大口径热力管顶管穿越河道工程施工技术分析

顶管法属于一种地下工程非开挖管道铺设方式，利用液压油缸在钻孔中顶入管段。对比传统的开挖敷设方式，顶管施工技术无需开挖面层，有利于大幅度提高施工速度。在穿越河道工程中利用顶管技术，可以解决管道埋设中河道防汛和通航等问题，避免因为工程施工影响河道生态。因此加强研究大口径热力管顶管穿越河道工程施工技术具有重要的意义，在保障施工效率的同时，可以降低质量问题的发生率。

一、顶管施工技术的概述

（一）顶管施工过程

顶管施工属于非开施工技术，具体的施工过程如下所示：1.工作井准备：结合工程地质条件和管道设计参数确定工作井位置和结构，通常是利用钢筋混凝土结构[1]。2.顶进设备安装：调试和校准顶进机头和液压系统等设备，保障设备运行的稳定性，切实满足施工需求。3.管道顶进阶段。利用液压系统的推力，向土体中顶入管道，同时综合用测量和导向技术，可以对管道位置和姿态实时监控，对产生的偏差合理调整，提高整体施工的精准性。为了减少顶进施工中的摩擦力，施工单位可以利用注浆减阻技术，在管道外围涂抹润滑泥浆，降低管道和土体之间的摩擦力。4.最终完成阶段。顶进管道之后需要封闭处理工作井，并且要恢复施工现场，提高整体施工现场的安全性。

（二）顶管施工的适用条件

在不同地质条件和管径大小以及施工距离等方面，顶管技术的适用性比较强。针对地质条件，在软土和砂层以及卵石层等复杂地层中均可利用顶管技术，但是施工单位需要结合具体的地质特点选择针对性的技术措施。例如在软土地层中利用顶管技术，需要加强支护工作井，避免出现坍塌事故[2]。在岩石地层中要选择高强度的顶进设备，可以适应顶进阻力。在管径大小方面，在大口径管道施工中适合利用顶管施工技术，利用该技术可以提升大管径管道的施工效率和质量。此外顶管施工距离具有灵活性特点，在在短距离和长距离穿越阶段都可以要利用顶管施工技术。

（三）顶管施工的优势

对比传统的施工方法，顶管施工不会干扰周围环境，整体施工效率较高，可以节省施工投资。首先该技术属于非开挖技术，避免因为开挖施工而封闭道路，从而减少对周围居民的影响。其次顶管技术的施工效率较高，利用该技术可以节省河道穿越时间。此外顶管施工技术可以节省投资，因为减少土方开挖和回填等环节，因此控制了施工投资。顶管施工技术还可以保护地下管线，降低安全问题发生率。正是因为上述因素，在当前城市基础设施建设中推广利用顶管技术。

二、大口径热力管顶管穿越河道工程施工技术

（一）工程概况

临汾市绿色能源输配项目位于临汾城区段，EPC 总承包顶管穿越汾河部分，本工程热力主管为预制钢套钢保温管道 DN1600mm ，本段包括 1 处穿越节点，共计 4 极，其中 2 极 1 组，共分为 2 组，每极热力主管外设置内径 d3000mm 保护套管，套管壁厚为 0.275m ，护套管外径为 3.55m ，同组保护套管外皮水平净距为 5m ，保护套管利用机械顶管工艺施工。顶管管道穿越涂层为卵石层，地下水森为 2.8m～7m ，本工程需要穿越汾河。

（一）施工准备

在施工之前施工单位需要组织各专业技术人员调查和勘察施工现场，保证施工单位深入分析施工技术方案，为后续顺利施工提供参考。项目部需要组织施工单位落实技术交底工作，测量人员负责测量接桩、水准点、桩位等[3]。技术人员结合测量结果合理编制施工组织设计，保证施工人员深入了解施工技术标准，在穿越河道工程中有效利用大口径热力管顶管穿越河道工程施工技术。

在施工过程中需要合理准备材料和设备，为实际施工奠定基础，组织技术人员落实勘察工作，明确现场不同管线的位置和深度等，再联系业主和相关单位对方案共同处理。在正式开工之前，需要复测矫正设计定线和测量定线，结合施工要求建立测量控制网络。

（二）顶管施工要点

1. 开挖面稳定控制技术

在顶管施工中为了保障开挖面的稳定性，需要根据泥水压力对开挖面的土压力和水压力进行抵抗，根据泥水压力对开挖面和地形变形发挥出控制作用。对比地下水压，如果泥水压力较大，将会在途中渗入泥水，在土壤中产生悬浮液，因为土和泥水的作用力，在泥水和土体接触面会凝聚悬浮颗粒，从而产生泥膜。因为泥膜的作用，可以向开挖面的土体上施加泥水仓的泥水压力，避免出现坍塌等问题，提高开挖面的稳定性。

① 进泥和排泥速度。如果固定其它因素，在泥水循环中通过平衡进出浆量，可以维持泥水仓的压力，对进出浆量进行调整，可以对开挖面支撑压力给予控制。在快速排泥状态中，泥浆进入仓内的速度比较小，开挖面缺乏支护，将会降低泥水仓的压力[4]。如果排泥速度较小，将会提高泥浆入仓的速度，在超支护状态的影响下，将会提高泥水仓的压力。

② 顶管推进速度。提高推进速度，将会增加开挖土面积，固定其它影响因素，在泥水仓中产生较多的泥浆，在加压的影响下，将会增高泥水仓的压力。如果减小推进速度，将会减小泥水仓的压力。

③ 泥浆性质。在泥水仓中布置传感器设备，可以对顶进阶段泥水压力实时测量。因为泥浆重力影响，在开挖面顶部产生空腔，如果空调体积较大，将会引发沉降问题。为了支护泥水压力，需要充满泥水仓泥浆。操作人员通过对泥水压力进行观察，对顶进速度合理调整，规避变形问题。

2. 注浆减阻技术

可以利用机尾同步注浆方式。利用液压注浆泵向注浆泵站输送触变泥浆，在通过注浆泵站完成机尾压降工作。在机头顶进阶段，不断延伸机头后的同步注浆的浆套。将隔膜式压力表安装在机头部位，负责对浆液进行检查。也可以利用沿线的管道补浆。根据顺序依次完成沿线管道补浆，压力控制每次压注量。针对洞口部位的注浆，合理设置注浆孔，通过注满浆液，避免管道和土体之间的摩擦。向土体不断渗入触变泥浆，规避后续的背土问题。利用上述措施可以优化顶管顶力控制效果，在穿越河道的过程中，优化调整各种施工参数，也不会改变顶力。

3. 顶管顶进控制技术

在顶进阶段，施工单位需要结合实际情况不断调整顶进速度，优化匹配顶进速度和泥浆仓压力等，提高施工质量。在施工过程中，需要设置顶管姿态的预警值，如果顶管姿态出现问题，将会立即发出警报，提醒工作人员及时调整。在纠偏处理顶管的时候，施工单位需要结合姿态变化曲线图来制定纠偏方案。

结束语：

本文分析了大口径热力管顶管穿越河道工程施工技术，在实际施工中施工单位需要结合实际情况合理调整施工技术，提高施工控制力度，合理调整泥水仓压力和顶进速度等方面，避免影响到地质环境，顺利完成顶管施工任务，保障大口径热力管工程质量，避免出现安全问题。

参考文献：

[1]焦国强,崔学超.长距离穿越河道矩形顶管机选型及适应性评估[J].价 值工程,2025,44(10):4-6.

[2]胡凯翔.超大断面多层矩形顶管穿越河道施工技术及监理对策[J].建设监理,2024,(07):59-61+83.

[3]陈智涵,陈晓龙,刘锴鑫,等.大直径钢筋混凝土顶管穿越河道顶进力研究[J].安全与环境工程,2022,29(04):181-186.

[4]冯新涛.大口径顶管穿越浅埋高水位淤泥层河道施工技术研究[J].价值工程,2022,41(03):96-98.