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摘要：随着城市现代化进程逐步深入，人们对城市功能和市容市貌提出了更高需求。不仅要求及具有健全的城市功能，还要求各项市政工程施工不得破坏周围环境，尤其地下管网工程。现代城市规划与建设中不可避免地将在地下铺设各种功能、直径不同的管道，为了不破坏施工现场周围环境，减少对车辆、行人出行不良影响，顶管施工技术在市政地下管网工程中得到广泛应用。与传统的挖沟埋管法相比，顶管施工技术是一种非开挖施工技术，具有了自身独特的优势。
关键词：市政工程；顶管施工；技术分析
1顶管施工技术的特点及优越性
1.1顶管施工技术
顶管法又称为非开挖管道敷设技术，它具有不需要开挖面层，就能穿越地面构筑物和地下管线吸公路、铁路、河道的特点，相比开挖敷设技术，投资和工期将大大节省。同时，顶管施工技术可以降低噪音，减少粉尘，减轻对城区的交通条件和环境状况的干扰和破坏，属于真正的无污染、高效率的施工技术。顶管施工法由于其上述多方面的优点，在市政工程中尤其是在市政管线工程中得到了广泛地应用。概括起来，顶管施工技术具有几大方面的优点：施工面由线缩成点，占地面积小；地面活动不受施工影响，对交通干扰小；噪音和震动低，城市中施工对居民生活环境干扰小，不影响现有管线及构筑物的使用；可以在很深的地下或水下敷设管道，可以安全穿越铁路、公路、河流、建筑物，减少沿线的拆迁工作量，降低工程造价。
1.2顶管施工技术优越性
与传统的开挖埋管法相比，顶管施工技术在施工工序、工程进度及管道地基施工等方面具有明显优势。具体内容如下：
施工工序：以市政给排水工程为例，由于该工程中排水管道直径较大、管道埋深大，土层开挖后需要进行支护处理。如果遇到地下水位较高情况，还需要进行降排水处理，无形中增加了施工工序。尽管顶管施工技术不能全然取消这些施工环节，但一定情况下可以不采用某些施工工序，比如支护。
工程进度：与传统的开挖埋管法相比，顶管施工技术工序相对较少、开方工程量小、回填作业量小，使得工期长度相对短一些，有助于在规定日期内保质保量地完成施工，并降低对地面交通、环境过分影响。
管道地基施工：顶管施工技术由于采用的是管道和土同体置换的方式，与传统开挖埋管法相比，能够有效减少管道地基沉降现象，并减少对土层过分扰动。
2顶管施工技术的原理
顶管施工技术是在主顶油缸及管道间中继间推力的作用下，将工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推到接收坑内，这样一来，连接在工具管或掘进机后的管道就可以顺利通过土层而不影响地面上的建筑。对于长距离顶管，由于主油缸的顶力不足以克服管壁四周的土体摩阻力和迎面阻力，常将管道分段，在每段之间设置由一些中继油缸组成的移动式顶推站即中继间，且在管壁四周加注减摩剂以利于长距离管道的顶推。
与传统开挖技术相比较，虽然顶管技术成本低，噪音小，造成的影响小，但是也存在一定的缺点：应对较软的土质，顶管技术容易出现偏差，一旦偏差出现，将很难修复，修复的方法很复杂。
3顶管工程的关键技术分析
3.1顶进管的选择
顶进管一般选用的是钢筋砼管，应该依据相应的标准和技术规范来对钢筋砼管进行规格设计、配筋和应力验算。（1）选择顶进管的直径：应该根据工程的性质来确定顶进管的内经，根据载荷来确定顶进管的壁厚，进而确定了钢筋砼管的外径。一般，管的内径要大于500mm。（2）选择顶进管的长度：顶进管的长度能影响过程的可控性和经济性。若使用较长的管，则可以使装管的次数减少，但是，若是偏离了原定路线，则较长的管恢复正确路线比短管要困难的多。并且，长管带来的相应的挖坑、支护、修复等的费用也会相应的增加。一般情况下，管的长短要根据管的外直径来确定，若长径比小于1.10时，则为短管；若长径比等于1.15时，则为标准管；若长径比大于2.10时，则为长管。
3.2顶管施工的前期准备
顶管施工的前期准备包括现场平面的布置和土体的加固。
（1）现场平面的布置：现场平面的布置包括多方面的布置，例如：起重设备、管片堆场、拌浆材料堆场、注水系统等，要在始发工作井内安装发射架、顶管机、反力架等顶进设备，并且，要注意在工作井边侧设置好下井扶梯。
（2）土体的加固：必须要保证安全性，所以在顶管机进出洞处和后靠处都要注重对土体的加固，可以通过设置高压旋喷桩来达到加固的目的。并且，要在工作井中安装止水装置，这样才能防止泥水流失和所压注的触变泥浆的流失。
3.3顶管施工的工艺
顶管施工是指利用顶进设备将预制构造物顶入路基，从而形成立体交叉通道或者涵洞的施工方法。顶管施工的工艺过程包括：（1）设置工作井和接收井：在确定的管段间设置；（2）推进钢筋混凝土管：在工作井中安装推力设备，利用其将顶管机头推入土中，进而，在机头的导向下，向前推进预制的钢筋混凝土管；（3）铺设管道。
3.3.1顶管井的设计
顶管井可以分为两种，分别为工作井和接收井。顶管井一般采用的是钢筋混凝土结构。并且工作井有单孔井和单排孔井两种结构形式。单孔井的形状为圆形、正方形和矩形等，而单排孔井的结构多为矩形。并且，这些不同形状的顶管井的受力能力不同，其中，圆形最高，矩形最低。
3.3.2顶管的施工工序
顶管的施工工序包括穿墙、顶管出洞、注浆减阻和顶管纠偏。
（1）穿墙：穿墙时应该注意，为了保证阻水、挡土的作用，要在穿墙的管内注入纸筋粘土或者低强度的水泥粘土；为了保证土体的强度和稳定性，要在穿墙管的外侧进行注浆固结。并且要注意对可能出现的问题的预测和分析，并且制定好相应的处理措施。
（2）顶管出洞：这是顶管技术中的关键工序，并且也容易发生事故。在此工序中，为了防止管线的偏斜，要进行工具管的调零；为了避免下跌，要在工具管出洞前预先设定一个初始角；为了弥补下跌，要立即用主顶油缸进行纠偏。
（3）注浆减阻：这是顶管施工中的一个重要技术措施。注浆减租主要的作用是减少地面的沉降、减少顶进阻力。它是通过压管道周围空隙，从而形成一道泥浆的保护套，从而对地层起到支撑作用。注浆工序一般应用于长距离的顶管施工工程中，它先是对机头的尾部压浆，然后在中间适当位置进行跟踪补浆。
（4）顶管纠偏：顶管的纠偏工作是指利用千斤顶组改变机头端面的方向，进而减少机头偏离设计轴线的偏差。若管道偏左，则对千斤顶进行左伸右缩的处理，若管道偏右，则对千斤顶进行右伸左缩的处理。
3.4膨润土在疏松土层中的应用
粘性小的疏松土层极不稳定。此时，添加膨润土就能提高其支承作用。为了使支承作用显著，要注意准确掌握膨润土悬浮液在沙砾中的特性，对于孔隙横断面小的细粒土层，适于采用低流限的悬浮液，反之，孔隙横断面大的粗粒土层需要采用高流限的悬浮液。并且要根据不同的场合来选择不同的压浆方式：有时需要均匀压浆，有时则需要分段压浆。
结语
顶管施工技术作为市政工程常用的一种施工方式，为了保证地下管网规划与施工质量，相关人员必须分析与掌握市政工程施工中顶管施工技术要点，并在施工过程中注意这些关键问题。除了文中提到的一些施工关键点，施工人员专业素质及设备先进程度等内容都是影响管道施工质量的重要因素。为此，施工单位应从各个方面分析与控制市政工程中顶管施工技术和工艺，全面保证地下管道施工质量。
参考文献：
[1]马奋涛，汪润青.市政给排水工程中的顶管施工技术[J].科技创新导报，2016，(19)
[2]王炜健.不同土质下顶管施工所采用的掘进机[J].科技信息(科学教研)，2015，(01)