排水管道施工中非开挖顶管技术的应用

摘要：排水管道作为城市基础设施的重要组成部分，其施工方式对城市交通和居民生活影响显著。传统开挖敷设方式破坏地表，影响交通和环境。非开挖顶管施工技术则以其地表破坏小、地质适应能力强、施工效率高等优势，在排水管道施工中得到广泛应用。本文深入探讨了非开挖顶管施工技术的优势，并从临时降水井施工、顶管工作井与接收井的建造、泥顶管机械的安装与调试、顶管施工及中继间施工等方面详细分析该技术施工要点。

关键词：非开挖；排水管道；顶管施工技术；

引言：排水管道作为城市重要基础设施，其承担整个城市的防洪排涝工作，也是保障水资源以及生态环境安全的重要设施。但以往排水管道施工时采用开挖敷设方式，对城市交通环境以及居民生活产生巨大影响。排水管道施工中采用非开挖顶管施工技术提高施工效率，降低对地面交通以及环境的影响，并且具备成本低的优势。因此，加强排水管道施工中非开挖顶管施工技术的应用，切实提高施工效率和工程水平，满足排水管道建设和运营需求。

1.非开挖顶管技术优势

1.1减少地表破坏

开挖顶管施工技术主要的优势是减少地表的损坏，提高施工效率和精确性。在以往管道铺设施工过程中采用大面积开挖地表的方式导致原有地面地貌、植被的破坏，也会对周边建筑物和基础设施产生巨大伤害。非开挖顶管施工技术在地表开挖一定深度后开展顶进作业，防止大范围的开挖作业等保护地表环境，也避免对周边交通、建筑设施等产生损坏影响。

1.2地质条件适应能力强

非开挖顶管施工技术具备较强的适应能力，多种地质条件下都能满足施工需求。根据以往工程经验，在非顶管施工技术应用时，软土、硬土、复合地层条件都能满足施工需求，通过调整参数提高顶管施工效率和质量。软土层中采用泥水平衡或土压平衡顶管机，保证地表的稳定性不受影响；硬质地层中选用岩石顶管进行破碎处理，提高作业效率。除此之外，非开挖顶管施工技术有较高灵活性，应对地下管线、构筑物等复杂情况精准调整施工方向和部位，加强施工控制确保顶管施工效果合格。

1.3施工效率高

非开挖顶管施工技术和传统开挖的排水管道施工方式对比来说，不需要进行大规模的地面开挖和土方作业，所以现场施工成本低、效率高，大幅缩短施工工期。同时，非开挖顶管施工技术采用机械化施工方式，达到连续、稳定顶管施工作业的措施提高施工速度和效率。

2.排水管道施工中非开挖顶管技术要点分析

2.1临时降水井施工

非开挖顶管施工技术进行排水管道施工时，降水井采用旋挖钻机成孔方式，成孔直径在700mm左右，孔深则设置在基底标高以下5.5m位置。如果施工过程中遇到电梯井等特殊地质条件，将降水井深度增加到基底标高以下4.5m位置。降水井位置标注后对现场周边环境展开检查，查看是否影响其他工程施工作业，并结合现场实际情况采取必要调整措施。按照技术标准安装钻机并精心调平，使得钻进作业阶段不会出现倾斜、移位等情况。钻机作业时关注钻机工作状态，并利用垂直控制系统确保钻机的垂直度合格，通常其垂直度偏差不超过1.5%。钻进时及时补充泥浆进行护壁，防止钻进作业阶段引发塌孔现象。钻进成孔后放置外径400mm、内径300mm的无砂混凝土滤管，并沿着周边均匀填充25mm砂石滤料。此外，按照技术标准进行洗井作业，采用空压机从上到下洗井直到全部清理干净，达到良好降水效果。

2.2顶管工作井/接收井

非开挖顶管施工技术应用时，顶管工作井和接收井建造是重点工序。顶管工作井是顶进作业的主要场所，提供足够顶进力并加强导向控制，使管道准确穿越土层完成施工。工作井施工时采用钢筋混凝土结构设计，深度结合地下水位、管道埋深、土层性质等方面确定。接收井通常设置在顶管线路的终端，用于接收顶进完成的管道。接收井和工作井基本相同，但尺寸有所减小，这主要是因为接收井主要承担管道接收和临时支撑的功能。接收井施工时分析地下水位、土层稳定性等因素，确保井壁具备稳定性、安全性。接收井通常设置接收支架以及缓冲桩，能够减缓管道顶进时冲击力，防止给井壁造成损伤影响。

2.3泥顶管机械安装

泥顶管机械安装时按照设计方案和现场实际情况确定，精准标记机器安装的位置以及朝向，确保顶进方向和管道设计轴线保持一致。起重机将泥顶管机械缓慢吊入到工作井内，并且平稳放置在预先准备的支座上。机械放置时保证机械重心平衡以及稳定性，避免出现放置不当引发机械倾斜、损坏等事故。机械安装结束后对机械设备进行检查以及调试，确保其连接牢固、润滑系统顺畅、电气系统安全可靠，各项功能合格。泥顶管机械安装完成后进行性能调试，各项性能满足现场施工需求，防止施工阶段引发故障问题而给顶管施工作业造成不影响。

2.4顶管施工

准备工作结束后开展顶管施工，开启泥水循环系统，以1.2m3/min循环流量保证泥浆有足够的密度和粘度，为管道顶进作业提供润滑以及支撑效果。顶管作业过程中将千斤顶顶进压力设定为5～10MPa，并且逐步施加顶力推动管道顶进，速度达到20～30mm/min，并且顶进作业具备稳定性。同时，现场安装有激光导向系统实时监控顶管作业的状态，并纠正管道轴线偏差，顶进作业方向和设计轴线偏差在30mm以下。如果发现顶进过程存在偏差，超出标准则使用千斤顶进行局部的纠正处理，使其顶进精度合格。顶进作业阶段实时关注地表沉降情况，利用预设沉降观测点方式定期监测时沉降量，在±10mm以内。随着顶管作业逐步进行，需要连接新的管段，采用橡胶密封圈密封连接，确保管道连接达到整体性密封性效果。顶进作业阶段通常每顶近3m左右距离进行顶铁替换和导轨调整，使顶进作用力达到持续、稳定效果，且管道轴线精度合格。

2.5中继间施工

非开挖顶管施工技术应用时，顶管机头后部适当位置设置中继间，通常中间间隔距离在100～150mm之间，具体则根据顶管长度、地质条件、设备能力等方面确定。中继间安装时保证其具备较高的稳定性，并且和管道轴线保持一致性，安装偏差在±5mm以下。中继间施工的过程中将连接中继间的千斤顶和管道进行安装精度检测，确保千斤顶合力作用点设置在管道中心垂线上。顶进作业过程中具备较高的稳定性，中继间的液压系统进行调试检测，使其压力处于稳定状态，满足现场顶进作业要求，通常压力为10～20MPa。顶进作业阶段中继间适当时候启动，通过接力的方式传递顶进作用力，使得管道顶进达到连续、稳定的效果。顶进时中继间每次启动要检测管道轴线偏差和地表沉降情况，并根据现场实际情况调整顶进作业参数，保证顶进施工达到质量、安全性的效果。

3.结束语

排水管道施工中非开挖顶管施工技术应用普遍，减轻对建筑、交通以及人们出行造成的影响，且能提高施工效率和质量，已经广泛应用到排水管道施工中。同时，非开挖顶管施工技术在现场操作中具备一定的复杂性，尤其是有些因素影响施工效果，导致非开挖顶管施工无法达到要求。基于此，深入研究排水管道施工中非开挖顶管施工技术，落实各项施工措施，准备充足施工技术和设备保证排水管道施工顺利完成。

参考文献：

[1]仲旭东.非开挖顶管施工技术在市政管网工程中的应用研究[J].工程技术研究，2023，8（08）：89-91.

[2]张乾.非开挖顶管技术在市政排水管道施工中的应用研究[J].石油化工建设，2022，44（03）：110-112.

[3]仲旭东.非开挖顶管施工技术在市政管网工程中的应用研究[J].工程技术研究，2023，8（08）：89-91.