浅谈市政工程顶管施工技术研究获奖科研报告

浅谈市政工程顶管施工技术研究获奖科研报告摘要：近些年来，随着水体污染的日益加剧，水资源短缺问题逐渐成为了限制经济发展的主要因素。为提高城市经济发展水平，提高居民的生活质量，加强污水处理较为重要。污水主管管网，通常需分布在城市地下的各个区域。部分管网埋藏的地质环境较为复杂，地下水对管网施工所造成的阻碍较大。可见，为提高施工效率，对复杂环境条件下工程顶管施工技术的应用方案加以研究较为重要

关键词：复杂环境;市政工程;顶管施工技术;

1市政工程常见的复杂环境

1.1地质条件复杂

施工现场所处区域地质条件复杂，是市政工程中常见的复杂环境。例如：淤泥粉质黏土属于市政工程施工中的常见土质，当淤泥粉质黏土厚度为0.5-5.5m时，地基强度一般为70kPa。在中细砂、卵砾石等土质类型中，对地基强度的影响最大。可见，该土质存在着结构不稳定的缺陷，施工难度较大。如未给予处理，容易对工程地基的稳定性造成影响，导致工程的使用寿命缩短。

1.2地下水流量大

地下水流量过大，导致顶管位置处于河道内，同样属于市政工程中常见的复杂环境。部分施工区域降水量季节变化较大，地下水常存储在中细砂层及卵砾石层的孔隙中。加之地下水与河床水流的影响，工程施工区域地下水量，会长期保持在较高的水平，进而对工程的施工效率及施工质量造成影响。将顶管施工技术应用到工程施工中，可有效解决上述问题。

1.3地面存在建筑物

市政工程常需穿越整个城市，城市地面建筑物数量较为庞大，因此施工中，工程地面存在建筑物的问题，同样较为常见。除此之外，如工程施工区域内的地下，存在燃气或给排水管道，工程施工同样会受到一定的阻碍。如施工技术应用不合理，地表沉降的风险，将显著提升，进而对地面建筑物的稳定性造成影响。将顶管施工技术应用到施工过程中，能够有效解决上述问题。

2复杂环境条件下市政工程顶管施工技术及质量补救措施

2.1复杂环境条件下的市政工程顶管施工技术

泥水法顶管施工，以及手掘式顶管施工，为市政工程顶管施工的两种常用方法。其中，泥水法顶管施工，适用于大口径管道的施工，但受卵砾石等地质因素的影响，管道堵塞等故障较容易发生。手掘式顶管施工，适用于复杂环境条件下的污水处理工程，具有顶进故障率低、堵管风险低的优势。考虑到各项技术的优势与缺陷，本工程决定将各项技术，联合应用到施工中，在做好施工准备的基础上，从出洞、顶进、误差纠正、测量等多方面入手，全面提高施工质量。

2.2施工质量补救措施

2.2.1套管阻力补救措施

施工区域内的粉质液化土，具有摩擦阻力大的特征。顶进时，如土层与管壁接触，极容易加大阻力。对此，可考虑在计算阻力的基础上，对顶管的长度进行优化控制，以避免机头抱死的问题发生。

2.2.2壓密加固补救措施

本工程所采用的出洞技术如下：（1）准备水泵、起重机、吊具等设备、采用吊具，将管节堆放至相应区域，并采用三角木垫将管节垫稳。（2）检查管节质量，观察注浆孔是否存在堵塞现象。（3）采用压密注浆技术，将工作井出洞口压密加固。

2.2.3进洞漏水补救措施

本工程所采用的进洞技术如下：（1）在井的附近搭建托架，将止水圈安装在洞口，以防漏水。（2）加固洞口地基，将井壁与管节之间的间隙相互连接，清洗导管，预防导管堵塞。（3）将接收井托架应用到施工过程中，采用槽钢，以1.2m的宽度，对洞口进行设置。

2.2.4误差控制措施

（1）提高第1节管节的强度与稳定性，对其进行特殊加工，采用加钢套环等方式，将误差缩小至安全范围内。（2）将“校正”与“恢复”，共同应用到误差控制过程中，对误差进行校正。

2.2.5减摩泥浆质量控制措施

外壁打蜡技术、泥浆套技术，均为污水处理工程中常用的阻力控制技术，在降低顶进阻力方面，效果均值得肯定。本工程所应用的阻力控制技术，以泥浆套技术为主。施工过程中，施工人员可采用高压泵，将减摩泥浆注入到土层之间，以达到减小阻力的目的。

3复杂环境条件下市政工程顶管施工技术的应用案例

3.1工程概况

本工程为污水处理工程，位于国内某市。工程设计污水处理管道，直径为1800mm，埋深9.0-10.5m，设计施工工艺，以顶管工艺为主。工程勘察发现，该污水处理工程的施工范围，环境条件较为复杂（见图1），部分区域地表存在铁路。进一步勘察发现，区域的地质环境同样具有复杂性强的特点，粉质液化土属于主要土质类型。地下水勘察结果提示，本工程施工区域内，地下水丰富。加之施工区域地下存在燃气管道，工程的施工难度显著提升。为提高施工质量，本工程考虑将顶管施工技术应用到施工过程中，以克服众多阻力，确保工程能够在工期内顺利完成。

3.2施工技术应用措施

3.2.1施工准备

顶管施工前，施工人员需对施工当地的地质条件进行评估。将顶管坑的尺寸、稳定性、承载力，作为主要参数，为工程施工提供参考指标。鉴于本工程施工范围内，部分路段存在铁路。施工人员应对铁路的沉降参数进行估算，并设计监控点，以避免铁路出现沉降病害，减少对其他工程的影响。顶管掘进的技术水平，是决定顶管施工质量的主要因素。

3.2.2施工计划

本工程施工范围内的土质较差，稳定性难以满足工程标准。因此，工程计划将钢筋混凝土，应用到施工中，提高工作井与接收井的稳定性。施工人员可将千斤顶，布置在工作井的后方，将管节置入导轨之上。在此基础上，采用千斤顶推进导轨，使管节能够逐渐被压入土中。

3.2.3导轨安装

（1）准备混凝凝土基础面，将导轨安装至基础面上。（2）复核管道中心的位置，逐渐调整导轨的位置，确保滚轮与管道接触区域的高度等参数，均能够满足设计要求。（3）导轨的坡度，应与设计轴线相同。（4）导轨滚轮接触线，与管节中心的夹角，应控制在60°左右。（5）确保各项参数无误后，既可安装导轨。确保导轨稳定后，方可结束施工。

3.2.4承压壁施工

承压壁多处于工作坑与千斤顶之间，材质以钢结构为主。顶进过程中，承压壁所需承受的压力与顶力往往较高，如强度及刚度不达标，施工将难以顺利完成。为解决上述问题，本工程决定将承压壁的承压能力，设计为6500kN。如需采用工作井作为承压壁，必须采用砖，将工作井洞口妥善封堵。为保证承压壁受力均匀，可将C30混凝土，灌注在井壁之间，提高工程施工的稳定性及安全性。顶进过程中，施工人员应随时对承压壁的质量进行检查。发现异常，应立即处理，避免对施工质量的提高造成阻碍。

4结论

综上所述，本工程采用顶管