分析复杂环境条件下的市政顶管施工技术
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[摘 要]顶管施工作为一类非开挖施工技术，能够有效的处理地下通道施工作业破坏周边建筑体与阻塞道路交通等现实问题。文章以顶管施工技术为论点，首先阐述其概念，其次对其优越性进行探究，最后结合具体工程施工案例，对这一施工技术的应用措施进行探究。
[关键词]复杂环境；市政工程；顶管施工技术；应用措施
中图分类号：J62 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）06-0219-01
1顶管施工技术
顶管施工为一类非开挖施工技术，是对传统地下管线挖掘、敷设、修整等施工作业的一次革新，上个世纪80年代末期该项施工技术就在美国的一项铁路铺设工程中得到应用，并获得成功。
和欧美等发达国家相比较，在上个世纪50年代顶管技术才被传入至国内，伴随设备、技术水平的提升，顶进距离与顶进效率均有不同程度的增幅，为市政给排水管道以及煤气、电力、通信管道施工作业提供了良好的技术支持。顶管技术的顶进精度高，方向控制精度可达5 cm中，适用管径多为350～4000mm。但其均有施工成本较高的缺点，故尚未在我国建筑工程施工领域普及[2]。
2复杂环境下的市政顶管施工技术
顶管施工可细化为人工掘进顶管施工与机械掘进顶管施工两类：①人工掘进顶管施工：多要求在适宜的地质环境下进行，采用人工与简单设备工具在套管之前挖掘土体，该种施工方法具有简单易行、成本低廉等优势。但人工挖掘对地质条件提出相对较高的要求，可被应用在砂性粉土、粉质粘土和泥灰等粘性土层中，不宜应用在流沙、淤泥、沼泽地中。此外，人工开挖下顶管口径>1000 mm 才具备可操作性，由此可见该顶管施工技术使用期间会遇到诸多限制条件。②机械掘进顶管施工：该施工方法是以掘进设备为基础发展起来的，和人工掘进技术相比，具有适用范围广、施工速度快、管理方便、过程安全可靠等优势，当下建筑工程施工领域常应用泥水平衡、土压平衡等顶管施工方法。泥水平衡顶管施工技术更具优越性，以平衡性优良、顶进快速、地表沉降率低、土质适应性强等为主[3]。
3复杂环境条件下的市政顶管施工质量的措施
3.1工程概况
本工程属于为污水处理工程，坐落在国内某二线城市。工程规划污水处理管道，直
径是1800mm，埋设深度为8.5～10.5m，规划的施工工艺，以顶管工艺占主导。对工程施工现场进行勘察发现，本污水处理工程施工范畴的环境条件相对复杂（见图1），局部区段地表存在铁路。进一步勘察发现，本区域的地质环境具备复杂性很高的特征，土质类型以粉质液化土为主。地下水勘察结果显示，在本工程施工区域内，地下水富足。外加工程施工部分区段存有燃气管道，以致工程施工难度进一步增加。为提升污水处理工程施工质量，拟定将顶管技术应用到施工作业中，以期克服众多阻力，保证工程在合同规定的期限中顺利竣工。
图1 施工区域的环境条件
3.2施工技术应用措施
3.2.1施工准备
在顶管施工作业之前，施工人员需对工程所在地的地质条件进行评估。把顶管坑的规格、安稳性以及承载能力等设为主要参数，以为工程施工方案的编制提供数据支持。结合本工程施工范畴中局部路段存有铁路的实况。施工人员应估算铁路的沉降参数，同时规划监控点，以免铁路在后续运行过程中产生沉降病害，将污水处理工程施工作业对周边其他工程运行效果产生的负面影响降至最低水平。顶管掘进的技术水平，直接影响顶管施工质量。为优化顶管施工质量，本工程决定选用机械式土压平衡顶管掘进机，为掘进水平的提升提供物质条件，进而优化顶管施工质量。
3.2.2施工计划
经现场实地勘察发现，本工程施工范畴中的土质环境相对较差，稳定性基本上不能满足工程运行标准。故此，工程计划把钢筋混凝土应用到工程施工作业中，这是提升工作井与接收井稳定性的有效方法之一。施工人员可以将千斤顶布设在工作井的后侧方，把管节安置在导轨的上部。继而，应用千斤顶推进导轨，促使管节能逐一被压入至土体内。在一根管节被压入至土体内以后，施工人员需快速把下一节管节吊入到导轨上，同时继续应用相同方法，把管节压入到土体中，直到所有管道敷设作业结束[4]。
3.2.3导轨安装
本工程项目在施工作业中所应用的导轨，以装配式滚轮支架为主导，具体的安装方法可作出如下概述：①准备混凝凝土基础面，将导轨安装到基础面上部。②复核管道中心所处的方位，缓慢對导轨所处位置进行调整，保证滚轮和管道接触区段高度的一致性，都要与工程设计要求相符。③导轨的坡度，应和设计轴线等同。④导轨滚轮接触线，和管节中心之间的夹角，最适为60°。⑤保证各项参数精确无误以后，就可以进入安装导轨的环节，在确保导轨所处方位稳定的情况下，方可结束施工作业。
3.2.4承压壁施工
承压壁通常是工作坑和千斤顶之间的结构，材质通常是钢结构。顶进过程中，承压壁所需承受的压力与顶力通常相对较高较高，若强度一级钢都不满足相关标准，那么施工进度以及施工质量将会受到影响。为有效处理以上问题，本工程在施工期间拟定把承压壁的承压能力，设为6500kN。若工程需要应用工作井作为承压壁，就必须应用砖把工作井洞口安稳封实。为确保承压壁受力均匀性，可以应用C30混凝土，将其灌注于井壁之间，这是提升施工过程安全性与可靠性的有效办法。顶进作业期间，施上人员应实时对承压壁的质量进行检查。如果发现反常，应快速实施纠正措施，以防影响工程施工整体质量[5]。
3.2.5主顶施工
对于工程的主顶设备，需安装在承压壁之前。刚开始顶进环节中，建议施工人员应用4个千斤顶相组合，以构建加力组合装置。开启千斤顶后，组合装置就能发挥协同作用，提升顶进效率。在以上过程中，施工人员应格外注意的是，为确保顶进的过程的顺畅性，应确保千斤顶规格统一、行程同步。在4个千斤顶中，每一千斤顶所承担的现实压力，均要低于额定压力，以防千斤顶在顶进期间结构遭到损伤，同时也有助于提升顶进施工过程的安全性。
结束语：
综合全文，对顶进施工技术在复杂环境条件下的市政工程中的应用意义有所认识，同时也明确了该非开挖施工技术应用的优越性。本污水处理工程应用顶管技术施工后，获得的效果优良，工程竣工后，通过第施工质量评估方面，施工质量与国家相关标准相符。以污水处理工程为典范的各种工程，均可以结合自体需求，合理应用顶管施工技术，在明确施工现场地质条件基础上，制定切实可行的施工方案，最大限度的提升顶进效率，优化市政工程施工效果。
参考文献：
[1]付铁臣，张一弓.顶管施工技术在市政工程中的应用分析[J].江西建材，2017，41（16）：72+74.
[2]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，2016，16（32）：264-265.
[3]高熊凝.浅谈市政给排水施工中的长距离顶管施工技术[J].建材与装饰，2016，14（29）：12-13.
[4]冯树文.市政道路排水工程污水管顶管施工技术[J].黑龙江水利科技，2016，44（06）：15-16+61.
[5]明永成，胡应文，冯桢.探究长距离顶管施工技术在市政给排水施工中的应用[J].建材与装饰，2016，07（06）：31-32.
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