付大勇
[摘 要]我国城市化建设力度不断加大，市政排水设施的安装关系到市民正常的日常生活。为了在城市建筑、道路复杂的环境下进行施工，我们开始使用机械顶管技术这一新型管道安装技术，这一技术在施工中发挥了独特的优势。本文介绍了机械顶管技术及其优缺点，并对使用机械顶管技术时市政排水管道的设计以及排水管道顶管施工设置进行了分析。
[关键词]市政排水管道；机械顶管；施工技术
中图分类号：S336 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）04-0197-01
引言
随着我国经济发展的加快，现代化城市建设的脚步也在加快，这意味着市政基础设施的建设需要尽快更新换代，跟上城市发展的脚步，避免在城市建设中为居民正常的生产生活带来影响，满足人们的物质文化需求。传统的地下排水管道的施工方式出现了很多问题，存在着很多不足。由此地下排水管道机械顶管施工技术应运而生，由于机械顶管技术对施工现场的要求也相对较低，并对施工现场周围建筑物和环境影响较小等优点，而被逐渐的推广开来。
1 排水管道机械顶管技术概述及其优缺点
1.1 机械顶管技术概述
排水管道机械顶管技术即非开挖施工方法，它是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术。非开挖工程技术彻底解决市政给排水管道埋设施工中对城市建筑物和交通道路的破坏，并有效缓解城市施工地段的交通堵塞问题，在稳定土层和环境保护方面凸显其优势。这对交通繁忙、人口密集、地面建筑物众多、地下管线复杂的城市是非常重要的。机械式顶管施工常用的施工方法有泥水平衡式和土压平衡式两种，顶管施工常用的管材有砼管、钢管、玻璃夹砂钢管。管道顶进施工所采用的主要设备为信息化及全自动化泥水平衡顶管机。市政排水管道机械顶管施工的基本原理为：从地面开挖两个基坑井，然后管节从工作井安放，通过主顶千斤顶或起重机的顶推机械的顶进，推动管节从工作井预留口穿出，穿越土层到达接收井的预留口边，然后通过接收井的预留口穿出，形成管道的施工。目前，在管道顶管施工中最为流行的有三种平衡理论：气压平衡、泥水平衡和土压平衡理论。在我国较为常用的是泥水平衡和土压平衡。
1.2 市政排水管道机械顶管施工的优缺点
相对传统地下排水管道的施工技术来说，市政排水管道机械顶管技术虽有缺点，但优点更为明显。机械顶管技术不需要大面积开挖，就能够实现管道铺设，所以这项技术不会受到环境的限制和干扰，不需要挖开地表就能在公路、铁路、建筑物等人流车流密集的复杂地带进行管道铺设。由于不需要挖掘施工，还能够有效节省施工成本，减少资金的消耗，缩短了工期，并且由于不破坏地面路面，进一步节省了道路修复的成本。机械顶管施工技术能够减轻施工工程中出现的噪音、粉尘等对环境的污染和人类的危害；由于不必开挖路面，所以车辆不必让道改道行驶，避免了因施工造成堵车的情况，高效率施工；施工时占地面积比较小，施工起来也比较方便，施工期间对人们的正常生活的影响也相对较小，也可以将管道铺设的比较深，不会影响到该区域原有管道的正常使用，降低了资金的投入。但机械顶管施工技术为了实现优势，需要获取施工区域的地质资料、以往施工记录等详细施工资料，施工前提不容易满足，同时操作难度大，现阶段无法大范围推广。
2 市政排水管道机械顶管技术的设计施工要求
近年来，我国相继出台了很多相关的政策，对市政排水管道机械顶管技术也有相关的要求和规定，并且为其更好的发展提出了要求和展望。在市政排水管道顶进时，要时刻注意管路的测量和纠偏。当超出误差允许的范围时，要立即停止顶进进行纠正。工具管在埋入土层后需要注意铺设接收井的枕垫，管道两端露在工作井中的长度不能小于半米，根据车斗的容积、起吊能力等实际情况制定每次顶进的长度。工具管开始顶进和即将完成顶进时要改成手工操作缓慢进行。在市政管道顶进时，要防止工具管的转动，还应将管道的喇叭口全部顶进土层内部，在顶进完毕后，要严格按照设计图纸处理。要根据地质情况和周边的环境来采取合适的工具和材料，主要采用全密封式机械工具管，全断面泥水平衡机械顶进。测量则采取激光导航定位系统，还要运用摄像机进行实时监控，纠偏则采取工具管纠偏油缸电动液压控制纠偏，减阻采用高压注浆触变泥浆减阻。施工时，地上地下要配合施工，测量与施工同时进行，确保施工的顺利进行。市政排水机械顶管施工采用土压平衡式工艺，采用市政管道封闭式顶进，因而对地面沉降的影响较小。在排水管道顶进过程中，管道外围的扰动空隙则通过压触变泥浆加以有效的填充，减少土层损失。管道纠偏工作要遵循小角度纠偏，小幅度调节，多次调节的原则，不能纠偏过猛。在设计之初就要综合考察地质条件、周边环境等详细信息，根据信息设置合适的开挖设计。目前的施工都是电脑控制全过程，因此各个角度都可以观测，数据的记录也是全自动化，大大降低了工作难度，提高了工作效率，也提高了施工质量。
3 排水管道机械顶管施工设置
3.1 顶进设备的后背墙设计
后背墙用于对千斤顶的支撑工作，为整个工程的进行起到了重要作用，所以对其坚固程度的要求要高。一般情况下，在制作后背墙时都会将尺寸加厚加宽，以厚度的标准保证后背墙的坚固程度。使用钢筋混凝土工艺处理后背墙，再以钢板辅助，来达到后背墙均匀受力的目的，有效延长后背墙的使用寿命。同时，还要在设计后背墙时考虑管道顶进方向与后背墙表面垂直，水平扭转度和垂直度的误差值保证在允许范围内。
3.2 排水管道顶管施工基坑的支撑
排水管道顶管施工的基坑是进行地下排水管道工程十分重要的环节，对地下排水管道工程的质量有着重要的意义，机械顶管施工的基坑在施工过程中起到了支撑作用。在进行市政基础建设中，对地下给排水管道顶管施工技术的应用是进行排水管道的主要方法。在新的经济环境条件下，对顶管施工基坑强度的要求也在不断提高。只有在保证施工环境安全的情况下，才能够减少不安全施工的发生。基坑的制造一般采用的是鋼筋和水泥混合浇灌，在浇灌过程中保证均匀，以便基坑在人员操作过程中受到均匀有效的作用力，提高工作效率。因此，设计好排水管道顶管施工基坑很重要，应充分发挥出其支撑作用。
结语
我国城市排水系统的建设由于近年来各地连续的城市内涝现象显得尤为重要。在市政排水管道施工方面，机械顶管技术已经被逐步使用，但我国的技术手段仍不完备，需要对这项技术继续研究完善。对管线的设计和建设、管道的采用和设计以及后备墙和基坑的设计进行整体研究、创新，对提升施工效率和效果有显著的作用，并且能够进一步减少施工过程对城市建筑、交通的影响，更好地进行管道的铺设工作，保证管道铺设的质量，更好地实现经济效益和社会效益，为城市化的发展提供重要的基础同时也能够促进城市整体的稳定和安全。
参考文献
[1] 梁绍容.市政排水管道顶管工艺的设计和应用[J].科技风，2011，（07）：128-129.
[2] 詹仕发.顶管技术在市政给排水管道施工中的应用探讨[J].福建建材，2014，（01）：31-32.
[3] 张胜霜.市政排水管道顶管工艺的设计和应用[J].科技创新与应用，2014，（10）：116.
[4] 张昕光，范威.市政排水管道顶管工艺的设计和应用[J].科技与企业，2016，（01）：116-117.
[5] 郭伟.机械顶管在龙子湖内环路污水工程中的应用研究[J].河南科学，2014，32（07）：1279-1283.
[6] 李湘旺.大口径长距离机械顶管施工技术在市政污水处理工程中的应用[J].广东建材，2010，26（03）：102-105.endprint
