市政给排水施工中长距离顶管施工技术的应用

城市地下空间日益密集，传统开挖方式在市政管网建设过程中受到交通疏解困难、噪声粉尘扰民、地下管线交错等制约，施工风险和社会成本不断提升。顶管施工作为非开挖技术的重要分支，以减少地表扰动和提升施工效率为目标，已在各类市政工程中广泛应用。随着城市规模扩大和排水系统复杂化，长距离顶管施工需求迅速增加，但其施工难度显著高于常规区间，表现为顶进距离延伸后摩阻累积效应增强，导向误差累积风险加大，土压平衡系统运行稳定性下降，管节接口密封可靠性降低等一系列问题。

一、长距离顶管施工技术的概述

长距离顶管施工是指在不设中继井或设置有限数量中继井的情况下，将顶管区间长度扩展至数百米甚至上千米的施工方式，该工法在城市建成区排水干管建设中具有显著优势，其核心特征为顶进力需求大、摩阻控制难度高、导向精度要求严、施工环境复杂[1]。顶管施工主要依靠主顶系统推动管节依次进入土体，管节间形成整体结构，前端顶管机通过刀盘切削土体并由泥水平衡或土压平衡系统实现渣土排出，整个过程需要协调推力、摩阻、导向和排土等多环节，对设备性能、工艺控制和施工管理提出更高要求，也对技术储备和组织能力形成全面挑战。

二、市政给排水施工中长距离顶管施工的技术要点

（一）顶进力控制及摩阻减小

摩阻来源包括土体摩阻和接口摩阻。随着顶进距离增加，摩阻累积效应放大，推力需求呈非线性上升趋势[2]。顶进力过大，将导致管节受力不均、接口橡胶圈变形或失效，甚至产生管节开裂。减小摩阻的主要途径是建立合理的润滑体系，常用方法是在管节外壁与周边土体之间注入膨润土浆液或复合减阻浆液，形成润滑膜降低摩阻系数。同时，应根据地层性质动态调整润滑浆配比与注入量，在砂卵石层中适当提高黏度，在黏性土层中控制流变性能以防失效。施工过程中必须实时监测推力变化，若出现推力异常上升需及时采取增设注浆孔或调整注浆压力等措施，且顶进速度应与推力控制协调，过快易造成摩阻骤增，过慢则导致浆液失效。

（二）导向与纠偏系统

导向系统主要构成包括激光导向仪、惯性导航装置以及实时姿态监测系统，长距离条件下导向偏差呈累积趋势，任何微小误差若未及时纠正都可能在后续区间放大。为控制误差，应建立基准复测与动态校核机制，施工过程中需定期复位激光基准，避免受环境光干扰或设备漂移影响。纠偏措施通常通过顶铁分配或偏心垫片实现微量调整，使管节受力产生可控偏转，性导航在穿越复杂地层或受限空间时能够补充激光导向的不足，形成双重保障。

（三）泥水/土压平衡控制

作用在于通过控制土仓压力抵消地层压力，防止突涌、坍塌和地表沉降。长距离顶管施工中，土体性质复杂多变，粉砂层易出现渗漏，黏土层则存在刀盘黏结风险，卵砾石层又可能引发突涌或卡刀[3]。施工必须根据地层条件动态调节土仓压力，保持与地层静止土压力基本平衡，泥浆性能的控制需在密度、黏度和失水量等指标之间形成合理匹配保证输送渣土的能力。泥水循环系统应维持持续运行，防止泥浆沉淀或浓度变化引发不稳定。

（四）管节接口密封

接口渗漏将导致地下水渗入或污水渗出，造成地基沉陷、周边环境污染以及管道结构损伤。常用的密封方式为橡胶圈密封，施工过程中需确保接口受力均匀，防止偏心或错口导致密封圈失效，顶进过程中若推力分布不均，接口部位极易产生局部应力集中导致密封圈挤压变形，应通过顶铁合理分配推力同时严格控制顶进速度和姿态[4]。接口施工完成后需进行闭水试验或水压试验，通过观察渗漏情况判断密封性能，发现渗漏应立即采取二次注浆或外部封堵措施。随着施工距离增加，接口数量随之增加，累积风险更高，因此必须在每一环节强化质量控制。

三、长距离顶管施工市政给排水施工中的主要应用对策

（一） 顶进距离过长

当顶进距离过长时，摩阻累积效应显著增加，推力需求超出主顶系统极限，极易出现管节抱死或受力损坏[5]。应对措施主要包括合理布置中继顶站，将顶进力分段传递，避免过度集中在前端，其中中继顶的间距需结合管径、地层性质以及润滑条件计算确定。润滑体系是指通过持续注入高效浆液在管节外壁形成稳定润滑层，有效降低摩阻系数，浆液应根据地层类型动态调整配比，确保在全程中保持流动性。顶进速度也需合理控制，避免因过快导致摩阻骤增或因过慢造成浆液失效。

（二）导向偏差

导向偏差在长距离顶管施工中容易发生，其原因主要有基准漂移、地层不均匀、设备精度不足等，偏差如未及时纠正将在后续区间放大，最终影响管道线形和运行功能[6]。此类应用对策首先是建立多重导向体系，激光导向作为主要控制手段，惯性导航作为补充，在受干扰或视距受限情况下仍能保持精度。接下来设定误差阈值，监测数据超过阈值应立即采取顶铁分配调整或偏心垫片微调方式进行纠偏，且施工中需定期复位导向基准，避免因温度变化或振动引发的漂移。为提高稳定性，还可通过实时监测平台实现数据传输与动态分析，使纠偏决策更具时效性。

（三）复杂地质条件

复杂地质条件下的长距离顶管施工往往面临突涌、坍塌、渗漏或刀盘卡阻等风险，应加强前期地质勘察，必要时采用超前地质预报及时发现夹层、溶洞或富水层。对不良地层需采取预处理措施，采取高压旋喷注浆、袖阀管注浆或人工冻结等措施提高地层稳定性。施工过程中应结合地层特性优化刀盘类型与掘进参数，在黏性土中控制转速防止黏附，在卵砾石层中提高扭矩以增强切削能力，土压或泥水平衡系统参数需随地层条件动态调整防止渗漏或沉降。若发生突涌或坍塌，应立即启动应急预案，封闭开挖面并进行注浆加固。

（四）管后空隙以及渗漏风险

长距离顶管施工中管后空隙和接口渗漏，若处理不当将导致地层沉降、管道错位和渗漏污染，需要在应用中强化管后同步注浆工艺，确保在管节推进过程中及时填充管外空隙避免形成不均匀空洞。注浆材料应具备良好流动性和凝固性，浆液配比需根据土体渗透系数调整，接口密封方面应在施工前严格检查橡胶圈质量，顶进过程中控制推力分布，避免接口受力不均导致密封圈失效。施工完成后必须进行闭水或水压试验，对渗漏部位及时采取二次注浆或外部封堵措施。长期运行中，还需通过定期内窥检测评估密封性能，防止因老化或外力导致渗漏。

四、结语

长距离顶管施工在市政给排水工程中的应用体现了非开挖技术的发展方向，其优势在于降低地表扰动、减少交通影响、提升施工效率，通过摩阻减小、导向纠偏、泥水控制、接口密封等关键技术措施，可在长距离条件下实现安全高效施工。施工中针对顶进距离、导向偏差、复杂地质和渗漏风险制定相应对策，为工程顺利实施提供了技术保障。

参考文献：

[1]李琳,张文涛,冯明月. 大断面长距离矩形顶管施工变形控制关键因素研究[J].粉煤灰综合利用,2025,39(04):111-116.

[2] 王磊. 给排水施工中长距离顶管施工技术运用分析[J]. 城市建设理论研究( 电子版),2025,(19):149-151.

[3] 刘 胜 昔 . 市 政 道 路 地 下 长 距 离 顶 管 给 排 水 施 工 技 术 研 究 [J]. 中 国 建 筑 金 属 结构,2025,24(12):61-63.

[4]党志荣,吴栋年,杨海丽,等. 市政道路给排水管道长距离顶管施工技术研究[J].散装水泥,2025,(03):94-96.

[5]方超. 基于长距离顶管施工技术的市政给排水工程项目研究[J].建设机械技术与管理,2025,38(03):101-103.

[6] 苏 睿 . 长 距 离 顶 管 施 工 技 术 在 市 政 给 排 水 管 网 建 设 中 的 应 用 [J]. 建 材 发 展 导向,2025,23(11):70-72.