市政给排水长距离顶管施工技术应用

1 工程概况

某市政工程为市区污水管网工程的一个标段,全长4092m,起讫桩号为2K+495~6K+487。管径共采用3类，即全线中166m使用D1000,2793m使用D1200、1133m使用D2000。根据工程实际情况,设沉井30座，其中工作井和接收井均为15座，本线路选择钢筋混凝土结构，顶进区间分布情况如表1所示。

根据表1可见，在该工程长距离顶管中共有3个顶进段，其中局部路段地层情况较为复杂。

2 钢筋混凝土长距离顶管优势

在工程施工中，往往会遇到一些问题，尤其是在施工环境较为复杂的情况下，将大大增加施工难度。由于地层变化复杂，对本工程若采用传统钢筋混凝土排水管施工，很难达到预期施工效果。因此，决定采用钢筋混凝土长距离顶管施工工艺，该工艺的应用，一方面可以克服普通排水管施工中存在的缺陷，加快施工进度；另一方面，相比普通排水管施工，钢筋混凝土长距离顶管施工成本更低，具有更好的经济效益。

具体优势如下：

（1）纠偏效果好，可实现曲线顶进

相比钢顶管，钢筋混凝土顶管主要采用柔性接头，其更具灵活性，两个相近管道之间存有一定角度，因此，在纠正偏差方面更灵活，效果更好。此外，由于两管道之间存在一定角度，针对这一特征，能够达到曲线顶进目的]。

（2）施工效率高

钢筋混凝土顶管接头形式多样，无论采用哪一种接头形式，均可达到迅速连接的效果，一般几分钟即可完成。此外，还无需进行防腐操作，可大大提升工作效率。

（3）施工成本低

相比钢顶管，钢筋混凝土顶管成本相对较低，一般可节约20%~40%。

3 长距离顶管施工技术要点

3.1 工作井施工

无论是工作井，亦或是接收井，均需采用2次浇筑成型的施工方案，当第一次混凝土浇筑强度达到设计要求，才能进行上部混凝土井壁的浇筑，但必须保证连续浇筑，不允许存在施工缝情况，图1为工作井模板搭设图。

在沉井过程中，不得倾斜，必须做到垂直下沉，应结合施工段地质情况，合理采用下沉方法，如钻吸排土法等。在下沉过程中，需随时观测，一旦遇到下沉阻碍，需马上找出原因，并及时处理。

3.2 后靠墙施工

后坐墙在工作坑中是所有顶力传递或接收的部位，因此，后靠墙的稳定性、强度及刚度必须满足相关标准规定。根据工程实际情况，本工程采用p14@120双向钢筋，C30为混凝土强度，当混凝土强度满足设计要求，即75%之后，便能进行下一道工序施工。

3.3 安装设备

顶管机头类型、设备规格及配置情况均为顶管设备选择必须考虑的问题。在工作井内，所需设备包括导轨、油泵动力站等，因此要求所有设备配置合理，安装正确，数量充足，且分布范围不影响其他工序施工，待设备就位后，即可进行施工。

3.4 穿墙出洞

为保证施工质量，需将一道前止水墙浇筑到管道顶进方向的坑内，在此过程中，需要重视的是保证混凝土配合比符合规范要求。随后，将橡胶止水圈安设到前止水墙预留的孔洞内。图2为洞门止水墙构造图。结合地质勘查报告可知，本工程有大量软土、粘土等位于顶管机出洞口外部，在去除封门时，极易出现土体坍塌问题，原因在于土体存在一定流塑性。针对该情况，必须保证顶管迅速，才能保证出洞顺利。此外，在整个顶进施工中，还要确保泥浆套完整，避免由此处流出大量减摩泥浆，从而降低顶进阻力。

3.5 吊装

工厂统一预制钢筋混凝土管并配送，确保质量合格后才能用于施工。在施工场地堆放时，要保证堆放整齐、合理，并和工作井之间保持一定距离，确保安全。管道顶进施工中，采用龙门行车作为起吊设备，需平行铺设行车导轨和顶管中心线，且对应管中心。

3.6 顶进施工

顶进施工是钢筋混凝土管长距离顶管施工的重点，具体要做到以下几点：

（1）正常顶进

正常顶进施工中，需结合工程实际情况和现行标准规范，规范施工工艺流程，做好人员安排工作。第一，在施工准备阶段，需做好测量放样工作，保证测量准确，为后期施工提供可靠依据。第二，安装顶进设备。在现场平面布置以后，需按规范要求，安装各类顶进设备，如起重设备、注浆设备、基坑导轨、主顶油缸等等，保证安装正确。第三，掘进机井内就位。在掘进机就位前，需做好设备试运行工作，保证设备运行正常，避免后期出现无故事故。第四，掘进机进洞。在进洞时，需破洞口砖封门，持续推进主顶油缸，随后将井钢封口去除，为后期出泥做好准备。第五，管道顶进。为保证顶进施工质量，需做好纠偏处理，保证测量准确。随后进行触变泥浆压柱及顶进操作控制施工，最终顶进出泥。第六，焊接钢管。对焊缝接口做好质量检验工作，保证整体质量。第七，结束钢管顶进施工，并进行下一工序施工。

（2）设置中继站

总顶力对设置中继站起决定作用，在表2任一条件下，均需进行中继环设置。

（3）减阻措施

管道在顶进过程中将受到很多因素的影响，从而增加阻力。针对这种情况，需做减阻处理。根据工程实际情况，决定采用注浆法进行减阻处治。在管壁和土壁之间往往存有缝隙，这种情况下，通过注浆施工可以构成泥浆护套，进而达到降低摩擦力的效果。

4 结语

综上所述，市政管网工程作为城市基础设施建设的重点，涉及内容较多，在具体施工中若采用的施工技术不当，势必会影响工作整体质量。当前在施工管道持续加长的背景下，管道埋设深度也越来越深，在施工过程中很容易遇到地质变化等复杂情况，从而大大增加施工难度。基于此，在采用顶管法施工时，必须重视长距离顶管过程，选择合理的顶进管结构，规范施工工艺等。只有保证选择正确，才能顺利开展长距离顶管施工，才能加快现代化城市发展的步伐。