刘淑萍
(侯马市市政工程公司，山西 侯马 043000)
顶管施工方法不需要直接开挖地面，还能够穿越公路、地面建筑、铁道、河川、各类地下管道和地下构筑物等，只有在冬季和雨季对施工有影响，不会因为管道的施工深度而增加过多的人工劳力和开挖土方量。管道不用设置管座，减少了对周边环境的污染。随着顶管技术的发展和施工任务的增加，顶管技术中还存在许多问题，所以，我们要对这些出现的问题加强研究并解决。
1 顶管施工的发展历史和施工工艺
1)发展历史。F形顶管施工技术在发达国家的使用已经有30年的历史，其中一些国家已经普遍的应用，在我国的一线城市中得到了使用和发展，在建设施工中，随着工程的不断完善，在向雨水和污水分流制方面发展，造成了污水处理厂的不断扩建和增加，为了防止因为挖路而对道路造成的破坏，以免开挖管施工带来的二次工程，使总体工程的造价升高，因此顶管和长距离的顶管会与日俱增。
2)施工工艺。顶管施工是借助主顶油缸的作用和中继间的顶进力，能把顶管掘进机和工具管从工作中挖设的坑内，穿过一定的土层到达接收坑内再吊起。同时将紧跟着挖掘机后面的管道进行埋设在挖设的两个工作坑之间。顶管技术是在继盾构之后又发展起来的先进的地下管道的施工技术，是一种最早的非开挖管道施工方法。开始的时候，顶管的施工是以跨越孔在施工的时候顶进钢套管，但是随着顶管施工技术的发展和改进，顶管施工方法用于在没有套管的基础下顶进永久使用的公用管道，比较普遍的是重力管道。顶管施工过程中使用最多的工作面平衡理论是:泥水、土压、气压三种。
顶管施工法和传统的开挖施工法比较有以下优势:在施工中开挖的部分只是接受坑和工作坑，并且比较安全，还对交通的影响小;在管道顶进的施工中，只需要挖除管道断面的土，挖土量非常少，文明施工程度高;在覆土深度比较大的情况下，进行施工的成本比较低。同时它还存在一些不足，曲率的半径小，还需要把多种曲线组合在一起，所以施工的时候就比较困难;在软土层的施工中，易产生偏差，对这种偏差的纠正比较难，管道产生不均匀下沉的几率比较大。
2 长距离顶管在施工中的问题以及解决方案
1)长距离顶管在施工中管理上的疏忽。在顶管施工整个过程中，牵涉到许多施工的环节，这就对施工人员的责任心有很高的要求，工作人员要认真的操作，保证施工过程中的精度，但是，技术工人因为缺少主观方面的认识，少许工作人员在进行施工的过程中没有严谨科学的态度，会造成施工的质量偏差，不但会影响局部，还能对施工工程的整体质量造成损害。解决管理上的问题就需要加强管理人员的素质培养和专业技能的培训。在工人上岗之前进行专业培训，充实技术工作人员的专业技能，招聘具有专业能力的高素质人才，充实在施工过程中出现的专业技术不足的现象，另一方面，加强质量管理，设置科学的质量管理制度，用制度约束技术人员，完成有质量保证的施工工程。
2)顶力不足。顶管的顶力随着距离的延长需要不断的增加，由于受到管道强度的影响，顶力不能持续无限的增加，与普通的管道来说，管道尾部的顶力会受到近距离的限制，所以，在进行长距离顶管施工过程中，要解决在顶管管道许可的范围内怎样施加顶力的问题。现今解决顶力不足有两种方法:运用中继接力和润滑剂减小阻力技术。通常情况下，顶管施工过程中的润滑减阻使用的是减阻泥浆，就是在顶管顶进的时候，经过混凝土管节上面的注浆预留孔或工具管上的注浆孔，在管道的外壁注入减阻泥浆，此时管道外面会形成泥浆套，缩小了土层间与管道外壁的摩擦力，减小了在顶进构成中土层的阻力。中继接力就是把长距离顶管分为数段，在每段管道的中间建立中继环进行各阶段的承担顶进力，在顶管施工完成后，去除中继环的油缸和保护刚套，通过管道通径完成管道的逐段对接，而且要做好密封处理。
3)长距离顶管过程中的推力不足。在长距离顶管施工过程中还会受到顶管后座承受推力大小的影响，通常情况下，是以顶管承受最大推力和所设工作坑承受最大推力为技术人员的计算条件，验算出工作坑后座能不能承受管道最大推力反向作用力。在有的情况下，油缸中的推力不是均匀的作用在后座，油缸推力的作用点不会与后座被动压力的作用点重合，就会造成设计完成后的后座抵抗能推力的能力不足。所以，为了能使后座可以承受比较大的推力，在挖设工作坑时尽可能的加深，后座也最大化的加大埋深。
4)顶管的顶进方向容易失控。顶管的施工中，顶管轴线有可能是直线，也有可能是曲线，但是不管是曲线还是直线，在顶管的施工中一定要保证管道按照先前设计好的轴线顶进，假如方向失控，管道就会发生弯曲，顶进阻力会急剧加剧，进行困难，有可能会造成施工的停止。所以，就必须具备一套对顶管顶进方向能准确控制的导向机构。对顶进过程中的方向控制，主要是经过反复的测量，进行不断的纠正和检查来完成。
5)塌方。在地下水位比较高和软土地基中进行顶进工作时，容易发生顶进面塌方事件，塌方不但能造成管道顶进受力情况恶化，还会失去对管道方向的控制，为施工添加多方面的困难，对地面建筑物稳定带来一定的危害。在进行深层顶管时，防止塌方发生，实质上就是对地下水的控制问题。
3 长距离顶管施工措施
1)穿墙。穿墙是进行顶管施工的重要工序，包含打开穿墙闷管，把工具管顶出井外，穿墙止水管安装好这几个过程。管道的方向取决于工具管在穿墙后的准确程度，也会对管道拼接工作带来一定的影响。所以在进行穿墙前，事先把墙管内填满夯实的黄粘土，避免工作井内涌入大量的土和地下水。在把穿墙闷板打开后，快速的把工作管顶进，并做好穿墙止水，预防外侧的土体因为暴露的时间太长，而产生扰动流变。
2)顶进方向的纠偏和导向。在顶进中，顶进管道对设计轴线发生偏离时，就要运用一定的方法对管端方向进行调整，控制顶进的高程和方向。通常的纠偏工作在大多数情况下都是在管道头部发生了偏离轴线后才开始进行的，但是管道此时已经产生偏差，这时的管轴线会出现稍微的弯曲，进行纠偏工作是比较困难的。对顶进的方向控制，最重要的是做好防御措施，在促使顶进方向发生偏离的因素里面，一个重要的原因就是顶力的不平衡。在管道的工作井和中心线与地下结构建立测力控制系统，在不易扰动，视线清晰的地方设置控制点，进行保护，运用测量仪器对顶进方向进行监测，在施工中为了保证高精度施工，必须对测量系统进行加强控制，在掘进机出坑前对刃口标高和轴线测定，调整到规定的范围内，并做好记录，有利于下一组的施工作业。
3)局部气压平衡。顶管在流塑状态下的涂层和流砂层顶进时，因为正面的挤压力不能够阻止塌方，就比较容易引起正面的塌方，不但会增加出泥量，还会造成地面沉降，顶管轴线的弯曲，为纠偏带来难度。为了解决这类问题，在施工中运用局部气压平衡原理，气压的大小根据情况确定，通常以不塌方为主。
4)触变泥浆减阻。为了减少管壁周围的摩阻力，在管壁注入触变泥浆，形成一个泥浆套，让顶管在泥浆套运行，减少摩阻力。由膨润土与水混合成的触变泥浆，它们的配合比例是1∶8。泥浆搅拌均匀后放入存浆箱，经过管道送到注浆孔，再注入土里形成泥浆套。
5)其他方面的技术措施。在施工中，还要加强以下几项工作:在施工前按照资料查清在施工范围内的管线分布，采用一些保护措施去确保电力、排水、通讯等方面的管线安全;详细调查施工沿线的水文和地质条件，对可能会发生事故的地段实施防护措施;加强对有害气体的防护和检测，确保工作人员的安全和健康。
4 结语
迄今为止，随着城镇建设发展顶管施工得到了越来越多的运用，而且使用的领域也在扩大，顶管是近几年才在我国兴起的，因为条件的复杂和多方面的影响因素，需要我们进一步的研究和分析，让顶管技术在我国更快的发展，把科学技术与施工相结合，更好地促进我国城市的发展。
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