李凡
昆明排水设施管理有限责任公司云南省昆明市650000
摘要：随着现代城市发展规模的不断扩大与人口密度的日益增加，传统的给排水明挖施工技术显然已经无法满足社会发展的需求，在此背景下，非开挖顶管技术应用而生，其不仅满足了给排水管道施工的质量与进度要求，更是减少了城市污染，保护了城市环境。本文对市政排水非开挖顶管施工技术及实施要点与难点进行探讨。
关键词：市政给排水工程；顶管施工；技术要点
一、顶管技术施工的特点
1、安全、高效
随着社会发展，人们对环境的要求越来越高，常规的管道埋设技术就遭到淘汰了，取而代之的是顶管施工技术。由于明挖铺管施工需要施工条件较为苛刻，需要具备足够的施工工作面来进行开挖、支护、吊装等，而顶管施工则避免了大规模开挖所需要的施工工作面。特别是城市内施给排水管道施工，部分道路工作面狭窄，临边建构筑物多，部分无法满足开挖安全保护距离的，或者管道埋深较深，并且不具备放坡条件或者支护条件等的情况下，顶管施工则可以尽可能的降低了安全风险。
2、对周围环境影响较小
城区建筑物密集、原有的管道管线设备多，如果采用常规的管道铺设技术，必然会导致拆迁和管线迁改工作量大，对周围环境的影响极其大。顶管在施工过程中采用非开挖方式，而且在线路选择过程中，可以根据现场地质情况灵活改变线路，避开干扰区域，降低对原有设备的破坏程度。
二、施工准备
1、顶管施工准备
编制专项施工方案，根据土质及地下水位等情况进行顶管工具投头（或工艺）的选择。演算所需顶力进行后背墙浇筑以及主要动力油缸型号的选择，防止管道顶进时顶力不足。
完成具体的顶管工具头选择后，施工人员还需要将导轨、千斤顶、主顶油泵、经纬仪（或全站仪）、顶铁等设备合理安装到始发工作井内，并根据地质情况选用高压旋喷桩等工艺对沿线土体、进出洞口相应范围进行加固，这样才能够较好保证顶管施工的开展。值得注意的是，施工人员还需要将止水装置安装在工作井内的出洞口处，以此避免泥、水流入顶管工作井内。
2、顶进管选择
对于顶管施工技术的应用来说，顶进管的选择是应用该技术进行具体施工前的重要准备工作，一般来说如果没有对管材性质有特殊要求的，都会选择钢筋混凝土管作为顶进管，这一顶进管需要严格按照钢筋混凝土标准与技术规定确定钢筋混凝土管的规格设计、配筋与应力验算，否则在顶管实施过程中因顶力过大造成管道损坏，处理起来非常繁琐。值得注意的是，由于市政给排水工程非开挖顶管施工需要与人工相配合，所以在考虑安全的情况下顶进管内径最好控制在800mm以上。
三、市政给排水施工中顶管技术的应用
1、顶管工具头（工艺）选择与应用
合理选择工具头及工艺对于后续工程的顺利开展有着关键性的作用，一个合理的施工方案对于后续工程的实施也有着事半功倍的作用。以昆明市某道路市政排水管网完善工程为例，该工程由于顶管施工区域的土质为粉砂并伴有大量CFG地基加固桩，同时地下水位丰富，如果仅采用敞开式人工掘进方式，则可能在顶进过程，破除CFG桩的时候，粉砂已经随地下水流入管道内，造成上部土体大面积空洞，最后导致塌方或者路面塌陷等安全隐患。但如果采用泥水平衡机头，又可能在遇到CFG桩时，由于无法破除CFG桩而无法继续顶进，如果强行进行顶进，那可能造成在破桩时机头无法按照原有轴线推进，造成质量隐患，以及破桩时顶进速度降低，无法跟上粉砂伴随交换泥浆流出的速度，同样会造成路面塌陷等安全隐患。因此如何确定有效可行的工具头及工艺对一个工程的顺利开展有着决定性的作用。该工程最终采用降水井降低顶管施工范围内的地下水位，同时采用敞开式人工掘进对顶管施工过程中遇到的CFG桩进行破除，最终确保该工程的顺利完工。
2、顶进过程中的进出洞施工措施
在工程的非开挖顶管施工中，从工作坑中出洞开始顶进是该工程的关键环节，为了保证这一环节施工的顺利完成，施工人员可采取事先在洞口打设好一排钢板桩或高压旋喷桩，这样就能够较好的避免土体坍塌涌入工作井的事故出现，保证顶管工具头顺利出洞。在顺利出洞后，工作人员应先拆除砖封门，并等到顶管机推进到距钢板桩50～100mm处时，按出洞口一侧向另一侧依次拔除钢板桩，之所以要按这样步骤进行施工，主要是为了较好的发挥洞口止水圈的作用。在完成钢板桩拔出后，应立即进行顶进，以此保证施工间隔时间尽可能缩短。在这一施工过程中，管节后退问题也必须引起施工人员重视，这一问题的出现主要是由于顶管机正面主动土压力远大于机头及混凝土管节的周边摩阻力和与导轨间摩阻力的总和所致。笔者建议在施工过程中，在洞口两侧各安装一只手拉葫芦，当主顶油缸回缩之前，先将最后一节管节拉住不让其后退，这样就能够较好的避免顶管机再次推进方向失控或向上爬高问题的出现。
3、注浆减阻技术
在长距离顶管施工中还有一个重要的技术措施就是通过压注触变泥浆填充管道周围的空隙，形成一道泥浆保护套，起到支撑地层、降低地面沉降，减少顶进阻力的作用。其在施工过程中，首先对顶管机头尾部压浆，并要与顶进工作同步，然后在中间和混凝土管道的适当位置进行跟踪补浆，以补充在顶进中的泥浆损失。注浆工序一般多应用于长距离顶管施工中。
4、顶管校正技术
在顶进施工过程中，受到土层性质、顶进力度、管道连接方式等因素的影响，经常会发生顶管中线出现偏离的现象，这就需要对顶管实施校正工作。在进行顶管校正处理时，首先要进行准确的测量和定位，并做好每次测量和定位工作的记录；其次，后续顶进施工过程中，要密切跟踪，切实提高施工质量；最后，重点在于及时对偏差与失误进行调整，误差水平需控制在50mm以内。
5、曲线顶管技术
曲线顶管可分为两种形式；一种是普通的曲线顶管，就是利用工具头在顶进过程中向某一个方向造成人为的轴线偏差，并使这个偏差符合设计的曲线要求。这样每一节管子的轴线都偏差一点，所顶管子多了就形成了一条折线。就是用这条折线来代替设计所需的曲线。另一种是按计算的数据，调整每一个管口的张角，使所顶的管子在符合设计要求的前提下，然后再进行推进。这后一种称之为预调式曲线顶管。
普通曲线顶管的管口的张角，是由于管子的侧向分力所至。如果土体太软这个侧向分力过小，管口张不开，则无法进行曲线顶管。这时，只能在管子圆弧外侧进行土体加固，以提高土体的强度。这样不仅成本高，而且加固的范围不容易掌握。然而预调式曲线顶管就不会产生上述问题。
预调式曲线顶管就是在曲线段上的每一个管接口中都安装有间隙调整器（可用中继间小千斤顶），然后人为地调整管子的张角，管子就不会单边受力了，混凝土管端就不易破损。
曲线顶管的管缝控制非常重要，如果管缝张不开就形不成曲线，张开过大，将造成顶管纵向失稳，特别在粉质粘土中顶管，在管缝形成后，如果纠偏控制得不好，其偏离趋势会越来越大，虽然可以通过纠偏千斤顶纠偏，但这种偏差不是一下子能纠回来的，这样顶管的线形往往形成蛇行，而且最大偏差值往往超过规范允许范围，如果管缝张开过大，会给工程带来危险。
由于在编写本文的过程中主要参考昆明市某地铁项目污水主干管迁改工程、某道路排水管道完善工程以及其他参考文献，而且笔者的学术水平、工作经验和能力有限，本文的研究还是很粗浅，有疏漏和不当之处也在所难免，有待在今后的不断探索和学习中进一步深化和提高。但尽管如此还是希望能我国今后的市政工程发展过程中，尽一份绵薄之力。同时也希望我国该行业领域能不断进行成熟施工技术的尝试与应用，这样有利于施工技术的不断改进与创新，同时也有利于不断提升市政工程的质量，使得市政工程更好的惠及于民。
参考文献：
[1]李萍.市政给排水施工中的非开挖顶管施工技术研究[J].低碳世界，2016，32：264-265.
[2]林凡康.顶管施工在市政给排水施工中的应用[J].住宅与房地产，2016，（6）：158.