赵晨 赵文艳
摘 要：伴随城市的不断扩张，地下管网、管线系统也愈加复杂。市政给排水工程是一项与居民生活息息相关的基础设施，如何提高工程质量成为关键。长距离顶管施工作为一种非开挖技术，无需开挖便可穿越地面建筑物、公路、各种地下管线。为此，在市政给排水工程施工中，必须重视长距离顶管施工技术的应用，提高施工技术水平，规范施工工艺，全面提升工程建设质量。
关键词：市政工程;长距离顶管;影响因素;工程概况
1 长距离顶管工作原理
在长距离顶管施工过程中，通常将土压平衡顶管机作为顶进机械，但在实际操作时，推动顶管机的动力大部分是通过工作井中设置的油缸产生的，该作用力不断向前顶进进行施工。另外，通过旋转大刀盘切割土体，土体在被切割以后，会被送入密封的土仓和螺旋输送机中，土体在经过一定的挤压后，会形成压缩土体，再通过螺旋输送机，旋转送出被切削的土体，这个时候基本上就完成了管道的基层施工。因为不同的地层特性存在于顶管机开挖面，所以需要依据这些特性将清水、黏土浆或发饱剂等材料加入刀盘的正面和土仓的内部，这样就能够将影响正常施工的土质变为泥状土。泥状土的特点众多，其中包括有可塑性、流动性和止水性等，所以螺旋输送机能够顺利将其排出，同时还能够承受住土和地下水的压力，从而使刀盘前面土体的稳定性得到保障，并且可以在不同的土层中很好的适应。
2 影响长距离顶管施工技术的因素
1）管体的材质与选型。通常来说，给排水管道是埋设在地下的，使用周期较长，因此，给排水系统的工作人员要高度重视并尽可能地延长给排水管道的使用寿命，谨慎选择适宜的管道材料，确保管道材料具有安全稳定、耐腐性能好等优点。而在实际的管材市场中，适用于长距离顶管施工的管材种类较多，但其生产加工质量往往难以管控，容易存在瑕疵品，需要采购人员对管材质量的选型和材质加以管控，目前最常用的是钢制管材。
2）管道的压力与推力。长距离顶管设计施工前，相关设计人员需要结合实际埋设管道的长度和管径，对管道的压力和推力标准进行试验和计算，并根据实际的城市规划施工方案对顶管作业的划分区域要求，选择出材料、型号和种类均适宜的管道，尽量避免在工程竣工后，由于管网日常供水压力过大而导致出现管道与压力值不匹配产生管道跑漏等问题。
3）管道的位移。实际长距离顶管施工作业过程中，通常使用的管材较长，再加上人为操作的失误，例如，推力忽大忽小，或者顶管作业的机械设备例如顶部油缸的推力不够稳定导致出现振动等原因，导致管道发生位移和安装位置出现偏差等问题。这就要求相关施工人员要谨慎进行施工操作，控制好管道内的压力，并稳定好顶部油缸的推力，确保它们均在合理范围内，并符合施工标准和要求，为给排水系统的安装规范化和运行稳定性提供质量保障，同时也能有效地提升管道施工和系统运行的安全性。
3 工程概况
某顶管段总长度为3200m，分2段施工。其中E至F工作井中心里程为K0+747～K2+927，总长度为2180m，属于直线顶管，选取顶管机（1台）从E顶进F工作井，并在F工作井吊出，2164.3m为一次顶进距离，属于超长距离直线顶管。F至扩散器段的里程为K2+927～K3+947，总长度为1020m，属于直线顶管，选取顶管机（1台）从F顶进扩散器段。
选取DN2000钢管作为顶管管材，20mm为其壁厚，-21.5m为管道底部标高，顶管全县纵向都属于平坡，顶管需从中砂、粉质黏土层穿越，12到19m为管道覆盖土层厚度。
4 市政给排水长距离顶管施工技术要点
1）顶管出洞。由工作井内导轨上将顶管机头向工作井前壁预留洞内推进，且由前墙穿过向井外土层内进入，该过程即被称为顶管出洞。作为整个顶管施工的重要内容，顶管出洞的合理控制，才保证顶管施工质量。根据施工现场实际情况，预留进出洞口选取地下连续墙预埋钢盒，且在洞口前与顶进方向相邻的连续墙外边线进行止水幕墙设置，其尺寸为2000（厚）mm、8000（宽）mm。
出洞前期，相比顶管附近摩擦力+导轨间摩擦力，顶管机正面主动土压力较大，这种情况下将有顶管机反弹现象产生，导致顶管前方土体产生坍塌质量问题，进而影响顶管机再次推进施工。基于此，需将一条工字钢分别设置到洞口两侧与地面平行位置，如主顶千斤顶即将回缩加顶铁时，需保证两条工字钢都能焊牢于第一个顶铁，随后进行千斤顶回收，避免出现反弹现象。
2）正常顶进。完成管道出洞后，即可进行顶进施工。管道向前顶进的推力主要利用后座主顶油泵、主顶千斤顶产生，在推进管节过程中，经高压水枪冲洗落下的土体可向工具管泥水仓内流入，随后利用排泥管道向机头外排除，并抽到地面位置。紧随机头分节向前推进管节，最终满足设计要求。通常在每分钟20～50mm之间合理控制顶进前期速度，随后按照每分钟50～150mm控制正常顶进速度。
3）注浆。压触变泥浆是顶进施工的主要工作内容，以此降低顶进阻力。一道触变泥浆注浆孔可间隔10m进行钢管布设，共8个，孔直径为25mm，设置角度为45°。按照注浆孔所在位置，构成螺丝孔，且将一块钢板（3mm）加设到孔外侧，以此实现泥浆有效扩散至管壁，避免堵塞注浆口，随后进行注浆管安装。注浆施工应先进行造浆静置一段时间，随后进行注浆，注浆时需逐步进行顶管推进，顶管停顶后，即可停止注浆。相比管道外围环形空隙，压浆量为其1.5到2倍左右，按照管顶水压力合理确定压注压力。
4）钢管施工。严格按照国家标准规定合理确定焊条质量，要求焊条干燥。选取交流电焊机作为焊接的设备，11.3mm为环缝长度，选取2台焊机用于内环缝，3台焊机用于外环缝，所需焊接施工共6h。完成接头焊接后，可根据设计需求进行检测，直到质量合格，随后进行干型防腐涂料涂抹。6m为各节钢管长度，17t为其重量，吊放选取的吊车重量为50t。钢管应对齐其连接的钢管，确保两管轴线在同一直线上。
5）顶管进洞处理。由于该工程无接收井，相比设计位置，顶进相距1000～5000mm时，即可将水冲吸泥系统暂停，提高工具机头前的土压力，保证工具管腹腔内充分挤入土层，待引水钢管向设计位置顶进后，需将工具机头全部设备去除，并将泥浆管封闭好，随后将工具机头和第一节钢管刚性联结去除，即可进行下阶段施工。
6）观测沉降。将沉降观测点布置在管道上方的路面顶部，在顶管机头穿越路面过程中，需要每天进行定期观测，观测需要在每顶进一节的顶前顶后进行一次，从而对土体沉降、隆起曲线和最大沉降、隆起量进行详细记录。对每个沉降点的原始资料进行测量，编制成册上报指挥中心，同时依据沉降量对顶管施工进行及时调整，确保管道最小程度的影响到路面。
5 结束语
综上所述，随着科学技术水平的不断提升，大量新技术、新工艺、新设备广泛用于市政给排水工程施工，很大程度上提高了市政给排水工程的质量，从而推动了城市化的进程。其中应用最为广泛的就是长距离顶管施工，但是这种技术对工作人员要求较高，需要充分掌握理论知识，实地考察建筑周围的环境，做出合理的安排，才能保证在建设完工后，满足人民的供水需求，提高城市化水平。
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