曲线顶管施工在给排水工程中应用价值

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摘要：要想保证城市基础用水设施的正常运行，就需要在日常生活中做好给排水工程的施工管理工作。市政给排水工程在进行施工的时候，最常应用的施工工艺就是曲线顶管施工工艺，曲线顶管施工工艺的出现能够给市政给排水工程的质量提供重要的保障。本文通过分析曲线顶管施工工艺的相关内容，深入了解曲线顶管施工在市政给排水工程中的应用价值，希望能够给以后的市政给排水工程工作者提供一些参考。

关键词：曲线顶管；市政给排水工程；应用价值

0引言

曲线顶管施工的质量会直接影响到市政给排水工程的运行效果，在这样的背景下必须严格把握曲线顶管施工的质量，最终让曲线顶管施工工艺在应用的过程中发挥出应有的价值。现在曲线顶管工艺已经成为城市给排水网络建设中最终要的工具之一。

1曲线顶管施工特点和简介

曲线顶管施工技术的主要原理就是根据设计方案在管道沿线周围安装一定的工作井和接收井，工作井内部需要设置相应的后座，设置完成之后要做好接线、照明等处理，然后通过压浆系统形成管道外的泥浆套，管道在泥浆套中能够自由的滑行，在顶进施工工作进行的时候要边顶进边调整，最终将管道接到井内。曲线顶管施工技术又叫做非开挖性管道敷设技术，在应用的过程中不需要进行开挖工作就可以直接穿越地下管线和地下公路，大大降低了整个投资的成本和施工的时间，曲线顶管施工技术在应用的过程中还可以起到降低噪音的作用，同时也不会受到外界环境和城市交通的影响是一种无污染、高效率的施工技术。曲线顶管施工技术在市政给排水工程应用过程中也有很多的优点，这些优点包括：整个施工进行的时候占地面积比较小；施工产生的噪音不会影响到附近居民的生活；施工在进行的时候可以直接安全的穿过公路和建筑物降低整个施工的成本；施工在进行的过程中不会影响到施工地区的交通。虽然曲线顶管施工法有很多的优点，唯一的一个缺点就是整个施工过程中的施工技术难度比较大，要想顺利的完成施工还需要借助到工程地质工作者和水文地质勘探工作者的帮助。通过实践发现近几年曲线顶管施工技术在市政给排水工程中的应用范围越来越广泛，给城市建设投资者和开发者提供了很多的帮助，也让我国的城市建设发展越来越快[1]。

2曲线顶管工艺在市政给排水施工中的应用特点和分析

2.1曲线顶管施工技术的应用范围

曲线顶管施工技术主要应用在城市的核心区域或者是没有办法进行开挖施工的循环地区，具体来说就是当区域没有办法进行高空布线操作和挖槽埋管操作的时候，就需要借助曲线顶管施工技术的帮助。不仅如此当城镇安装排污管道的时候如果管道的直径超过规定的范围，也需要借助曲线顶管施工技术的帮助。现在城市发展的速度越来越快出现了很多新的基础设施，这些技术设施让整个城市的地下管网变得更加的复杂，如果在施工的过程中没有做好设计就会直接影响到整个城市的发展。在市政给排水工程建设的过程中应用曲线顶管施工工艺既能降低整个施工的成本，又能给以后的维修工作带来一定的方便[2]。

2.2曲线顶管施工设计方法

2.2.1计算顶推力。在计算顶推力的时候主要计算顶管的外壁阻力和顶管的合计顶推力，在计算的过程中要先获得相关的信息，例如：顶管表面的法向力、顶管表面的摩擦系数、顶管外部的单位摩擦力等。2.2.2计算顶进工作坑。顶进工作坑在施工的时候主要以排水法沉井施工为主，所以在实际计算的过程中可以忽略顶管底部的摩擦力，这是因为当顶力反复作用的时候会增加一定的压力降低应力，最终减少底部的摩擦力，在计算顶进工作坑的时候也需要先了解相关的数据，例如：顶管厚壁的被动土压力数值、顶管前壁的主动土压力数值、顶管的沉井稳定数值。

3曲线顶管施工的方案

市政给排水系统在安装的过程中主要由以下几个步骤组成：出洞之前的准备工作、顶进过程、曲线区域的顶进过程、出洞收工过程。要想保证整个施工的质量，就必须要认真做好每个施工环节的控制工作。

3.1曲线顶管施工技术的轨迹调控和轨迹纠正

顶管施工的路线在设计的时候一般都是通过自动检测的方法来完成整个调控工作，要想保证整个施工的合理性就需要在调控工作进行的时候把顶管路线调控到可控的范围内，如果在调控的过程中出现轨道偏移的情况要马上利用纠偏特殊管来控制顶管曲线的路线。

3.2顶管自动测量引导系统的应用

在施工进行的时候严格把控顶管的路线，主要是因为施工中的测量设备在使用的过程中有时不会和相应的机头进行对视，这时顶管就会处于不确定运动中，在运动的过程中就会发生顶管偏移现象。传统的人工测量设备在使用的过程中虽然也能达到调控的目的，但是在使用的过程中不仅会增加工作人员的工作量，还会影响到整个施工的进度，为了避免这种情况出现在顶管施工的过程中引入了自动测量系统，自动测量系统既能自动的测量顶管的轨迹，又能实时的对机头的轨迹进行跟踪，最终达到提高整个顶管施工速度的目的[3]。

3.3曲线顶管轨道偏差的纠正

在进行曲线顶管施工的过程中一般都会根据实际的情况设置相应的纠偏设备，纠偏设备主要由纠偏特殊类型管组成，在进行轨道偏差纠正的过程中要提前设计好控制的路线，需要注意的是因为曲线顶管的布局比较复杂，每个顶管和顶管之间会有一个过度曲线段，所以在设计的过程中要把控制曲线的位置安排在设计曲线的内侧。

3.4顶管施工工序

顶管施工工序的内容包括：穿墙，首先打开穿墙的闷板，然后用工具把管顶顶出井外，安装相应的止水装置，在操作的过程中具体的操作内容包括：借助水泥土和纸筋粘土的帮助来起到临时挡土的作用，同时，为了保证穿墙孔外的范围，工作对穿墙管外侧需要进行注浆固结处理。最后，在穿墙的过程中如果遇到问题，必须要停止进行解决，解决完成之后才能进行后续的工作。在开启闷板的时候可以借助到止水法的帮助来提高拉伸率和耐磨性，减少土体暴露的情况发生。顶管出洞，顶管出洞是顶管工作中最需要注意的事项，因为顶管出洞是比较容易发生故障的一个工序，所以为了减少故障发生的几率，必须要在施工进行的时候做好下跌检查工作，发现问题及时的修补，修补方法如下，可以通过在工具管出洞前先设置一个初始的角度来减少下跌出现的几率，这样就可以起到防止管线偏移的情况发生，最终顺利的完成顶管施工工作。

3.5顶管进程中遇到障碍物的处理方法

3.5.1处理长距离中风化或微风化地质的方法。需要注意的是：顶管施工技术并不是在任何情况下都可以顺利的进行，如果在使用的过程中遇到中风化和微风化的地质结构就会直接影响到整个施工的顶进情况，这个时候要想继续进行施工工作，就需要先在设计的时候做好地质研究工作，然后根据研究结果有针对性的对中风化和微风化的地质结构进行处理，在处理的过程中可以通过暗挖隧洞施工的帮助来完成处理工作。如果在处理的时候遇到需要在规划建设内部结构的时候，需要借助到大开挖施工或者是支护开挖施工技术的帮助来完成处理工作。3.5.2借助破岩井方法来处理孤石。因为钻探工作是隔一段距离钻一个洞孔，这种钻探方法不能准确的反映出地下的情况，必须要借助到研究内容的帮助来提高对中风化和微风化地层的处理工作。需要注意的是：如果在处理的过程中遇到有石头存在的情况一定要重新完成钻探工作，这样可以更好的了解地质的情况，当遇到孤石的时候还需要根据孤石的大小来科学、合理的设置破岩井，最终顺利完成顶进工作[4]。

4曲线顶管施工工艺施工中产生的沉降问题和控制方法

4.1出现沉降问题的原因

在安装曲线顶管的时候有时会因为受到一些外界因素的影响造成地层下降，严重的时候还会影响到整个管道施工的质量，出现沉降的具体原因有以下几种：因膨润土泥浆质量缺失引起的沉降现象，在曲线顶管安装的过程中如果膨润土泥浆的质量不合格就会降低泥浆的摩擦力增加曲线顶管的阻力，如果这时没有及时的进行解决顶进轴线就会发生偏移进而产生沉降反应，严重的时候还会出现顶管上部土体坍塌的现象，最终影响到整个施工的安全。有时因泥浆配比出现问题也会影响到泥浆作用的发挥，如果这时曲线顶管上部的非粘性土出现坍塌情况也会影响到整个施工的质量。

4.2控制沉降的方法

首先就是要认真做好泥浆的制备工作，在制备工作进行的时候要严格按照设计的规定和制作流程来制备泥浆，同时注意泥浆调配的配比，这样就能保证泥浆在使用过程中的减摩效果，同时在关注泥浆的时候要注意把握好注浆的速度和注浆的压力，需要注意的是注浆的压力要大于顶管上部的静止压力，顶管在进行顶进施工的时候要根据地面实际的情况来对注浆压力进行调整。

4.3进出洞工艺

在进行进出洞工艺施工的时候要注意做好设备密封处理工作，在密封的过程中可以选择橡胶阻水连接件来进行控制，为了更好的进行膨润土泥浆的灌注工作可以在施工之前提前设计好灌注的浆眼，这样就能够提高整个施工的速度。

4.4中继环密封技术

在市政给排水工程施工的过程中还可以通过设计中继间来提高整个顶进的压力，中继间能够起到调节和密封的作用，在应用的过程中密封圈可以随时进行更换，密封圈内部还会有环向压板来进行压紧处理。当密封效果不好的时候就可以借助压板的力量来提高密封效果，需要注意的是当一边密封圈出现损坏的时候可以借助另外一边密封圈的帮助来提高密封效果。

4.5管节止转的技术措施

要想在施工的过程中发生旋转就需要借助到顶进时机头的帮助，如果机头旋转的角度过于大时就会影响到整个顶进的效果，所以在施工进行的时候要借助工具管的帮助来及时的调节旋转过程中可能出现的角度问题。不仅如此还可以通过加压一些重块的方法来减少偏移的角度。

4.6泥水接力和泥浆排放的方法

在施工进行的时候可以把消防用水先排入到泥浆箱中，然后借助泥浆缝的作用把泥浆转移到泥水仓库中，泥水仓库经过搅拌之后以1.3的比重将泥浆排出，排出后的泥浆需要通过灌装泥浆运输车运输到指定的位置上[5]。

4.7保护公路、建筑物、管网的方法

4.7.1借助沉降检测的帮助来保护公路、建筑物、管网。在沉降检测工作进行的时候要先确定好路面中断面的距离和沉降观测的位置，这样就可以通过实时检测来第一时间发现可能出现的问题，然后根据出现问题的原因找出相应的解决方案，同时要定期的对施工内容进行检测，例如：施工刚开始时要每3小时进行一次检测工作，到施工后期时要每1小时进行一次检测工作。4.7.2精心施工。在施工进行的时候一定要做好顶管安排的设计工作，同时根据地面下降的数据信息来调整泥水的压力，避免出现水土流失的情况发生，另外在安装顶管的过程中要仔细的校对顶管的轴线尽量减少偏差出现的几率。

5曲线顶管施工在市政给排水工程中应用的注意事项

当曲线顶管技术应用的时候如果出现附加摩阻力时就需要通过减小大动作来让曲线顶管的轨迹偏移到正确的路线。曲线顶管技术一般会应用在施工比较困难的地区，这些地区的道路比较弯曲管线相对来说也比较的复杂，所以在施工进行的时候一定要非常的认真，尽量减少操作失误的情况发生，否则就会影响到整个施工的施工质量和施工安全，严重的时候还会给附近的居民带来一定的影响。

6结束语

综上所述能够发现曲线顶管施工工艺在使用的过程中要想真正发挥其价值就需要认真做好每一步施工环节，同时做好监督工作，只有这样才能在保证施工进度的基础上提高整个施工的质量，最终给市政给排水工程带来更多的帮助。

参考文献

[1]李佶.当前市政工程管理现状及应对策略分析[J].建筑科技,2019,3(01):65-67.

[2]张小东.长距离曲线顶管施工在市政工程中的应用研究[J].价值工程,2014,33(25):129-131.

[3]王建伟.曲线顶管施工在市政给排水工程中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2012(13).

[4]李晋.市政给排水长距离顶管施工技术研究[J].技术与市场,2020,27(3):81-82.

[5]李清华,费霞丽,成果,等.大直径钢顶管穿越复杂海床建设的成套技术开发及工程应用[Z].厦门水务集团有限公司.2016.

作者:陈思明 单位:福建省榕圣市政工程股份有限公司