市政工程给排水管道顶管施工与质量控制研究

引言

在城市化进程不断加速的背景下，市政工程给排水管道铺设面临着前所未有的挑战。传统的开挖埋管法不仅施工周期长、对地面交通影响大，而且在复杂地质条件下施工难度极高。因此，顶管施工技术作为一种非开挖的管道铺设方法，因其高效、环保的特点，逐渐成为市政工程给排水管道铺设的首选方案。

1 顶管施工技术的优势

1）施工效率高。顶管施工技术采用非开挖方式进行作业，与传统的明挖施工相比，极大减少土方开挖与回填工作量。在市政给排水工程中，传统施工需要大面积开挖路面涉及破除路面结构、挖掘土方等一系列复杂工序，施工流程繁琐、耗时较长。顶管施工借助专用顶管设备，直接在地下进行管道铺设，只需要在工作坑和接收坑处进行少量土方作业。顶管设备能按照预先设定的轨迹，将管道逐节顶进土层中，施工过程连续且高效，不需要全面开挖管道沿线地面，有效缩短了施工周期，提高了工程建设速度，为市政给排水工程的快速推进提供了有力保障。

2）交通影响小。市政工程多在城市建成区开展，交通流量大。传统给排水管道施工，因大面积开挖路面，常导致交通堵塞，给市民出行带来极大不便。顶管施工技术仅在工作坑和接收坑位置占用少量地面空间，对城市道路交通正常通行的影响微乎其微。在城市主干道、繁华商业区等交通繁忙地段进行给排水管道施工时，能在不中断交通的情况下，完成地下管道铺设工作，确保城市交通顺畅运行，最大限度减少因施工给市民生活和城市正常运转带来的干扰。

3）环境破坏小。传统明挖施工方式对周边环境破坏较为严重，在施工过程中，大面积土方开挖会破坏地表植被，造成水土流失，同时产生大量扬尘和噪声，对周边生态环境和居民生活环境造成不良影响。而顶管施工技术属于非开挖施工，对地表植被的破坏能降至最低。施工过程产生的土方量少，且大部分土方可在施工过程中合理利用，降低了弃土对环境的影响。此外，顶管施工噪声小，对周边居民生活环境干扰小，有利于保护城市生态环境，符合现代城市建设绿色环保的理念。

2 市政给排水施工中长距离顶管施工技术及质量控制

2.1 准备工作

为全面优化长距离顶管施工技术作业质量，就必须严格控制准备环节，保证后续作业内容规范开展。

一方面，要对管节进行验收管理，工程师代表逐节进行管节质量的检查，着重观察是否存在管身裂缝，并对承接口圆度、端面平行度等进行参数校核，对有存在质量问题的管节予以标记并退回更换。与此同时，要按照规范要求保证管节堆放合理规范，必要时借助吊具在中心吊孔吊起堆放管节，维持承插口的质量水平。

另一方面，要结合工程项目水文条件、地质情况和施工作业要求优选适配的顶管设备，在合理控制地面沉降情况的同时维持操作的安全性、可靠性。

2.2 现场施工

1. 顶管出洞

在出洞前，要确保龙门吊已安装就位，并完成机坑导轨测量就位工作，相关设备安装满足作业要求，搭建操作平台的同时布置电气控制线路，维持各部分设备调试运行的规范性，最大程度上维持施工作业环境的合理性。与此同时，还要借助起吊装置将顶管设备吊入导轨位置，保证顶管设备和管线连接的合理性。为保证施工作业的安全性，顶管出洞不能有地下水，要将钢板桩设置在洞口外端，并有效控制洞口开启后的土压力。待洞口开启，顶管设备放置在出口位置时拔除钢板桩，保证顶进作业的持续性和稳定性。

2. 常规顶进

从破洞到第三节混凝土管全部推进土中才算完成初始顶进作业，因此，初始顶进是整个顶管施工中的关键环节。

一是破洞作业，破洞处理工作开始前要着重落实防止土体塌方的方案，利用钢封门或注浆加固处理机制确保破洞作业顺利进行。钢封门处理环节中，在洞口井外侧设置一排钢板桩，拆除井洞口砖墙将顶管机推进洞内，在洞口止水圈发挥作用的前提下拔除钢板衬。

二是顶管机入土，封门拆除处理后，顶管机刀盘开动作业，主顶油缸才能将顶管机推入土中。为确保具体作业的稳定性和安全性，要着重避免刀盘嵌入土中，施工人员要及时观察并严格控制刀具走向。与此同时，施工作业人员要随时观察土压力表数值参数，并关注其和计算数值之间的偏差情况，若是误差较大则要及时修正。

三是顶管机推进到下一节混凝土管达到最小距离时，将第一节混凝土管下放到基坑为止，保证混凝土管和顶管机壳体连接。

四是合理设置中继站，在实际施工作业中，施工部门要对井内总站顶力和管线顶进施工的极限摩擦力予以集中评估，确保密封件性能满足施工标准，更好地减少作业难度，保证推力更加稳定合理。

五是顶进编制管控，要结合监控设备获取相关数据，及时了解顶管设备头纠偏系统的运行情况，有效控制顶头偏位和后续管节缝结合效果。若是顶管自身属于曲线型结构，地面控制系统难以及时获取顶管机偏位信号数据，则需要监控人员及时汇总上报结果，维持顶进处理的稳定性。

3. 注浆作业

在长距离顶管施工作业中，顶管的管子和土体之间会产生摩擦，这本身属于滑动摩擦的范围，若是注入润滑浆，能在管子的外侧形成比较完整的浆套，就能更好地发挥其减阻的作用，减少摩擦增大对后续施工造成的影响。目前，较为常见的顶管注浆润滑材料包括膨润土和人工合成高分子材料。为保证注浆作业的合理性，要对注浆处理环节的质量控制环节予以监督管理。

一是注浆孔内要设置单向阀，设置单向阀能有效控制处理环节，确保注浆孔的整洁性和稳定性。若是不设置单向阀装置，在注浆操作结束后，管道外的泥沙会沿着注浆管流入管内，长此以往沉淀物质会堵塞注浆管。

二是着重控制浆液的调制环节，要充分搅拌以提升其应用水平，搅拌的方式一般选用水力式，调制完成的浆液要利用测试处理评估其应用效能。比如，将木质铅笔插入浆液，铅笔不倒证明浆液的浓稠度合理。

三是合理调控注浆处理环节，顶管机前三节管子要充分注浆，形成完整的浆套，其他注浆管路关闭阀，后面的浆液用于有效补充处理，保证浆套的质量效果满足预期。

4 顶管入洞

若是工程项目未设置接收井，顶进距离达到 1000mm 到 5000mm 位置时，停止水冲作业，此时需要强化工具机头前端土压力，在引水钢管向着设计部位顶进后撤掉工具机头的相关设施，有效完成泥浆管的封闭处理，并撤除工具机头和首节钢管刚性连接，维持后续施工作业的稳定性和安全性。

结束语

顶管施工技术作为一种非开挖施工方法，因其高效、环保等特点，在市政给排水工程中得到广泛应用。然而，顶管施工涉及多个复杂技术环节，需要进行科学合理规划与实施。因此，深入研究顶管施工技术的应用要点及其质量控制措施，对于提升市政给排水工程的施工水平具有重要意义。

参考文献

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