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关于顶管技术在市政排水工程中的应用探讨

【摘要】随着我国经济的快速迅猛发展，城市规模也越来越

大，尤其是近年来，国家和人民大众对于城市环境和污水处理的不

断重视，城市不断对旧的市政排水管道进行改造和新建。顶管技术

就显得日益重要。顶管技术是一种非开挖的管线施工技术，不但能

够应用于穿越城市道路、街区、文物古迹等不适宜开挖的建筑施工

项目，还能穿越城市河道或者建筑物等不宜施工或者开挖的地区的

管线铺设。

【关键词】顶管技术；市政排水；工程应用

顶管技术也叫做液压顶管技术。这种施工方法的实质就是，所

要顶进的管道在主顶工作站的作用下(有时需要中间站或中继站辅

助)，由始发并始发，顶进至目标井。在施工中，通过位于第一节

管道的可控顶管机(或盾构机)，可以实现直线或曲线顶进，一般情

况下，顶管机的操作和控制可以直接在地下的工作现场由操作人员

来完成，特殊情况下(如微型隧道施工技术)，也可以通过位于地表

的控制台进行遥控。这种技术将作业移入地下，从而避免了对地面

交通、生活等方面的影响，非常适用于市政排水工程。

一、顶管施工技术的优点

一般情况下，顶管机的操作和控制可以直接在地下的工作现场

由操作人员来完成，特殊情况下(如微型隧道施工技术)，也可以通

过位于地表的控制台进行遥控。顶管施工技术是非开挖管道敷设技

术，它具有不需要开挖表面，而通过地下穿越地面结构建筑物和地

下管线以及公路、铁路、河道的诸多特点，相比开挖敷设技术，工

程的投资和工期将大大节省。同时顶管技术还可以有效地降低噪声

和建筑垃圾、以及灰尘污染，能够大大地减轻对城区的交通条件和

其他环境的干扰与破坏，能够真正做到高效率、无污染。顶管施工

技术因其具有上诉诸多的优点，被广泛应用于市政排水工程中具

体，顶管施工技术具有以下几个优点：

1．施工地点由面变成点，大大缩小了占地面积；

2．地面活动不受施工的影响，特别是对交通和住宅的正常生活、

出行、办公等没有不便的干扰；

3．噪音和施工时的震动小，城市中施工对居民生活环境干扰微

乎其微，并且不影响现有管线以及建筑物等的使用；

4．管线施工技术可以在极深的地下或者水下敷设管道，可以安

全地穿越铁路、公路、河流以及建筑物，减少了沿线的拆迁工作量；

5．降低了工程的造价，大大地节约了成本；

6．顶管施工技术的施工难度较高，需要详细的工程地质资料和

水文地质资料。

二、具体的施工流程与应用分析

在市政排水工程中，顶管的施工技术有很大的优势，但是要根

据地质和水文条件综合分析，从选用设备到材料方面综合考虑：

1．顶进管以及设备的选择方法

钢筋混凝土管的规格设计以及应力验算和配筋都应遵守相关的

标准以及相应的技术规程。一般来说，可以选择使用钢筋混凝土管，

如果没有腐蚀等相关要求，则可直接选用钢管。顶进管的选择包含

了两个方面：首先是顶进管直径的判断和选择。选择的过程中要严

格按照具体的条件以及根据工程的性质和需要来确定其内径，并根

据顶进管的受力等相关情况确定配筋和壁厚，从而进一步确定外

径。因为还会考虑到挖土工人等相关人员可能会在顶管工程面之上

进行作业，所以，一般选用的管径必须不小于500mm；还有，就是

对于顶进管长度的确定。如果使用长管时，在直线推顶的情况下，

可以减少装管的次数。但是，如果使用长管的时候在施工过程中路

线发生了偏移，偏离了原定的路线情况更为严重的话，则恢复正确

路线的难度会相应地更加大。

2．顶进设备的选择

顶进设备主要包括了以下几项重要的，千斤顶、顶铁、高油压

泵以及运土设备等等。千斤顶是主要的掘进设备，应该根据科学的

计算和实际的情况进行选择。而工具管则包括了开挖舱和操作舱两

项。

3．施工前的一些准备

首选是现场的平面布置工作，包括自动控制室、材料工具间、

拌浆棚以及拌浆材料堆场等。另外，还要做好起重设备、注水系统、

管片堆场以及堆土坑的布置。其次是顶进管在进出洞区域要进行高

压旋喷桩加固，以确保顶管机出洞的安全。切记必须在工作井安装

上止水装置，以确保不会产生泥水损失，同时保证触变泥浆在顶进

过程中也不会流失。

4．顶管的施工工艺

顶管法施工要通过向基层中顶顶入进预先制作好的构造物，然

后形成工程所需的通道和涵洞。但是要注意的是在施工进行之前，

应该在目标的管段内挖好工作井和接收井，完后充分利用已经成型

的井体，在顶管机头的导向作用之下，逐步进行顶管的施工。