浅谈市政道路排水顶管施工技术

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摘 要：市政排水管道工程分布于城市每一个角落，是保证城市地面水及时排除、防治城市水污染并使城市水资源保护得以良性循环的必不可少的基础设施，确保其工程质量至关重要。文章就市政道路污水管顶管施工和施工质量做出以下探讨。 

关键词：技术简介；施工工艺；质量控制  中图分类号： o213.1 文献标识码： a 文章编号：  1前言  随着我国经济的快速发展，城镇规模不断扩大，特别是临近大中城市的县镇，发展势头迅猛，为满足日益增长的排水量并合符国家对城镇污水的监察和管理，县镇必须积极主动的建设更多、更大管径的污水排水管。然而，对城镇特别是县城中心采取顶管施工不仅能降低施工对城市交通、绿化带等市政设施的破坏，还能节省施工成本。在城镇排水管顶管施工中，必须做好城镇排水管顶管施工前的准备工作，科学矫正好泥水平衡压力和管壁摩擦力，并及时引入和革新顶管施工技术，在确保顶管施工质量和工期的情况下尽可能降低施工成本，为进一步完善和发展城镇排水管顶管施工技术提供基础性的理论知识和实践经验。  2市政道路污水管顶管施工  2.1 城镇污水管顶管施工技术简介  顶管施工技术是一种用于城镇市政管道施工的非开挖掘管道推进技术，其优越性在于施工速度快，施工管道内表面光滑，密封性能好，施工安全性好，基本不影响施工区域周围环境或者影响很小，施工场地小、噪声小、作业深度较深。但排水管顶管技术也有诸多问题，主要是顶管施工周期较长，工程造价昂贵等。目前，顶管技术的发展已经非常成熟，且顶管施工工艺和方法也层出不穷。  （1）顶管施工工作原理：顶管施工技术作为一种新型的地下管道施工技术，在不需要开挖路面的情况下，仅需要在垂直地面方向上开挖顶管施工工作井，然后采用高压液压千斤顶将水泥或者将钢制管道顶入地下。排水管顶管施工使用来自主顶油缸和管道间中继站等方面的推力，将工具管等顶管施工顶进设备从工作井内穿过地质层，同时，将市政排水管道紧随顶管顶进的设备进行埋设，实现排水管道的非开挖敷设。  （2）顶管施工平衡理论的分类：常用的顶管施工平衡理论主要分为三种，分别是气压平衡、泥水平衡和土压平衡理论。对顶管施工技术，首要解决的是施工技术的适应性问题。在实际顶管施工中，应根据区域不同的地质情况、施工和设计要求，科学选用顶管施工工艺，科学地选择顶管机和配套辅助设备，保证排水管顶管施工的顺利进行。  在顶管施工工艺中，工具管的作用十分重要，因此，选择工具管必须重视其材质和质量，一般来说，市政排水管顶管施工中选用的工具管是钢筋砼管，不仅能保证顶管施工的顺利进行，还能承受来自地面及周围等各方面的压力且具有耐腐蚀的性能。  2.2 顶管施工工艺及流程  目前，在我国常用的市政排水管顶管施工方式主要有2种：开放型和密封型。其中，顶管施工密封型的应用最为广泛，并可分为顶管泥水式推进法、顶管土压式推进法和顶管泥浓式推进法。  （1）泥水式推进法。通过使用刀盘掘进机并用科学设计的顶速来平衡正面土压力，调节循环水压力用以平衡地下水压力。该工艺的施工特点：在顶管施工过程中施工不间断，施工速度较快，且不需要特别的改良地基或降水处理，地表沉降小。如图1为泥水式推进法施工工艺示意图。  图1泥水式推进法施工工艺示意图  （2）土压式推进法。该方法主要是采用向工作间的切削仓内注入一定比例的混合材料，使其充满整个泥仓的方法来平衡正面土压力和地下水压力；施工推进中并不需要泥浆泵等输送混合材料的设备，整套施工推进机器造价低廉；不需要对泥浆进行处理，整体推进顶管施工的成本较低。土压式推进工法选用的顶管掘进机一般为单刀或多刀盘土压平衡掘进机。土压式推进工法适用的施工管径一般在φ1 000～3 000 mm之间。如图2为土压式推进法施工工艺示意图。  图2土压式推进法施工工艺示意图  （3）泥浓式推进法。该工艺采用二次注浆处理，不仅能在很大程度上消减与地层间的摩擦阻力，还能顺利排出粒径为顶管直径1/3的砾石等废弃物，保证顶管施工的顺利进行，较适用于城市排水管长距离顶管推进施工。该顶管推进方法在顶管施工过程中，将地下的土、砾石等废弃物分成两部分通过不同的方式输送至地表后再外运处理。因此，泥浓式推进法的适用性非常广泛，除岩石外所有土质条件均可适用。它适用的顶进管径一般在φ700~2 200 mm之间。如图3为泥浓式推进法施工工艺示意图。  图3泥浓式推进法施工工艺示意图  顶管施工工艺流程为：挖掘工作坑，制作顶管的砼管→组装砼管→油泵顶进→出泥→管道贯通→拆工具管→砌检查井→回填。  3市政道路排水工程污水管顶管施工管理  在城镇排水工程污水管顶管施工过程中，必须科学地对施工范围内的各种地下管线进行详细的勘测，记录备案，并对施工区域地质条件进行科学的勘测，并结合当地的顶管施工技术的现状，科学设计顶管施工的路线和施工工艺，保证施工工艺的选择在符合当地经济的前提下，尽可能提高顶管施工的进度和精度。在顶管施工中，由于是非开挖施工，需要配套的施工自动测量和纠偏的仪器和设备，科学的指导排水管顶管施工，确保顶管施工按照预定路线推进。在顶管施工中，施工单位应建立并完善施工区域地面与地下测量控制系统，并科学选择测量控制点，以便能确保地面观察者视线清楚、方便测量和校核。在城镇顶管施工中一般采用土压平衡式工艺，封闭式顶进施工，确保施工地面沉降的影响较小。特别注意的是在排水管顶管穿越地面建筑物时不准停机，并科学控制推进角度，但可适当放慢顶进的速度来减轻对地面土层的破坏。  在城镇市政排水管顶管施工中，顶进过程中的测量与纠偏主要依靠全站仪和激光水准仪来完成。在通常情况下，测量频率一般是1 m/次，而纠偏校核一般为半节排水管测量校核一次，并运用激光水准仪对顶管施工中的高程进行测量和校核，确保正确顶进的方向和深度，对于工具头的方向偏差一般不超过5 mm。  在顶管施工穿墙顶进施工中，必须科学计算墙体及上面建筑物的荷载和周围的承压力，制定科学的保护措施，保证顶管施工的顺利进行。排水管管节的接头和防水措施：常用的混凝土管一般选用f型橡胶密封圈柔性接口，氯丁橡胶楔形胶圈，并在排水管接头内设止水钢环。  4市政道路排水管道的施工质量控制  4.1 防止测量和施工造成的病害措施  首先，施工前要认真按照施工测量规范和规程进行交接桩复测与保护；施工放样要结合水文地质条件，按照埋置深度和设计要求以及有关规定放样，且必须进行复测检验其误差符合要求后才能交付施工；施工时要严格按照样桩进行，沟槽和平基要做好轴线和纵坡测量验收。其次，施工过程中如意外遇到构筑物须避让时，应在适当的位置增设连接井，其间以直线连通，连接井转角应大于135°。  4.2 防止管道渗漏水  首先，认真按设计要求施工，确保管道基础的强度和稳定性。当地基地质水文条件不良时，应进行换土改良处治，以提高基槽底部的承载力。其次，如果槽底土壤被扰动或受水浸泡，应先挖除松软土层后和超挖部分用砂或碎石等稳定性好的材料回填密实。③地下水位以下开挖土方时，应采取有效措施做好抗槽底部排水降水工作，确保干槽开挖，必要时可在槽坑底预留20cm 厚土层，待后续工序施工时随挖随封闭。  4.3 做好管道闭水试验