市政给水管道施工中对顶管技术的应用
【摘 要】作为城市基础设施的重要组成部分，市政给水管道在近年的市政给水管网施工中采取传统的挖槽埋管地下管线施工严重影响着地面的交通，为此人们提出一种采取顶管技术的方法，该技术按照设计方法在管道沿线设置工作井和接收井，并且在埋设管道中令油压千斤顶向前挺进接收井中，因而不需在地面挖槽埋管，很好地避免了施工过程中对地面交通所带来的影响。
【关键词】给水管道；施工；顶管技术；应用
顶管技术的基础为顶管施工原理，同时还有对所有具体的无需开挖管道进行铺设的统称。这种能够将管道铺设在很深的地下的施工方式，具有很明显的优势，因此近年来该技术在市政给排水施工中应用的案例日益增加。同时，其在施工过程中，无需将交通隔断，且能够有效地穿越障碍物，并带来很小的噪音和振动，对周围施工区域影响较小。本文就新疆市政给水管道工程实例，研究并分析了对顶管技术在给水管道施工中的应用。
一、工程概况
1、工程概述。该工程为新疆一家自来水公司给水管，其中顶管为钢管，其规格为DN1400，顶管具有20mm的壁厚，且全长达40m，管道埋入地底深达6m。由于该段管道要穿越新疆一条公路，同时加上新疆地处高原山区，所以阻挡开挖管道施工的障碍物很多，因此，顶管法铺设地下管道的应用比较合理。
2、设备选择。首先，顶进管的选择，通常情况下顶进管都会选择使用钢筋混凝土管，依照相关的技术标准和规程，通过应力值的计算，对钢筋混凝土管的规格以及配筋进行合理设计。若是规定中对腐蚀性没有做出严格的要求，则可以选择钢管作为顶进管。在选择顶进管时需要考虑顶进管直径和顶进管长度两方面的内容。第一，在选择顶进管直径时，需要依据工程性质及需要对其内径进行确定，同时由顶进管的受理对其配筋和壁厚加以确定，最终决定其外径的大小。因为出于对挖土人员在顶管工程面上作业的考虑，通常情况下管径的选取应当大于或等于500mm。第二，在确定顶进管的长度时，为了减少直线推顶情况下装管的次数，人们习惯采取长顶进管，然而这种选择方式下，若是路线在施工时出现偏移的现象，则管道与原定路线的偏离情况则比短管要更加严重，且路线恢复起来的难度也更大，同时还会增加大量的恢复费用。而短管则能有效地避免这个问题，不过其同样还会有令管路顶进而当可控性降低的缺点。
其次，选择合理的顶进设备。顶进设备由顶铁、高压油泵、工具管、运土设备以及千斤顶等组成。其中，作为主要的掘进设备，千斤顶的选择要依据计算和新疆当地的实际情况进行，该工程采用4只千斤顶，并且布置在轨道两列，主顶为总行程1.1m的单冲程千斤顶。工具管包括两部分，即开挖舱和操作舱，两者间用钢板密封并隔离。
二、顶进管技术在给水管道施工中的应用
1、顶管施工工艺。按照设计的方案在管道的下面设置工作井和接收井，并将一个坚固的后座设置在工作井内，然后将照明、泥浆管以及油管等管路全部接好，再利用油压千斤顶，缓慢推进需要埋设的管道。在此过程中，为了保证管道不被磨损，因而需要利用压降系统将泥浆分布在管道周围，使之形成一个泥浆套，保证管道的推进是在泥浆套中滑行。同时，还需注意的是顶进时，不断对顶管的方向加以控制，在顶进的过程中，注意及时排土和调整管道顶进的方向，保证所需埋设的管道能够按照要求滑进接收井之中。
2、顶管的施工过程。首先，穿墙施工。过程为了有效降低施工过程中受到地下水的影响，因而通常将低强度水泥粘土拌合土或者纸筋粘土作为填充料装设在穿墙管道之内；同时，为了有效避免穿墙孔部位强度出现不足的现象，还需在施工前对穿墙管外侧进行注浆处理，以增加其管壁的强度；另外，为了确保穿墙防水设施具有良好的工作性能，在进行工具管的推入过程时，动作要非常迅速。
其次，顶管出洞，作为顶管施工中极易出现问题的环节，顶管出洞需要作为控制的重点。例如，在施工前，必须要对管道有无破损以及纵向裂缝的现象进行外观的详细检查；同时要保证管道端面的平直、管壁没有出现鼓泡或者坑凹的现象、管壁还应保持光滑着整洁。当管道的质量检查合格之后，才可以利用起重设备将其输送到施工地点。然后再严格严查和试吊起重设备，在安全得到保障后，才可以将管道安全下放。采取液压千斤顶作为管道的主顶工具，在顶进过程中，首先需要缓慢着试探行进，等到所有的接触部位均与轨道上各个位置契合之后，再依照规定的正常速度将管道向前顶进。在此过程中，若突然出现油路压力增高的现象，则应该将顶进操作立即停止，在对其中可能出现的问题进行排查之后，才可继续施工。
再次，注浆施工。在对长管进行顶进施工之前，为了保证管道的护臂得到有效保证，并令管道周围的土质变得平滑和齐整，以方便管道的顶进，通常情况下，会对管道周围的土壤进行注浆处理。通过这种注浆处理，一方面能够进一步支撑管道周围的土体，从而能有效预防地面可能产生的大面积沉降的现象；另一方面还会使得管体在顶进过程中所受到的摩擦力得到大幅度减少。
最后，工具胀圈的安装。将内胀圈安装在顶进的前数节管道的接口处，使胀圈和管壁通过调整螺栓或者背楔被连接成一个刚体，从而能有效起着对管道前进的导向作用。不过在工具胀圈安装的过程中，需要注意的是，胀圈与接口缝隙一定要对正，且安装必须要牢固结实，同时在顶进过程中，还要对其随时进行调整和检查。
此外，在顶进施工时，还需注意对管道的纠偏工作。通常情况下，当管子出现偏位时，应当在偏位侧留出一定的坎，并在其反侧进行适当的超挖，然后使管道进过程中逐渐向超挖的方向偏转，进而重新向设计位置回转。同时，还可以利用千斤顶对管道进行纠偏，该过程是在管道偏向反侧用小型千斤顶加以支撑，另端用带有垫板的管前土壤斜撑，然后实现顶管的纠偏。
三、顶管施工过程所要注意的其他事项
首先，施工前，需要对地下水位进行确认，当确定其水位降低至顶管底部至少达到50cm时，才能进行施工。其次，还要进一步加强对管道附近地表沉降的现象进行观测，以保证施工过程的安全。再次，要保证从加工现场将钢套环移至施工现场时，其不会出现变形和接口损坏的现象。同时还要加大对管道防腐效果和焊缝探伤的检验，以确保市政给水管道的质量。
此外，要确保自来水钢管的安装在顶管工程结束72小时之后，并在对工作井和接收井进行回填时，还需确保自来水钢管能够经受住1Mpa的试压验收。
四、结束语
与常规开槽埋管乱挖的操作现象不同，采取顶管技术已经能够与当今社会高速发展及资源节约的时代化需求相适应，该技术使管道埋设施工中贵城市建筑物的破坏和道路交通堵塞等难题得到彻底解决，同时对于像新疆这种地处高原，环境对给水管道挖槽埋管施工形成很大障碍的区域来说，采取顶管施工无疑是市政管网施工可以采取的一项良好的施工技术。
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