摘要：顶管施工在市政工程中，特别是深覆土大管径的管道工程和交通繁忙的城市主干道改造工程中尤显重要。本文将结合具体的工程实践，谈谈顶管技术在市政污水管道施工中的实际应用，供参考。 

　　关键词：顶管市政泥水气压 

　　中图分类号：TU99 文献标识码：A 文章编号：  

　　前言：近年来,顶管施工技术在建筑行业得到广泛的应用及发展，尤其是在市政工程的建设中，得到更加广泛的应用。顶管法施工工艺是一种历史比较长的地下管道施工方法，它最早始于1896年的美国，据资料记载，日本最早的一次顶管施工是在1948年，我国采用顶管施工是在1953年的北京。在1964年前后，上海的一些单位已进行了大口径机械式顶管的各种试验。1984年前后，我国的一些大城市先后开始引进国外先进的机械式顶管设备，从而，使我国的顶管技术上了一个新台阶。顶管施工除了传统的人工开掘式，挤压法，水冲法之外，目前比较流行的有气压平衡，泥水平衡和土压平衡法等三种平衡理论。大口径长距离机械顶管施工方法经常用于城市市政污水管道铺设的建设中, 使用该方法占地面积少，施工控制严格,可保证交通畅通；在穿越铁路、公路、河流、建筑物等障碍物时可减少沿线的拆迁工作量，降低工程造价。 

　　一、工程概况 

　　该市政排污管道工程位于广州市市中心繁华地带猎德涌(花城大道至涌口段)，城市主干道, 交通流量较大。本工程为升级改造工程（涌底管迁改及排水管网改造）。猎德涌此前通过多年整治，整体水环境与景观已经有所改善，但目前有些问题仍没有得到根治。猎德涌黄埔大道以南段流域内存在雨污错接、局部污水管断头、个别点污水直排河涌、东侧堤岸内敷设截污管等问题。本工程内容包括: 顶管排水管道、工作井、接收井等内容, 污水管采用钢筋混凝土管, 管径d800-d1500。本工程在土层下11m处采用采用泥水加压平衡顶管技术，路面汽车载荷：公路I级。尽管在施工时遇到一些困难，但经过试点，该工法都取得了圆满的成功,取得了较好的经济效益和社会效益。 

　　 施工区域位于河涌附近，多流砂、地下水，开挖易引起工作井、基坑塌陷，顶管过程中须对沿线临近的构筑物采取检测保护措施。 　 

　　二、顶管技术的原理及施工技术 

　　1、顶管技术原理 

　　顶管施工就是借助于主顶油缸以及中继间的顶进力，把工具管或顶管掘进机从工作坑内穿过土层一直顶进到接收坑内吊起。与此同时，把紧随在工具管或掘进机后的管道埋设在两个工作坑之间。在顶管施工中主要有三种工作面平衡理论：气压、土压和泥水平衡理论。本工程顶管采用泥水平衡方法进行施工。 

　　泥水平衡顶管的工作原理通常把用水力切削泥土，采用机械切削泥土而采用水力输送弃土，同时有的利用泥水压力来平衡地下水压力和土压力的这一类顶管形式都称为泥水平衡顶管施工。在泥水平衡顶管施工中，要使挖掘面上保持稳定，就必须在泥水仓中充满一定压力的泥水，泥水在挖掘面上可以形成一层不透水的泥膜，以阻止泥水向挖掘面里渗透。同时，该泥水本身又有一定的压力，因此它就可以用来平衡地下水压力和土压力，这就是泥水平衡顶管最基本的原理。 

　　2、施工技术 

　　2.1 顶管井开挖 

　　顶管井开挖: 1）每一个顶管井采用一台抓斗挖土机进行开挖。2）开挖时预留一定的土方，进行人工开挖，防止基底土壤受到扰动。3）开挖过程中, 随时对开挖尺寸和土体质量进行检验,边坡进行人工整修、夯实, 开挖轮廓必须符合施工图。4）开挖中如发现地质情况与图纸不符，立即报监理工程师和设计单位处理。5）夏秋季节，天气多变, 若遇下雨，及时用防雨布复盖开挖面，防止雨水冲刷边坡和侵蚀基底土壤。6）基坑底部沿四周设置2%坡度的排水沟，四角设置1000×1000mm的集水坑，积水坑的深度比四周沟深500mm，及时将集水排到下水道。 

　　2.2 顶管井施工 

　　土方开挖完成后, 就可以开始顶管井的制作。 

　　1）钢筋工程。钢筋制作前认真熟悉图纸，每个部份使用的钢筋品种，规格、形状、尺寸、数量等准确无误。钢筋在遇洞口或相邻墩墙，必须按规范或设计要求进行相应加强处理。构件受拉区域的同一截面钢筋接头不得超过钢筋总数的50%，接头相互错开时，其间距不小于钢筋直径的35-40倍，接头与相邻钢筋间的净距应大于混凝土骨料的最大粒径。钢筋安装时，必须核对钢筋的安放位置，间距和保护层厚度，并报请监理工程验收合格后，方可进行下道工序的施工。 

　　2）模板工程。模板支撑体系采用钢管扣件支撑。对于模板的设计、制作安装必须满足混凝土的浇筑和振捣要求。为了混凝土表面光洁、平整, 且不至于脱模困难、浇筑前模板内表面涂刷一层隔离剂, 严禁涂刷废机油。模板接缝平整严密，浇筑混凝土不漏浆，混凝土达到规定要求方可进行模板拆除，模板的拆除顺序为先支的后拆，后支的先拆，非承重的先拆，承重部位后拆。使用专用工具拆模，不要硬撬或用力过猛。 

　　3）混凝土浇筑。在浇筑井壁时，从两端向中间浇筑，防止模板吸水膨胀，造成壁板弯曲变形。混凝土浇筑时，应分层、分段进行。施工中使用70振动棒,有效长度为500，分层浇筑厚度为50×1.25=625mm，下层混凝土初凝前必须浇筑上层混凝土，为了保证结构具有良好的整体性，混凝土浇筑应连续进行, 浇筑的间隔时间最长不得超过1.5小时。 

　　混凝土浇筑采用插入式振捣器, 垂直振捣。振捣器移动次序采用行列式插入，插入间距为400-500。振捣上层时，应插入下层深度约50，以消除两层间的接缝。操作振捣器时，应快插慢拔，上下略有移动，插入点排列均匀，逐点移动，顺序进行，不漏振、不重振。每一插入点的振捣时间约为20-30秒，时间过短，混凝土振不实，时间过长会发生离析，甚至发生涨模。实际操作时，以混凝土表面呈水平状、出现水泥浆、不再出现气泡和明显沉落为度。振捣器的圆柱棒不得碰撞模板、钢筋或预埋件，更不得挂在钢筋上。 

　　施工采用多台振捣器同时作业时，作业前应划分每台振捣器的振捣范围，防止漏振、重振。 

　　按规定留置抗压强度试块和抗渗试块，混凝土试块每100立方米留置一组抗压试块，不足100立方米按一组进行留置；试块取样:根据现场进料情况，在监理工程师监督下随机取样。 

　　混凝土浇筑完12个小时后，用草垫复盖，派专人浇水养护，保持混凝土表面湿润。留制的试块同等条件进行保养。 

　　2.3 顶管施工 

　　1）顶力计算、最大顶距确定。本工程顶管单元长度根据设计图纸的井室位置、地面运输和开挖工作坑的条件、顶管需要的顶力、后背与管口可能承受的顶力等因素确定单元长度。本工程土质参数基本相同，顶力计算时分不同管径取一个最大管径和最大单元长度进行计算。 

　　2）地面准备工作。①在顶管顶进施工前，按要求进行施工用电，用水，通道，排水及照明等设备的安装。施工用电每台套采用120KW的发电机组。水需从外拖运，要修进场简易便车道，保证施工管材料、设备及机具进场。还需铺毛渣石的场平。现场设备摆放空间至少需长45米，宽55米的平整封闭场平区域。②施工材料，设备及机具必须备齐，以满足本工程的施工要求。管节等准备要有足够的余量(30-40m)。③井上，井下建立测量控制网，并经复核报验监理认可。 

　　3）井下准备工作及井内布置。工作井井内布置主要是后靠背、导轨、主顶油缸、油泵动力站、钢制扶梯等。顶管基座为钢结构预制构件，顶管基座位置按管道设计轴线准确进行放样，安装时按照测量放样的基线，吊入井下就位安装固定。基座上的导轨按照顶管设计轴线并按实测洞门中心居中放置，并设置支撑加固, 保证基座稳定不变形。