密集处和路面上须作监测布置，观测地表变形和土移，有效避免房屋开裂和路面沉降。
四、技术质量保证措施
4.1施工中对现场坐标、水准点应做好复测工作，并做好坐标、水准点的保护工作。
4.2严格控制管材的质量，对于强度及裂缝不符合要求的严禁进入施工现场。
4.3做好第一节管道的水平测量、高程测量，并做好测量记录，如发现重大偏差应及时上报,并采取纠偏措施。
4.4及时将管道内前方的挖土运出，防止因堆土过多而造成管道的沉降，并做好出土的数量记录。
4.5千斤顶安装时，应保证千斤顶的顶力位置和顶进抗力位置在同一轴线上，并确保四个千斤顶用力均衡，避免产生顶进力偶。
4.6在顶进时做好顶进设备的记录，如发现顶力异常增大时则应停止施工，分析原因并采取措施方可进行下一步的施工。
4.7在顶进过程中应随时注意地质的变化情况．如出现流砂现象时．应根据现场实际采用改造顶管的机头、泥砂固结、降低土体的地下水位等不同方法确保顶管的施工。
五、顶管进程中遭遇障碍物的处理方法
5.1对长距离中风化或微风化地质的处理
顶管施工并不是在什么情况下都能顺利顶进的，当顶管施工遇到中风化和微风化的地质结构时，不管是人工顶管或是机械顶管都很难顶进，故在顶管设计时应仔细分析地质钻探资料，对出现中风化及微风化的地质结构进行特殊处理。对长距离、深度较大的中风化和微风化地质可采用暗挖隧洞施工；位于规划建设区内的中风化及微风化地质，根据情况采用大开挖施工或支护开挖施工。
5.2采用破岩井处理孤石
由于钻探是隔一定距离钻一个钻孔，很难完全准确反映地下的地质情况，故在顶管设计时即使地质钻探资料中没有中风化和微风化地层，但在实际顶进过程中也有可能遇到中风化或微风化的石头。当遇到石头时应对此处重新加密钻探，探清地下地质情况，如果有长距离的中风化或微风化地质，可采用大开挖施工或支护开挖施工方法；若遇到孤石，应根据孤石大小设置破岩井，从地面设竖井取石后继续顶进。
六、结束语
顶管施工在市政工程中，特别是深覆土大管径的管道工程和交通繁忙的城市主干道改造工程中尤显重要。所以说顶管工艺的施工从技术上讲是完全可行的。
参考文献：
篇9
关键词：钢筋混凝土污水管道；顶管施工；技术措施
中图分类号：TU375 文献标识码：A 文章编号：
近年来我国城市建设在大规模快速发展,大量管网及地下交通隧道等地下工程不断在新建、扩建和维修。对于人口集中、地面建筑物和地下管线十分密集、地面交通拥挤的繁华城区来说,传统的明挖埋管方法逐渐受到限制下而采用顶管施工则显示出极大优越性。同时,城市可持续发展的战略要求和人们对环保的日益重视,也使得非开挖顶管施工技术越来越受到重视,尤其是在钢筋混凝土的污水管道中的应用。
一、顶管施工的原理及管道顶进技术
顶管施工就是借助主顶油缸及管道间的中间推力,把工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推到接收坑内,与此同时,也就是把紧随工具管或掘进机后的管道埋在两坑之间。带拉杆的管节预制方法与普通管基本相同,其不同点主要为在管节前后两段加设预埋拉杆。为了降低顶管对周围土体的扰动,在顶管过程中必须进行注浆,这就需要带注浆孔的管节。
全部设备经过检查并经过试运转，工具管严格调零,将工具管调整成一条直线,此时仪表所反映的角度应为零,调零后将纠偏油缸锁住。工具管出洞后,由于支撑面较小,工具管容易出现下跌,为此需在工具管下的井壁上加设支撑,同时工具管与第一节管之间连接,加强整体性。在顶进时,封门拆除后将工具管立即切入土层。注意测量和纠偏。开始顶进5m～10m范围内,施工偏差超过允许偏差时,应采取措施立即纠正。工具管进入土层后的管端处理还应注意:在进入接收井的工具管和管端应设枕垫;管道两端露在工作井中的长度不得小于0.5m。顶管结束后,管节接口的内侧间隙将按设计要求处理。
二、工程案例介绍
某钢筋混凝土顶管工程全长约1025m， 管径为DN1000，管道埋设 5~7m，部分管段穿越农田和河塘，大开挖施工困难且开挖不经济，遂采用顶管施工。
本工程地处东部沿海地段，地表为2～3m 厚的素填土层，下为 6m 左右厚的淤泥沙质层，夹杂细沙层，淤泥层下为粗砂层，部分路段有变化。工程顶管管网主要敷设在淤泥沙质层和细沙层中，淤泥呈灰褐色、饱和、流塑状，含少量贝壳碎屑，局部夹淤泥质土。
三、施工工艺与技术措施
1、 施工工艺
施工准备测量高程及轴线挖顶管工作坑铺顶管导轨设置顶进后背安装顶进设备及吊放管节挖土顶进测量及纠偏再次挖土（管中土）顶进测量循环作业直至完成（如下图）。
2、 力及主站顶进长度的计算
顶力计算：泥水平衡顶管的总顶力F 是由掘进机的前端迎面 F1阻力和管壁外周摩擦阻力F2两部分组成，F=F1+F2其中正面阻力F1=∏D12rH/4式中：F1———顶管机头的迎面阻力（kN）D1———顶管机的外径（m）H———管顶覆土高度（m）r———土的天然重度（kN/m3）。
最大顶距计算：顶管的最大顶力是由工作井后背的承载力与成品管的允许顶力控制。 因本工程施工中成品管的允许最大顶力不大于4000kN，工作井的允许最大顶力为 4000kN，故本工程的计算顶力以工作井后背允许的最大顶力控制均为4000kN。主站顶进长度：LM=p×k/F2。
式中：LM———主站顶推管道最大长度（m）
P———主站的最大允许顶力（kN）
k———工作系数取 k=0.9
F2———单位长度管壁阻力（kN/m）
故LM=p×k/F2=4000×0.9/21.98=163.78m。
3、、 工作井、接收井的防渗措施
地下水作用下，工作井及接收井内可能会存在一些漏水孔洞和裂缝，由于用泥水平衡的施工方法，可能一定压力的泥水会从孔内喷出，一般在顶进前对一些空隙进行技术处理，尤其是出洞密封圈进场和井壁间会存在缝隙，采用由添加水玻璃和三乙醇胺的高强度快干水泥砂浆（早期强度可达到2．0～3．5MPa）或高强度遇空气膨胀的进口膨胀泡沫填满凝固。
4、 顶进中的纠偏控制措施
（1）机头前端遇到不均匀的迎面阻力，则机头周围的土压力也不平衡，如施工不慎容易造成轴线偏差，应注意纠偏，当发现机头有超过10mm ／ m 的倾斜角或机头上抬 2cm 以上时，应停止顶进，空转刀盘，等机头下沉归位到正常位置后才继续顶进。
（2）纠偏时根据激光光靶的绝对误差结合机头的“倾斜角”进行有预见性的纠偏。通过调节纠偏千斤顶的伸缩量来纠偏。 坚持“勤测微纠少纠”，一般情况每次纠偏角度不大于0．5°。 如果偏差值在 1～2cm 范围内，且机头的走向是在减小这个偏差，倾斜角的值在±3 mm／m 范围内，则控制尽量少纠偏，精心进行施工，确保机头以适当的曲率半径逐步的返回到轴线上来。
5、 顶进中的注浆减阻措施
顶进过程中，需要经常进行压触变泥浆工作，以减少顶进的阻力，触变泥浆由拌浆、注浆和管道三部分组成。 顶进时，通过向管道外壁压入一定量的减阻泥浆，在管道形成一个泥浆套，减小管节外壁和土层间的摩阻力，从而减小顶进时的顶力。 泥浆套形成的好坏，直接关系到减阻的效果。触变泥浆的压浆泵，宜采用活塞泵或螺旋泵，管路接头宜选用拆卸方便 密封可靠的接头，每个注浆孔宜安装阀门，注浆遇有机械故障、管道堵塞、接头渗漏等情况时，经处理后方可继续顶进。 减阻泥浆的性能要稳定，施工期间要求泥浆不失水、不沉淀 、不固结 ，既要有良好的流动性 ，又要有一定的稠度。 顶进前要做泥浆配合比试验，找出适合于施工的最佳泥浆配合比。 本工程的触变泥浆配合比选用嘭润土、碱、水按l： 0.5： 5 的比例混合拌制，拌制完成后，在泥浆池中静制、发酵l0h 后，待形成一定的粘度和稠度后投入使用。
6、 施加中继间的技术措施
在长距离顶进过程中，当顶进阻力超过容许总顶力，无法一次达到顶进距离时，须设置中继间分段接力顶进。本顶管工程在顶进长度超过100m 时， 在机头后设置一只中继间，并采用触变泥浆注浆工艺。中继间由前壳体、千斤顶及后壳体组成。 前壳体与前接管连接，后壳体与后接管连接，前后壳体间为承插式连接，两者间依靠橡胶止水带密封，防止管道外水土和浆液倒流入管道内。每只中继间安装 20 个、每个顶力为200kN 的千斤顶，千斤顶沿圆周均匀布置。千斤顶的行程为28cm，用扁铁制成的紧固件将其固定在前壳体上。钢壳体结构进行精加工，保证其在使用过程中不发生变形。中继间的外壳在伸缩时，滑动部分应具有止水性能，可在铰接处设置2 道径向调节密封间隙的密封装置 ，确保顶进时不漏浆，并在承插处设置可压脂的油嘴，以减少顶进时密封圈的磨损，中继间的铰接处设置4 个注浆孔，顶进时可以进行注浆，减小顶进阻力。中继间壳体外径与管节外径相同，可减少土体扰动、地面沉降和顶进阻力。当管道顶通以后，拆除千斤顶及各种辅件，外壳与管节内壁之间的间隙用细石混凝土填充。
7、通风
由于顶进距离较长，管内通风必须高度重视。为了确保管内操作人员供氧充足，防止土层中的有害气体及机械作业过程中产生的粉尘等危害作业人员健康，本设计采用鼓风与抽风相配合的联合通风方式。
鼓风风筒的排出口距掘进机小于3m，抽风筒的吸入口距洞口 10～20m，在该系统中，鼓风机和抽风机都安装在工作井的地面上，两者间间隔大于10m。该系统的主要特点是通风效果好，且风机都不进入管内，噪声小，对其他工序的影响较小。通风系统布置示意如下图：
结语
随着工程技术的发展,将会出现更为先进的顶管施工工艺及施工机械。顶管施工工艺也会进一步地广泛应用于我国基础设施建设的各个领域。采用顶管施工技术,减少了大量的土方开挖量,缩短了工期，减小了对周围建筑物和周边居民的影响,当采用沉井作为顶管施工工作井和接收井时，施工结束后可作为检查井使用，取得了良好的经济效益和社会效益。
【参考文献】
[1]余彬泉，陈传灿.顶管施工技术[M].北京 ：人民交通出版社，1998.
[2]廉虎山.污水管道顶管施工技术[J].山西建筑，2006，32(18):142-143.
[3]王飞.浅谈顶管法的应用与技术措施[J].科技信息(科学教研)，2008(22).
[4]霍国友，谢力.顶管技术在市政排污管道施工中的实践经验[J].中国给水排水，2009.
篇10
Abstract: Through summarizing the application of long-range large diameter pipe jacking in hydraulic engineering practice, this paper analyzes the characteristics and applicability of different pipe jacking method, and proposes the measures to solve the common problems in construction, so as to further improve the design and construction level of pipe jacking.
关键词： 大口径顶管技术；应用；设计；技术措施
Key words: large diameter pipe jacking technology；application；design；technical measures
中图分类号：TV5 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2014）23-0122-02
0引言
顶管施工是继盾构施工之后而发展起来的一种地下管道施工方法，它是借助顶推装置，在工作井内（地下）将管道逐节顶进的非开挖管道施工技术，具有不需要开挖面层而能够穿越河川、铁道、公路、地面建筑物、地下构筑物以及地下管线等优点，近年来在我国逐步推广应用。随着大直径、长距离顶管技术逐渐成熟，其在水利工程上也正在逐步采用，但就我省水利工程而言，使用该技术起步较晚，应用实例不多，经验相对缺乏。鉴于这些情况，总结通榆河送水工程灌河地涵顶管成功的设计和施工实践经验，为顶管技术在我省水利工程中应用起到推广作用。
1工程概况
灌通榆河北延送水工程利用通榆河中段工程和连云港疏港航道，增加一条向连云港市供水的新通道，提升连云港市经济社会发展的水资源保障能力。灌河地涵位于江苏省响水县和灌南县，设计流量为50m3/s，是通榆河北延送水工程的重要组成部分，其工程任务是将南边来水通过地涵穿越灌河北送。
地涵位置处灌河河口宽约340m，河底高程-8.0m。其下10m深的范围内分布了③2重粘土、④粉质粘土、⑤3重粉质砂壤土、⑥1粉质粘土、⑥2粉砂、⑦2重粉质壤土、⑧轻粉质砂壤土层，其中⑤3、⑥1、⑥2、⑦2、⑧土层含砂礓，粒径一般在1～3cm，少数砂礓盘达20cm，砂礓含量10～20%左右，局部达40%。顶管所穿过的土层主要为⑥1、⑥2、⑦2层。管顶管底局部碰及⑤3、⑧层，顶管主要座落在⑦2、⑧层。⑤3、⑥2、⑧土层具有中等透水性，为承压含水层，地下水压力高达20m左右，且受灌河潮位影响。
2工程设计
灌河是无控制的一条天然入海潮汐河道，全长74.5km，它既是沂南地区排水入海的重要河道，又是一条重要的航运通道，因此灌河地涵的设计方案须以灌河不断流而能顺利实施为前提。通过对顶管、沉管以及较为常规的半幅施工方案进行比选，最终选用了顶管设计方案。
地涵主体由上下洞首、收缩（或扩散）段、沉井及内部斜管段、井间主涵管这几部分组成。地涵断面详见图1。
其中：主涵管长450m，采用4根内径ϕ3.5m钢筋混凝土预制顶管，其轴线采用直线布置，顶管间距9m；管中心高程-15.55m，管顶覆土厚度5.0~21.5m。顶管管节长度2.5m，壁厚0.35m，两端分别预埋钢套环和钢环，预留压浆孔和起吊孔，管节间接头为F型承插式。
顶管施工的工作井和接收井均为钢筋混凝土沉井，平面尺寸37×22.5m，井内设纵隔墙1道、横隔墙3道，共有8个井格，两沉井的前排（临河侧）井格分别作为顶进井格和接收井格，井格宽度为7.6m～8.0m，长度为9.15m。沉井底板面高程为-18.6m，操作空间高度为0.65m。工作井后排井格内均设两道传力隔墙，以使顶推力传至工作井后井壁。
3顶管施工方法的特点和适用性分析
本工程顶管施工有两个特点：一是地质条件复杂，顶管范围内存在几种不同土质的土层，土层不厚而多有起伏，均含砂礓，各层砂礓含量不一，一般在5%～30%之间，粒径在0.5～3cm左右，每一层的砂礓分布不均，局部含量达40%。二是存在承压含水层，地下水压力高，且受灌河潮位影响。因此不论何种施工方式，都必须以满足本工程的要求为前提。
顶管施工方法就大的方面来说目前有三种：气压平衡式、土压平衡式和泥水平衡式，这三种方法的工作原理、优缺点以及本工程的适应性分析见表1。
通过以上分析，结合本工程水文、地质条件，实际施工中采取了泥水平衡式施工方法。
4顶管机头和选型及主要设备配置
顶管机头选用泥水平衡顶管机，油缸组装备顶力18000kN，选用双作用双冲程等推力油缸6只，每只油缸最大推力3000kN。施工时最大顶力采用装备顶力的90%，经计算，最大顶进长度约为170m。
由于顶管长450m，属长距离顶管，为减小顶进力，设置中继间，中继间采用二段一铰可伸缩的套筒承插式结构，长度约2m，外形几何尺寸与管节相同。中继间装备顶力采用15000kN，施工时最大顶力采用装备顶力的80%，顶进长度约为125m。
输土装置采用泥浆泵和管道将泥水输送至排泥场。
5顶管施工常见问题解决措施
5.1 洞口止水
为了防止顶管机出洞、进洞时井外水土涌入工作井和接收井内，影响顶管施工，同时也为防止顶进施工时压入的减阻泥浆流失，保证能够形成完整有效的泥浆套，必须在洞口设置止水装置。本工程顶进工作井、接收井为砼沉井，洞口为混凝土井壁预留洞，在预埋钢环上安装双层橡胶止水装置，形成良好的止水效果。
5.2 洞口封门处理方法
洞口封门用低标号砂浆在洞口砌一堵砖封门，再于内侧通过预埋在井壁上的螺栓安装钢封门，顶管机头出洞时将钢封门拆除，用刀盘将砖封门慢慢切削掉，实现安全出洞。顶管机头进洞时同样拆除接收井内的钢封门，然后用机头将砖封门挤倒或切削掉，一直往里推进，完成进洞。
5.3 注浆减摩措施
为减少土体与管壁间的摩阻力，在顶管顶进的同时，通过顶管机铰接处及管节上预留的注浆孔，向管道外壁压入一定量的减阻泥浆，在管道四周形成一个泥浆套，减小管节外壁和土层间的摩阻力，从而减小顶进时的顶力。顶进时，顶管机尾部的压浆孔要及时有效地跟踪压浆，确保形成完整有效的泥浆套。泥浆材料可采用膨润土。
5.4 纠偏措施
在顶进过程中，顶进轴线和设计轴线经常发生偏差，因此要采取纠偏措施，减小顶进轴线和设计轴线间的偏差值，使之尽量趋于一致。顶进轴线发生偏差时，通过调节纠偏千斤顶的伸缩量，使偏差值逐渐减小并回至设计轴线位置。
5.5 减摩泥浆的固化及洞口接头处理
顶进结束后进行减摩泥浆（触变泥浆）的固化，使管节外壁与周围土层的施工间隙尽快填充固结，减小地面沉降。减摩泥浆（触变泥浆）的置换采用水泥砂浆或粉煤灰水泥砂浆置换触变泥浆；置换时利用原有的注浆设备从管节的注浆孔压注。顶管结束后，管节接口的内侧间隙用弹性密封膏密封处理。工作井的洞口接头处理（井壁与混凝土管节间的空隙），采用压力灌注C30细石混凝土，在套管上焊接止水环，再以聚硫密封膏封堵。
5.6 对付砂礓的措施
顶管所处断面存在较多砂礓，对顶管顶进有不利影响，一是堵塞泥水舱进泥口，二是增大迎面阻力和刀盘驱动扭矩，三是增加输土难度。为此采取了以下措施：将刀盘的进泥口由小开口改为大开口，在上部增加2个排泥口；加大刀盘的驱动功率；输土采用沙砾泵，增加中间接力泵，加大输泥管管径；在进泥管路中加入膨润土泥浆；改进刀盘上切削刀头布置和数量，将单层刀盘改为三层刀盘等。
6结语
顶管技术在水利工程中具有避免大面积土体开挖、无需导流和导航、不干扰地面附着物等优点，是一种新型环保的施工技术，与其他施工方法比，有一定的优势，但也有比较多的缺点，比如施工进度还不够快，施工受地质的影响大，投资高。随着我国城市化的发展，机械顶管的发展，他的技术将越来越先进、工艺将越来越完善，应用也一定越来越广泛。
参考文献：
[1]余彬泉,陈传灿.顶管施工技术[M].北京：人民交通出版社，2005:91-141.