【摘 要】所谓顶管法施工, 即是在地下工作坑内，借助顶进设备的顶力，克服管道与周围土壤的摩擦力，将管子逐渐顶入土中，并将阻挡管道向前顶进的土壤，从管内用人工或机械挖出。这种方法比开槽挖土减少大量土方，并节约施工用地，特别是要穿越建筑物时，采用此法更为有利。随着城市建设的发展，顶管法在地下工程中普遍采用。顶管法所用的管子通常采用钢筋混凝土管或钢管，管径一般为700-2600MM,顶管施工主要包括：作业坑设置、后背（又称后座）修筑与导轨铺设、顶进设备布置、工作管准备、降水与排水、顶进、挖土与出土、下管与接口等。
【关键词】管道顶管施工；施工技术；质量控制；施工安全
1. 顶管技术的必要性和作用
随着社会城市化进程的推进,地下空间的开发和利用越来越受到人们的重视。顶管施工作为一种暗挖施工技术,可以在不开挖地表土的情况下将管道敷设完毕,具有无可比拟的优点,得到越来越广泛地应用。
1.1 城市交通建设发展的需求。在高速发展的现代化城市建设中，开挖铺设地下管道会一定程度上造成交通拥堵和中断，同时影响城市环境，造成资源浪费。特别是在铺设大型管道下穿城市主干道的时候，严重阻碍交通，造成更大的经济损失。在非开挖情况下，进行管道的铺设和修复，采用浅埋顶管施工技术，一方面提高了工程建设速度，也更大的减少了建设资金投入。
1.2 当地面建(构)筑物较多,无法采用开槽工艺进行地下管线施工或开槽施工支护费用过大,易造成建筑物的破坏,以及碴土堆放、外运造成市区污染,给市民工作、生活带来不便时,宜采用顶管施工工艺,进行地下管网施工。
2. 顶管施工关键质量控制
2.1 顶管施工场地的勘察
1）、施工单位应组织有关人员，对勘察、设计单位所提供的顶管施工沿线的工程地质及水文情况，以及地质勘察报告进行学习了解;尤其是对土壤种类、物理力学性质、含石量及其粒径分析、渗透性以及地下水位等的情况进行熟悉掌握。2）调查清楚顶管沿线的地下障碍物的情况，对管道穿越地段上部的建筑物、构筑物所必须采取的安全防护措施。
2.2 选择合理的施工工艺
施工工艺的选择在顶管施工工程中起到重要关键的作用。顶管施工工艺是指从机械设备开始进入场地到顶进全部结束的整个过程。主要包括顶管施工方法的选择，顶进机械的选择,顶进线路的选型,机头的进出洞技术及注浆减摩技术的应用等。
2.3 顶管施工线形控制技术
控制好顶管的线形,既满足了设计的要求,又避免了过大纠偏造成的地面较大的沉降。通常情况，直线顶进较曲线顶进对周围土体及环境扰动较小。但实际工程中往往由于使用位置及工程地质条件的限制,必须绕开地下构筑物或由于土质不好顶管较难顶进,就需要选择合适的曲线顶进线路。
2.4 顶推动力控制技术
1)顶推后座设计:精心设计顶推的反力墙,确保顶推时后座安全。2)泥浆减阻、中继站的采用:配制优质泥浆,压力注入管体与岩土之间有效地降低两者间的摩阻力,从而降低顶推力,有利于顶进系统安全、减小管体偏移、降低地面沉降。3)在管道顶进过程中油泵操作工应严格注意观察油泵车压力是否均匀渐增，若发现压力骤然上升，应立即停止顶进，待查明原因后方能继续顶进。要处理好管道接头的密封问题。密封不好会产生渗漏,增加地层损失,也给施工带来不便。解决密封问题首先要选择合适类型的管道。4)适速顶进,缓慢顶入；顶进速度过快,极易造成地面隆起，极易造成管道偏位。
2.5 顶进纠偏
顶管施工方向控制方面，首先要做好控制预防措施，比如根据顶管顶力的不平衡，加强顶进系统的检查和监控,可基本消除顶力不平衡的现象,在很大程度上预防了管道的偏位。可采用以下方式进行纠偏:a.当轴线偏差在10 mm～30 mm,采用挖土纠偏法;b.当轴线偏差30 mm以上,采用顶木纠偏法;还可采用千斤顶纠偏,即配合挖土纠偏法,在超挖的一侧管端壁支上小千斤顶,利用小千斤顶的顶力来纠正工具管端部的方向。纠偏时,采取逐步顶进逐步纠偏,限制每一次纠偏量,禁止一次纠偏量过大,防止反向偏差产生。
2.6 关于穿越密集建筑群的顶管施工控制
顶管埋深要达到足够的要求,这样才能在开挖时形成拱效应,使开挖面上部的土体不至于在地面较大的荷载下发生坍塌。对于某些情况当地表建筑物或地下管线基础与顶管距离较近时,为保证建筑物和构筑物的安全,就需要对建筑物和管线下面的土体进行加固。一般采取压密注浆的方式,将浆液注入上中,改善结构物周围的土体力学性质,以减小施工对结构物的影响。
3. 顶管施工安全事项
1）在顶管施工过程中，必须在施工相应位置范围设置警戒标志，注意行人和车辆通行。禁止非施工人员进入靠近现场。设置一处以上的由基坑底部通往地面的爬梯，爬梯高出地面1.2米为事宜。
2）在施工中，如果遇到石方地质，首先采用钻机把套管前方的石方击碎，随后人力在碎石托运到管道外部。吊装作业，起重工持证上岗指挥，起重机械性能保持完好吊索具要安全可靠。起重臂下严禁站人。无关人员不得进入吊装作业范围。
3）每次工作面宜控制在0.2-0.3m左右，土方和碎石清理结束后，启动管后端的液压顶进设备向前顶进套管，循环工作，将套管全部顶进。土质密实的操作坑，可不设防护，但必须对坑壁进行放坡，保证坡壁边缘无活动的土块。土质松软且水位高时，采用操作坑整体刚性支护，并于坑壁打加密桩支护。严格控制挖掘长度，本着少挖勤顶的原则确保施工安全，掘进时人员不得于砼管外作业。
4）在套管内施工的时候，必须采用加长分管向管内强制通风，以保障管内空气流畅。长距离顶管时应采用通风设施进行通风，如采用鼓风机向洞内鼓风。
5）顶管施工时，管内为存在危险的有限空间，人员清渣时严格规定连续作业时间每人不得超过1小时，避免因缺氧造成的呼吸困难。
6）施工作业人员必须佩戴防护镜和防尘口罩和其它的必要防护安全用品。
7)管内通风。长距离顶管的顶进时间比较长，人员在管内要消耗大量的氧气，管内氧气含量本来就非常低，长久会影响施工人员的身体健康。为了保证管内施工环境达标，可采用二路供气的形式或在其头部安装接力抽吸式风机进行接力。
8）在沼泽、化学垃圾堆等特殊地段顶管时，应对洞内气体进行监测，使用气体测试仪检测洞内气体含量。主要用于测试地下可燃气体、有毒气体的含量，即甲烷、二氧化硫等。
结束语
顶管施工是一门施工管理要求高、设计知识面广、施工作业要求严的综合性施工技术，并已具有较大的社会和经济效益，是保护环境的一种有效的施工方法。随着顶管工程的不断增加，其技术和工艺也将不断的得到改进和完善。
参考文献
[1]韩选江。大型地下顶管施工技术原理及应用[M].中国建筑工业出版社，2008.
[2]魏纲，徐日庆。顶管施工中注浆减摩作用机理的研究[J].岩土力学，2004（6）。
[3]杨转运.超浅层曲线顶管施工控制技术:[学位论文].重庆:重庆交通大学,2006
[4]项兆池，楼如岳，傅德明，最新泥水盾构技术[Z].上海：上海隧道工程股份有限公司施工技术研究所，2001.