长距离顶管施工技术在市政给排水施工中的应用探究

引言：

市政给排水工程作为城市运行的基础性设施，直接影响着人们生产生活的质量以及城市的可持续发展。随着城市建设进程的逐步加快，对市政给排水工程建设的要求日益增大，所需铺设的输水管道长度也越来越长。传统的市政给排水工程开挖施工方式存在着很多问题，在人口密集、交通繁忙地带容易造成交通拥堵和污染，给周边建筑构成威胁。长距离顶管施工技术是一种开挖量少、污染小、对交通影响小、施工速度快的非开挖技术，可以为市政给排水工程的建设施工带来一个新的思路，对其展开研究，对城市的基础建设，提升建设效益具有积极的意义。

1 长距离顶管施工技术原理与特点

1.1 工作原理

长距离顶管施工技术就是利用顶管机对顶进工作坑内的压力来克服管路和土体中的阻力，管路按照设计坡度顶进，将顶进机切削出的土体通过出土装置排出，从而完成管路铺设。顶进时利用激光经纬仪等测量设备对顶管机的位置、方向进行跟踪测量，以保障管路顶进精度。例如顶管机在软土层中顶进时利用控制顶进压力、出土量来保持管路周围土体的稳定性，从而避免了地面的沉降和塌陷[1]。

1.2 技术特点

长距离顶管施工技术具备较多的优势，第一，施工场地的影响小，不需要进行大面积挖地，施工对城市道路、绿地、建筑等的破坏小，施工过程中的扬尘、噪音等污染较小。第二，施工速度较快。通过合理选择施工设备与优化施工流程，可高效完成管道顶进，提升施工效率。第三，施工适应性强。在软土地基、沙土、岩土等不同地质条件下均可应用，可避免开挖施工对地下管线的损坏，保障城市基础设施安全。

2 长距离顶管施工技术在市政给排水施工中的应用要点

2.1 施工前准备

长距离顶管施工前的准备工作至关重要。首先，要借助钻探、物探等技术开展地质勘测，掌握地层岩性、地下水等信息，为后续施工提供依据，比如针对砂卵石地层了解卵石情况选刀具，富水地层确定降水方案。施工方案设计需综合地质、管径、长度等因素，复杂地质用组合式顶管，软土选泥水平衡式，岩石地层则用岩石顶管机。工作坑和接收坑的选址遵循“少占地、易施工”原则，借助BIM技术模拟施工，优化坑位与尺寸，降低对周边环境的影响。设备选型需匹配工程需求，例如 1200mm 排水管、800mm排灌管，可选用额定顶进力6000kN的土压平衡顶管机。同时建立设备维修制度，保障顶管机等设备正常运行。

2.2 施工过程关键技术

2.2.1 顶进技术控制

顶进施工，根据地层土质不同采用适宜的顶进方式：黏土地层，采用土压平顶进法，控制螺旋出土器的速度、转速，稳定土仓压力，避免出现地面沉降。粉细砂地层采用泥水平衡顶进法，利用泥浆循环系统平衡开挖面水土压力，及时调节泥浆出浆密度和流量。顶进过程中控制好顶进参数，顶进速度不宜过快，在顶进过程中顶进速度一般15-30mm/min ，避免对土体扰动过大。顶进过程中需控制顶力，当顶力超过设计值的 80% 时，应停止施工分析原因，可采取补注减阻泥浆、检查管道轴线偏差等措施。采用激光引导系统观测顶管机的姿态，当轴线偏差过大时（大于 10mm. ），采用纠偏装置及时纠

偏[2]。

2.2.2 注浆减阻技术

注浆减阻也是长距离顶管施工的主要技术措施，减阻泥浆由膨润土、水、添加剂组成，需通过现场配置试验确定最优配比，例如软土地层可采用膨润土+CMC（泥浆浓度12%-15% ）以实现保水增稠悬浮效果。注浆系统的设置需根据注浆孔布置、注浆压力和注浆量综合确定。沿管道轴线每隔 3-5m设置一组，采用梅花形布置。注浆压力应大于该点的上覆地埋水和土压力之和。注浆压力一般控制在 0.2-0.5MPa, 。注浆量应根据管道外径和土体间隙量确定，一般为理论间隙量的 1.5-2 倍。施工中要随时调整注浆参数。顶进初始阶段，采用大流量注浆使注浆及时形成泥浆套；顶进中根据顶力实时加浆；管道顶进完成，用注水泥浆置换泥浆套，避免地面下沉。

2.2.3 管道对接技术

管道的接接口是给排水系统密封耐久性的关键。采用F型接口或承插式接口时，需控制接口缝隙，将橡胶密封圈套设在连接口上。对接前应清理并打磨管道端口，确保端口圆润平滑。对接口管采用液压千斤顶缓速顶进（推进速度 5⋅10mm/min; ），同时利用测量仪表检测接口管轴线和高程，偏差需控制在 5mm以内。顶进对接完毕后，用超声波检测或电火花检漏仪检测接口是否有渗漏，及时检修。

2.3 施工后检测与维护

施工完毕后，要对排水管道进行检查。用全站仪对管道轴线、高程进行检查，其误差应满足设计要求。管道进行闭水试验，对管道的密封性进行检查，试验水头应较上游检查井井顶高 2m ，其渗水量要满足《给水排水管道工程施工及验收规范》中关于排水管道施工与验收的试验要求。根据检查结果制定专项整改方案，针对管道出现的问题（如轴线偏差、接口泄漏等）进行处理。针对管道轴线出现的问题，进行局部开口、校正等方式进行校正处理。针对出现的管道接口泄漏的问题，采取加装胶塞、新安装密封圈等方式进行处理。构建管道健康检查平台，借助压力表、流量表等设备实现实时监测。在后期维护方面，建立定期检查机制，对管口管头、井盖等完整性情况进行检查，定期清理排水管口淤积物，采用高压水或者人工清淤机对管口淤泥进行清理，保证排水畅通，对一些腐蚀较严重的管口及时进行防腐处理，增加管口抗腐蚀能力，延长使用寿命。

3 结语

长距离顶管施工技术对于市政给排水施工来说，具有绿色、高效性，不需要动土，避免施工过程中对城市环境和交通的破坏，能够提升施工效率和质量。但长距离顶管存在造价高、技术设备要求严格等问题。在今后的发展过程中，注重技术的创新性，改进施工技术，创新研发低成本设备，解决施工中的难题，提高施工效率。加强施工过程，监督施工质量。逐步提升长距离顶管技术在市政给排水施工中的应用，为市政建设打牢基础。

参考文献：

[1]杜丰功.市政给排水施工中长距离顶管施工技术的应用分析[J].城市建设理论研究(电子版),2025,(07):184-186.

[2]蔡国圈. 长距离顶管施工技术在市政给排水施工中的运用[J]. 上海建材,2024,(05):113-116.