市政工程中长距离顶管施工技术的改进与创新

引言​

在市政工程建设中，长距离顶管施工技术凭借其无需大面积开挖路面、对周边环境影响小等优势，广泛应用于城市地下给排水管道、电力电缆管道等工程建设中。然而，随着城市地下空间开发的不断深入，长距离顶管施工面临的挑战日益严峻。长距离顶管施工距离长、地质条件复杂，容易出现顶力过大、管道轴线偏差、土体坍塌等问题，严重影响施工进度和工程质量。因此，对长距离顶管施工技术进行改进与创新具有重要的现实意义。

1 市政工程长距离顶管施工技术的现状与问题

1.1 施工现状

目前，市政工程长距离顶管施工主要采用泥水平衡式顶管机、土压平衡式顶管机等设备。这些设备在一定程度上能够满足长距离顶管施工的要求，但在复杂地质条件下，施工效率和质量仍有待提高。同时，施工过程中普遍采用人工测量和监控的方式，自动化程度较低，难以实时准确地掌握施工过程中的各项参数。

1.2 存在的问题

在长距离顶管施工中，随着顶进距离增加，管道与土体摩擦力增大致使顶力急剧上升，不仅可能引发管道破裂、设备损坏，顶力不均还会造成管道轴线偏差；同时，地质条件差异、设备安装误差及操作不当等因素易加剧轴线偏移，影响管道使用与后续连接；而土体加固不足或顶进速度失控会威胁土体稳定性，引发坍塌、沉降等安全隐患；加之传统施工工艺复杂，测量纠偏频繁、设备维护耗时，多重因素共同导致施工效率低下，严重制约工程质量与进度 。

2 市政工程长距离顶管施工技术的改进措施

2.1 顶力控制技术的改进

在长距离顶管施工的顶力控制与管道轴线精准把控上，可通过技术协同优化实现高效施工。一方面，采用减阻技术与设备工艺升级降低顶力，在管道外壁涂抹润滑泥浆形成润滑套，隔离土体与管道以减少摩擦，同时科学调配泥浆配比、优化注浆工艺，保障减阻效果长效稳定；搭配大功率、高精度顶进设备，运用分段顶进等优化工艺，避免顶力集中，使顶力均匀分布，提升顶进可控性。另一方面，借助高精度测量设备与自动纠偏系统确保轴线精准，利用全站仪、激光导向仪实时监测管道坐标、角度、高程等数据，为顶管机导向，一旦发现轴线偏差立即反馈；自动纠偏系统则基于传感器采集的偏差数据，经控制器计算纠偏量，驱动执行机构调整千斤顶伸缩，实现管道轴线自动校准，双管齐下保障施工质量与效率 。

2.2 土体稳定性控制技术的改进

在长距离顶管施工中，土体稳定性关乎施工安全与质量，需从加固方案优化与顶进参数调控两方面协同保障。针对复杂地质条件，应因地制宜选用注浆加固、深层搅拌桩加固等方法，其中注浆加固需精准把控注浆材料配比、压力与注浆量，深层搅拌桩加固则通过水泥与土体充分搅拌形成高强度桩体，以此提升土体承载能力与稳定性；同时，依据土体加固后的特性，动态调整顶进速度与顶力等关键参数，避免因顶进速度过快加剧土体扰动，或因顶力失衡破坏土体结构，通过实时监测与参数优化，确保施工全程土体稳定可控。

2.3 施工工艺的优化

为优化长距离顶管施工工艺，可从管道接口连接与出土方式两方面进行技术升级。在管道接口连接上，采用承插式橡胶圈接口、法兰连接等新型方式，前者凭借便捷的安装流程与优异的密封性能，可有效抵御地下水渗漏与土体流失；后者则以牢固的连接效果和灵活的拆卸特性，满足高强度连接需求。出土环节中，革新传统低效模式，引入螺旋输送机出土与泥水输送出土技术，螺旋输送机通过连续运转高效输送土体，大幅缩减出土耗时，而泥水输送出土则借助泥浆循环将土体及时排出，防止管道内土体堆积，双管齐下显著提升施工效率，保障工程进度。

3 市政工程长距离顶管施工技术的创新方向

3.1 新型顶管设备的研发

在市政工程长距离顶管施工设备创新领域，智能顶管机与微型顶管机展现出显著的技术突破与应用潜力。智能顶管机深度融合人工智能、大数据技术，通过传感器实时精准监测土体压力、顶力及轴线偏差等关键参数，借助预设算法自动调整顶进速度、顶力大小与纠偏角度，实现施工环境自适应与全过程自动化、智能化，大幅提升施工效率与质量；而微型顶管机则凭借体积小、重量轻的特性，在城市狭窄区域或场地受限工程中独具优势，不仅能有效降低施工对周边环境的影响，还具备施工效率高、成本低的特点，为复杂施工场景提供了灵活且经济的解决方案，二者共同推动着顶管施工设备向多元化、智能化方向发展。

3.2 施工监测与控制系统的创新

在长距离顶管施工中，物联网技术与大数据分析相辅相成，共同为施工安全与质量保驾护航。将物联网技术应用于施工监测，可实现施工设备、传感器和监控中心之间的互联互通，实时采集顶力、轴线偏差、土体压力、地下水位等施工数据并传输至监控中心；而大数据分析技术则能对这些积累的海量数据进行深度挖掘，建立施工参数与施工质量、安全之间的关系模型，进而预测施工过程中可能出现的问题，帮助施工人员提前采取预防措施。两者结合，既能及时发现施工异常并处理，又能通过科学预测提升施工的可靠性和安全性 。

3.3 绿色施工技术的创新

在长距离顶管施工中，泥浆循环利用技术与噪音振动控制技术是兼顾经济效益、生态保护和民生关怀的关键举措。泥水平衡式顶管施工中泥浆用量大，废弃泥浆处理不仅推高成本，还会污染环境，而泥浆循环利用技术通过对废弃泥浆进行处理净化，实现泥浆的重复使用，有效减少浪费与环境负担；与此同时，长距离顶管施工产生的噪音和振动会干扰周边居民生活工作，采用静音顶管机、优化顶进工艺等新型设备与施工工艺，能显著降低施工噪音与振动，既保障施工顺利进行，又维护了周边居民的生活质量。

4 结论​

市政工程中长距离顶管施工技术的改进与创新是解决施工难题、提高施工质量和效率的关键。通过对顶力控制、管道轴线控制、土体稳定性控制等技术的改进，以及新型顶管设备研发、施工监测与控制系统创新和绿色施工技术创新等方向的探索，能够有效提高长距离顶管施工的技术水平。在实际工程中，应根据具体的工程地质条件和施工要求，合理选择和应用改进与创新后的施工技术，确保市政工程长距离顶管施工的顺利进行。同时，还需要不断加强对长距离顶管施工技术的研究和实践，推动该技术的进一步发展和完善。

参考文献：

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