市政给排水施工中的非开挖顶管施工技术探究

引言：随着我国城市化进程的推进，城市基础设施建设的要求也越来越高。城市给排水施工是保障城市供水、用水安全稳定的关键基础工程，给排水施工的建设质量会对城市的日常运转产生关键影响。传统市政给排水施工建设中使用的开挖施工技术效率较为低下，还容易出现影响交通、破坏地下管线等问题。难以满足现代市政给排水施工建设的要求。非开挖顶管施工具有不破坏地表、施工扰动小、施工效率高等特点，已经成为市政给排水施工中的首选施工方式。

一、市政给排水施工中的非开挖顶管施工技术概述

（一）非开挖顶管施工技术分类

非开挖顶管施工技术是指利用顶进设备将管道顶入地下施工，而不破坏地表的施工方法。顶进设备以顶管机、液压顶进系统等为主。管道会被顶进设备逐节顶入地下，施工后进行封堵恢复即可。非开挖顶管施工技术分为以下几类。第一，手掘式顶管，可用于地质条件较为良好的给排水工程中，但施工效率与施工精度相对较低。第二，机械式顶管，这种顶管采用的是机械掘进设备，地质条件复杂的情况下可使用该施工方式。第三为泥水平衡式顶管，是通过控制掘进面的泥水压力平衡地层压力的施工方式，一般用于软土等地质条件较为复杂的施工场景中。最后是土压平衡式顶管，需要通过调节土压来平衡地层压力，主要用于含水层、砂层等地质情况下。

（二）非开挖顶管施工技术优势

相比于开挖技术，非开挖施工工艺能缩短施工周期，降低成本费用，具有较强的安全性，适用于城市市政工程建设。由于非开挖顶管施工技术不开挖地面，位于管道上部的土层没有被扰动，管道管节端不容易产生变形，且管道寿命较长[1]。并且，非开挖技术也可以保证不进行大规模的地表开挖，不会像传统施工一样对城市交通、地下管道等造成较大影响，从而减少了市政给排水施工对居民生活以及城市正常运行的干扰。从施工角度来看，非开挖顶管施工减少了施工时的地面施工风险，在施工时还能进行连续作业，施工的效率更高。多样化的非开挖顶管施工能够满足不同地质条件的施工需求。

二、市政给排水施工中的非开挖顶管施工技术要点

（一）施工前期阶段

应用非开挖顶管施工技术要做好施工前期的准备工作，包括前期的地质勘探与地下管线探测，工程设计和施工方案的制定，以及设备选型与工作坑设置。地质勘查可以明确施工地点的地层结构与土质情况。对地下管线进行探测则是为避免管线损坏，根据探测情况优化施工方案设计，提高施工效率。地下管线探测可以使用电磁感应法、探地雷达法、点探法、光纤陀螺仪法等方法。探测时应做到尽可能探测全面，还要保留详细的管线信息记录。工程设计时应对施工路径做好设计，管道铺设路径应尽量避开不良地质区域以及既有管线区域。施工方案制定应确保施工的有序进行。

可用于非开挖顶管施工的设备十分多样，针对不同的施工环境应选择不同的施工设备。水位以上常用开放式，如挤压式、人工挖掘式及机械式；水位以下则选平衡类，如气压、泥水及土压平衡式，选用主顶油缸时，要综合顶进管承载力，精确计算各项阻力，并与顶管允许顶压力对比[2]。施工前应在给排水施工现场设置工作坑，并完成基坑支护工作，做好彩钢板围护设计。

（二）施工中期阶段

施工中期阶段是非开挖顶管施工的核心环节。首先，顶管施工要通过顶进设备来施工，使管道顶入规定地点，因此在设备启用之前，应在后背与箱涵底板之间安装千斤顶，保证千斤顶的位置准确牢固。顶进作业期间，为保证顶管设备可以顺利入洞，不发生塌方情况，应在附近设置钢板桩。当顶管装置出洞时，应拆掉封闭门以避免土灌入装置内。顶进过程中如遇阻力较大情况，要调节顶力大小，并使用砂浆护墙。

顶进作业的整体过程中，不能出现间断情况，要严格控制速度与顶力，防止其对周围土体造成过大压力。如果施工中出现异常情况，应及时采取相应的解决措施。并且，在施工作业过程中还应做好挖土与顶进的交替运行工作。不同季节施工过程中，雨季要做好防洪排水工作，加强支护。冬季要对设备采取一定的保暖措施。

为保证施工过程中的整体安全性，还应做好地层控制工作，应用土压平衡控制技术进行土仓内土压的调节，以确保土体在顶进过程中的稳定性。还要做好支护结构设计与排水工作，通过设置支护结构和降低土地含水率来提高土体的稳定性。顶进出洞时要采取橡胶密封件、热熔或焊接等合适的连接工艺，以保证新建管线与原有管线的可靠连接。

三、市政给排水施工中的非开挖顶管施工技术注意内容

施工过程中应根据地质条件的不同做好施工技术的调整工作。首先，遇到粘土层时，应采取注浆减阻措施，遇到砂土层，应加强泥浆循环系统应用，保证地下水压力得到充分平衡。遇到砾石层，应选用高推力顶管机，刀盘采取耐磨刀盘。如遇软弱夹层，则应根据地质勘探结果采取注浆加固措施。流沙层、含水层、地下障碍物等特殊地质情况下，应做好土体稳定、泥水平衡、障碍物破碎等工作。

虽然非开挖顶管施工对城市环境和社会的影响相对较小，但也需要采取一定的施工控制措施。一方面要在施工附近设置一定围挡，并与交管部门协商保证交通不受影响。另一方面要做好噪声、扬尘、泥浆控制处理工作，减少对周边居民的干扰。

四、总结语

非开挖顶管施工技术是市政给排水工程建设的常用技术，具有施工效率高、施工影响小等优点。施工过程中应注意地质条件、城市影响、社会影响等问题，结合施工时的具体情况优化施工技术，做好设备选型、施工顶进等工作，确保施工安全、顺利、高效。

参考文献：

[1]郑育芳.市政给排水施工中的非开挖顶管施工技术分析[J].工程建设与设计,2023,(08):150-152.

[2]党智军,何聪利,王科科.市政给排水施工中的非开挖顶管施工技术[J].城市建设理论研究(电子版),2024,(34):144-146.