顶管施工技术论文范文15篇

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顶管施工技术论文

第1篇

秦岭路热力管网是我公司供热主干道，肩负郑州市西区600万平方米供热面积。该工程全长3980米，热力管管径为DN1000-DN900，热水双管直埋。秦岭路热力管网随着郑州市道路改造施工，全长穿越现状重要道路6个，分别为岗坡路、伊河路等交通要道，这些路段车流量大，交通压力大，因此办理破路施工许可证非常难。郑州市是创建文明城市，对城市文明施工要求严，过重要路口一般只允许顶管施工。该工程于当年9月10正式动工，11月15日必须正式投运确保原有600万平方米采暖用户正式用热。为此在工期紧、任务重的情况下我大胆提出创新，在穿越岗坡路、伊河路路段采用预制保温管直接顶管施工。面对重重压力，我们克服困难，保证质量，最终保证了工程顺利进行。

2.顶管方法、过程、措施

2.1施工顺序

采用先施工顶管工作井平台及后靠背，再进行管道顶进施工。顶管施工采用人工挖掘顶进施工，在管道头部安装导向纠偏节，管道顶进随时进行测量、纠偏。管道顶进时，将人工挖掘管道前端的土体，利用小车运送至管外的弃土区。设备→吊装预制保温管到轨道上→安装顶铁→管道顶进→管道焊接贯通。

2.2施工设计

顶管的施工设计应包括以下主要内容：施工现场平面布置图；顶进方法的选用和顶管段单元长度的确定；工作坑位置的选择及其结构类型的设计；顶管机头选型及各类设备的规格、型号及数量；顶力计算和后背设计；洞口的封门设计；测量、纠偏的方法；垂直运输和水平运输布置；下管、挖土、运土或泥水排除的方法；减阻措施；控制地面隆起、沉降的措施；地下水排除方法；注浆加固措施；安全技术措施。

2.3施工方法

施工管道顶进方法的选择，应根据管道所处土层性质、管径、地下水位、附近地上与地下建筑物、构筑物和各种设施等因素，经技术经济比较后确定。根据郑州市西区地下水位低，地下8米均不见水，施工热力管径较大（DN1000）等特点，本次采用手掘式顶管。顶管施工中应建立地面与地下测量控制系统，控制点应设在不易扰动、视线清楚、方便校核、易于保护处。

2.4顶管工作坑的选择

2.4.1顶管工作坑的位置选择

顶管工作坑的位置应按下列条件选择：管道井室的位置；可利用坑壁土体作后背；便于排水、出土和运输；对地上与地下建筑物、构筑物易于采取保护和安全施工的措施；距电源和水源较近，交通方便；单向进时宜设在下游一侧。

2.4.2顶管后背墙选择

采用装配式后背墙时应符合下列规定；装配式后背墙宜采用方木、型钢或钢板等组装，组装后的后背墙应有足够的强度和刚度；后背土体壁面应平整，并与管道顶进方向垂直；装配式后背墙的底端宜在工作坑底以下，不宜小于50cm；后背土体壁面应与后背墙贴紧，有孔隙时应采用砂石料填塞密实；组装后背墙的构件在同层内的规格应一致，各层之间的接触应紧贴，并层层固定。工作坑的支撑宜形成封闭式框架，矩形工作坑的四角应加斜撑。顶管工作坑及装配式后背墙的墙面应与管道轴线垂直，其施工允许偏差应符合相关规定。

2.4.3顶管工作坑深度选择

工作坑深度应符合下列公式要求：H1=h1+h2+h3(2.4.3-1)H2=h1+h3(2.4.3-2)式中H1——顶进坑地面至坑底的深度(m)；H2——接受坑地面至坑底的深度(m)；h1——地面至管道底部外缘的深度(m)；h2——管道外缘底部至导轨底面的高度(m)；h3——基础及其垫层的厚底。但不应小于该处井室的基础及垫层厚度(m)。

2.5设备安装

2.5.1导轨的选择安装

导轨应选用钢质材料制作，其安装应符合下列规定：两导轨应顺直、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致；导轨安装的允许偏差应为：轴线位置：3mm顶面高程：0～+3mm两轨内距：±2mm安装后的导轨应牢固，不得在使用中产生位移，并应经常检查校核。

2.5.2千斤顶的选择安装

千斤顶的安装应符合下列规定：千斤顶宜固定在支架上，并与管道中心的垂线对称，其合力的作用点应在管道中心的垂直线上；当千斤顶多于一台时，宜取偶数，且其规格宜相同；当规格不同时，其行程应同步，并应将同规格的千斤顶对称布置；千斤顶的油路应并联，每台千斤顶应有进油、退油的控制系统。

2.5.3油泵的选择安装

油泵安装和运转应符合下列规定：油泵宜设置在千斤顶附近，油管应顺直、转角少；油泵应与千斤顶相匹配，并应有备用油泵；油泵安装完毕，应进行试运转；顶进开始时，应缓慢进行，待各接触部位密合后，再按正常顶进速度顶进；顶进中若发现油压突然增高，应立即停止顶进，检查原因并经处理后方可继续顶进；千斤顶活塞退回时，油压不得过大，速度不得过快。

2.5.4顶铁的安装

顶铁的安装和使用应符合下列规定：安装后的顶铁轴线应与管道轴线平行、对称，顶铁与导轨和顶铁之间的接触面不得有泥土、油污；更换顶铁时，应先使用长度大的顶铁；顶铁拼装后应锁定；顶铁的允许联接长度，应根据顶铁的截面尺寸确定。当采用截面为20cm×30cm顶铁时，单行顺向使用的长度不得大于1.5m；双行使用的长度不得大于2.5m，且应在中间加横向顶铁相联；顶铁与管口之间应采用缓冲材料衬垫，当顶力接近管节材料的允许抗压强度时，管端应增加U形或环形顶铁；顶进时，工作人员不得在顶铁上方及侧面停留，并应随时观察顶铁有无异常迹象。

2.6顶进

2.6.1顶进前的条件确认

开始顶进前应检查下列内容，确认条件具备时方可开始顶进。全部设备经过检查并经过试运转；工具管在导轨上的中心线、坡度和高程应符合规定；防止流动性土或地下水由洞口进入工作坑的措施；开启封门的措施。拆除封门时应符合下列规定：采用钢板桩支撑时，可拔起或切割钢板桩露出洞口，并采取措施防止洞口上方的钢板桩下落；

2.6.2顶进预制保温管的保护

由于采用的是预制保温管直接顶进，对头一根管道预留的300mm管头必须做保护，否则保温层会破坏、摩擦力大顶进难度加大。可采用披肩法，在管头周围焊接一圈与工作管成15°的披肩。

2.6.3顶进过程

千斤顶的行程为28厘米，用扁铁制成的紧固件将其固定在预制保温管上开始顶。顶进完一节管后应及时焊接下一节，焊完后按规定探伤，焊接合格后保温完毕进行下一段的顶进。预制保温管开始顶进5～10m的范围内，允许偏差应为：轴线位置3mm，高程0～+3mm。当超过允许偏差时，应采取措施纠正。

3.预制保温管顶管的经济性、效益性分析

3.1缩短工期、减少难度

由于直接采用预制保温管，省去了砼管的吊装、土方量大大减少。以DN1000热力管为例，如果采用砼管，每前进一米至少需要挖直径为1700mm的圆隧道，每米土方量为2.27立方，而采用预制保温管只需1200mm挖直径为1700mm的圆隧道，每米土方量为1.13立方，土方量只需采用砼管的一半。24小时可顶进12-14米，进度可以加快一半。省去了在砼管内穿预制保温管的难度。

3.2节省投资

可以节省砼管材料费用，顶DN1000热力管为例，需要1500mm砼管材料费为每米750元。因减少土方量，节省劳动力费用及运输费用。节省了穿管机械费用。如果采用破路施工，每米管网施工需开挖3.5平方米，按郑州市市政局的收费标准，正常开挖及恢复路面每平方米造价850元，即每米管网破路恢复费用为2975元，而我采用预制保温管顶管双管每米造价在2800元以下。

3.3减少环境污染

非开挖顶管施工采用油压驱动施工时噪音远远小于开槽式敷设管道，几乎没有地盘沉降的现象，对周遭的影响降低到最小程度。而且在较深的埋深情况下施工成本要小于开槽式敷设管道，不影响交通，减少尘土飞扬，为创建文明城市提供有力保障，百姓不会埋怨天天挖沟破路造成的出行不便。

4.预制保温管顶管的适用性

4.1管径的要求

进行预制保温管顶管适合热力管径在DN700以上，因为管径太小无法进行手掘式顶管，人体无法在管内操作。当然管径小不经济。

4.2顶管长度的范围

该顶管适合顶管长度在26米范围内，如果太长，钢管会变形，超过30米长建议使用砼套管顶管，然后穿预制保温管。

第2篇

关键词：建筑工程；顶管施工技术；问题；措施

当前，随着我国社会主义市场经济的飞速发展，我国各大城市间的建筑规模也越加壮大了。其中，由于当前我国城市建筑的发展过于迅猛，再加上周边农村的城镇化加速，这便使得一些后起的建筑商在工程动工时处处受限，特别是对于其固有的顶管施工技术而言，这样的发展无疑是给该项技术人员提出了一项极为严峻的问题。所以，如何在建筑行业空前发展的现阶段里，将顶管施工技术的作用发挥出来，完善顶管施工技术，在该项环节中出现问题时给予及时的处理，这是当前技术人员不得不给予重视的话题。

一．顶管施工技术的特点

1. 顶管储管技术是一项非常重要的技术，其中，顶管施工则是该项技术的一项重要组成部分。其中，该项技术不仅在我国得到广泛的应用，即使是在国外也属于一项非常普遍的工程类技术。由于顶管施工技术可以在维护环境的同时为建筑工程带来一系列的便利条件，这便使得该项技术得到众多技术人员的亲睐。

2. 由于一些建筑工程在施工或是后期维护时很少挖动顶管上方的土地，这便使得顶管具备了使用寿命长的特点。

3. 不论是建筑工程还是其他工程，在利用房下顶管施工的手段时，不仅可以将动迁用房的现象减少，同时还可以防止拆迁费用的过度浪费，这便为建筑工程中的经济投入和资金浪费提供了一定的解决办法。

二．顶管施工技术中常见的问题及解决措施

1. 管道的轴线部分过度偏离

原因：由于地下层面所受的阻力不够平均，导致工具管导向偏差，进而造成偏差问题的出现；由于顶管的后发出现移位情况，或是其铺设的不够平整，进而使得顶力合力线发生一定的偏移，从而导致偏差问题的发生；当千斤顶之间的同步率较小，或者是顶力偏差大的时候，也会造成偏离问题的发生。

解决措施：将千斤顶进行合理化的调整，使其行程、顶力等因素符合工程实际，当然，也可以尝试将其安装精度进行适当的调整；为了防治顶管移位，可以在其后面开展加固工作，当加固工作完成后，还要保证顶管后背的平整性；在对偏移问题处理前，要注意其顶进曲线的方向和趋势，然后在利用合理且适当的纠偏量给予处理，期间，该项环节不可焦急，以免问题变得严重。

2. 管道接口渗漏问题

原因：在进行工程施工时，采用的关节及相关材料的质地与实际要求的不相符，或者关节与相关材料在运输和搬运的时候出现意外而破损；由于管道接口的轴线出现过大的偏差值，导致其接口位置的疏离，或者管道的填充材料出现破损及密实度不够；没有选择合理规范的止水装置。

解决措施：对于接口及接口密封工作给予一定的重视，对其相关材料的检验与收取也要做到重点监督；对管道的轴线与接口处进行重点控制，在施工时要以标准化、规范化的技术手段与操作规程来完善工作；在对管节进行运输与搬运及安装工作时，要对其支点给予严格的计算与观察，争取做到落脚准确，轻装轻放。

3. 混凝土管节的裂痕问题

原因：管节及相关材料的质量不过关；在实施顶管施工任务时，由于其顶力过大，超过了管节所能够承受的最大压力，从而导致管节受损；在对管节进行运输以及安装工作时，由于施工人员的手法不够妥当，进而导致管节的受损。

解决措施：在施工前期，对管节的质量问题进行严格的监督及检测；在实施顶进工作时，要着重考虑管道轴线与其最大受力值，在控制其管道轴线的移动同时，更要在其最大受力值之内实施顶进工作；严格分析管节出现裂痕的根源，在不同的情况下要拟定出不同的处理方案，其中，当该项任务完成后，工作人员要保证管节及接口的承载力的原有性。

4. 顶管前方的正面土体发生坍塌

原因：由于顶管前方的土质出现变化，使得顶进力减小，从而导致防护和平衡的工作无法得到完善；由于相关施工人员的不注意，或者相关材料的质量不过关，从而导致顶管周边出现流砂现象。

解决措施：在对管节进行顶进工作时，其地面开挖的长度要小，控制开挖量，期间还要多次顶进，并且要对土质的松弛变化做到严格的观察与监控，这样一来，便可以有效地减少或是预防坍塌问题的出现；施工时，及时对土体的含水量进行检测，并且对其降水工作要给予全面且认真地处理。

5. 地面凸起与沉降问题

原因：建筑施工时，由于地基挖掘工作中取土量的不适当，进而造成掘进机在对地面展开挖掘工作时的推进里和土体压力的失衡，从而造成地面凸起或沉降问题的出现。

解决措施：在对工程项目进行开展活动的前期，施工人员要对工程区域的地质环境展开一定的调查工作，在确保该区域的可行性后在展开挖掘工作；安装相应的测力器，在保证顶进力被施工人员有效控制的前提下，再展开挖掘工作，其中，还要确保顶进力和土体压力之间的平衡额度，以免造成管节接口处的偏移现象的出现。

三．结束语

总而言之，随着当前顶管施工技术的不断发展及应用，使得我国建筑工程在享受其便捷性与高效性的同时，也让相关技术人员充分认识到顶管施工技术的重要性。所以，这便需要相关技术人员在钻研该项技术的同时，还要时刻准备该项工程可能引发的一些问题，进而做出一定的处理措施。

参考文献：

[1] 邹小德.铁路顶管施工技术研究与应用[J].山西建筑，2009（8）.

第3篇

关键词：定向增发折价市场效应

一、引言

定向增发具有发行门槛较低、审批流程简单、融资方式灵活的特点，被认为是融资“pecking order”中仅次于公开增发的次优选择（Ferreira and Brooks，2007），已成为上市公司再融资的重要途径，2010年至2012年沪深两市定向增发融资额分别为3300亿、3588亿和3441亿，后两年融资规模均超过IPO。

定向增发在国内股权融资市场占主导地位的原因，除了近年来的政策支持，重要的一点是其用途并不限于融资功能，实施定向增发主要基于三个动因：首先是对大股东实施增发以收购资产，甚至是母公司整体上市；其次是引入新的战略投资者，提高公司竞争力，或是实现战略重组；第三则是为新的募投项目筹集所需的项目资金。

二、文献综述

总体来看，定向增发的相关研究主要集中于解释发行中的折价现象和股价的市场效应两个方面，并由此延伸到大股东利益输送、定增前后企业的绩效变化、定向增发的投资价值、定向增发盈余管理等领域。研究的出发点主要是信息不对称和问题。

（一）定向增发的基本现象

定向增发折价、短期市场效应是定向增发现象研究的主要结果。

1、折价

实证研究结果表明，美国私募的折价率约为11.3%-20.14%，而台湾地区的定向增发折价率约为20%。

2、短期公告效应

对于折价发行的定向增发股票，市场上基本上持乐观态度，而定向增发中的短期市场效应（公告效应），则并未发现一致的国际证据。Wruck（1989）最早研究发现，宣告日前后存在4.5%的异常收益，Hertzel and Smith（1993）发现1980-1987年间，NASDAQ106家定向增发公司的公告期超额收益为1.72%。一些学者对日本、挪威、美国、新加坡、瑞典等国上市公司的实证研究也得到了相似的结论。但是Chen et al.（2002），Anderson et al.（2006）的研究没有发现显著的正异常收益。

国内方面，戴爽（2007）选取已实施定向增发的57家上市公司作为统计样本，发现了11.8%的异常收益，章卫东（2007）的研究也发现了类似规模的公告效应，且面向控股股东及其关联方的定向增发将获得更高的累计超额收益。此后陆续也有学者发现股改后定向增发存在正面宣告效应。

3、长期市场效应（公告效应之谜）

与短期公告效应相反，Hertzel et al.（2002）发现，市场对定向增发的长期反应为负，三年持有期异常收益为-23.8%。Krishnamurthy et al.（2004）和Marciukaityte et al.（2005）也得出了类似的结论。这一问题被称为“Puzzling announcement effect（公告效应之谜）”。

公告效应之谜在我国目前尚无定论。吴育辉等（2010）分析发现，增发后的6个月时间段，股票具有更高的累计超额收益率。章卫东、李海川（2010）的研究表明，资产注入类型、注入资产与主营业务的相关性，将显著影响到定向增发股票的长期收益率，而与短期市场表现无明显关系。邓路等（2011）发现中国上市公司定向增发前后5年业绩显著好于配比公司，定向增发后两年内总体上表现强势特征，原因是投资者对定向增发的公告反应不足。徐静，余斌（2012）则发现了公告效应之谜的现象，即短期内定向增发股票市场反应为正，而长期的市场反应为负。

（二）定向增发的影响因素

对于定向增发的影响因素，一般可以分为两类，一类是所有形式的新股发行都具备的一般性影响因素；另一类为定向增发的特有研究成果。

1、定向增发的一般影响因素

（1）价格压力假说

Scholes（1972）指出，每只股票彼此之间不可完全替代，因此需求曲线应该向下倾斜，任何股票的发行都会导致价格下跌。有大量文献实证研究了股价和发行规模之间的关系，但是得到的结果并不明确。Loderer et al.（1991）对增发宣告异常收益与需求的价格弹性进行了检验，但是并未发现需求的价格弹性导致了负的异常收益。盖锐、熊发礼（2010）指出再融资将会导致企业长期财务指标下降，尤其是以包括定向增发在内的股权再融资行为。

（2）投资机会假说

Miller and Rock（1985）指出公司的投资需求为定值，任何再融资行为都是对未来现金流预期下降的结果，从而构成了公司未来收益的负面信号。Healy and Palepu（1990）认为股票发行体现了预期未来收益的波动性变大，经营风险将出现上升，再融资行为是一个“坏消息”。贺薇（2011）也得出了类似结论。顾馨、李双杰（2012）以2006-2009我国主板定向增发的上市公司为研究样本，发现定向增发对股权结构的改善有积极影响，70%左右的上市公司增发实施后业绩指标出现提升。

（3）财富转移假说

股票发行伴随着财富在股东与债权人之间的重新分配，Galai and Masulis（1976）；由于股权融资可以降低公司的债务风险，超预期的股票发行会使得财富从股东向债权人转移。因此，股票增发导致公司的D/E比例下降，同时出现负的异常收益，DeAngelo and Masulis（1980）。但是在韩国市场，Kang（1990）和Dhatt et al.（1996）发现配股前后伴随着正异常收益，其根本原因是股权融资使企业出现财务困境的概率下降。

（4）流动性假说

交易受限股票的折价均值达34%，Silber（1991）；Brennan and Subrahmanyam（1996）、Fiori（2000）等发现，股票的流动性与收益率负相关。考虑到定向增发股票往往存在限售条款，因此其应当存在发行折价，并具有正的异常收益。

2、定向增发的特有研究成果

（1）监督效应假说

Wruck（1989）的监督效应假说指出，定向增发会带来股权集中度的提高或是产生新的大股东，随着大股东利益与公司趋同，大股东可能凭借自身的影响力改善公司的资源分配，或者促使公司进行有价值的兼并收购，那么公司价值将得到提升。值得注意的是，Hertzel and Smith（1993）以及Wu（2004）的实证结果并不支持监管假设。

（2）管理层权力扩张假说

Wruck（1989）还发现，如果定向增发导致管理层滥用权力，公司价值将会下降。基于此，Barclay et al.（2007）提出管理层权力扩张假说解释定向增发，他们认为管理层只会对不会影响其地位的友好投资者实施增发，因此定向增发对于非参与（不干涉公司管理）投资者来说是不利的，而折价现象正是对这种非参与的补偿。

（3）大股东利益输送假说

Cronqvist and Nilsson（2005）发现家族企业为不稀释控制权，不愿意选择配股和公开增发，Baek et al.（2006）通过对韩国企业集团的研究，对此提供了证据证明。张鸣、郭思永（2009），何贤杰、朱（2009）的研究结果表明，大股东的机会主义行为是影响上市公司进行定向增发的重要因素。李传宪、何益闯（2012）指出大股东有更大的动机和能力借助定向增发进行隧道行为，而股权制衡机制在一定程度上会约束这一行为。邓路等（2011）也未发现直接证据支持大股东将定向增发作为实现利益输送的工具。从投资者保护，监管大股东行为的角度，郭思永（2012）提出，良好的投资保护环境能够抑制上市公司的财富转移行为。

（4）信息不对称假说

Hertzel and Smith（1993）的实证研究结果表明定向增发的折价程度与信息不对称程度显著正相关。他们认为，在支付一定的搜寻信息成本前提下，投资者可以观察到存在信息不对称问题的企业的内在价值，而定向增发的折价就是为了补偿信息获取成本。同时，定向增发本身也释放了公司价值被低估的信号，投资者的认购就是对公司价值的鉴证。因此，定向增发公告会带来正的市场效应。Lee（1997），Kahle（2000）的研究支持了公司会凭借信息优势在股价被高估时实施股权再融资的结论。Anderson et al.（2006）对新西兰的研究发现，分析师关注较少的企业，认购者对企业的价值挖掘付出了较高的成本，折价将作为他们投入信息成本的补偿。

（5）市场时机

Huson et al.（2006）提出，定向增发的定价和数量受资本市场的状况影响。当股市市值上升时，定向增发数量也会增加；定向增发折价与市场收益正相关。耿建新等（2011）发现公司长期经营业绩与长期回报率会出现下滑，其原因不是市场对短期公告效应过度反应的修正，而是投资者对募投项目过度乐观。卢闯，李志华（2011）研究发现市场错误定价是投资者情绪和定向增发折价的中间变量，投资者越乐观，定向增发折价越大。徐静、余斌（2012）进一步发现，无论是长期或是短期，市场低迷时定向增发的市场反应较之牛市行情下的市场反应更好。

三、总结

近年来，我国A股市场定向增发相关问题研究已经日渐成熟，取得了大量的研究成果。但由于我国定向增发市场开展较晚，研究样本的时间跨度相对有限，且市场环境、制度安排具有一定的独特性，很多研究结果仍有待进一步验证。

首先，除了最简单的融资目的外，国内的定向增发还被广泛应用于如并购重组、整体上市等领域，《上市公司非公开发行股票实施细则》对以重大资产重组、引进战略投资为目的的发行和以筹集资金为目的的发行采取了不同的定价方式。然而由于定向增发一般以相对二级市场价格折价发行，定价水平较低，大股东通过定向增发谋取私人利益成为一个不容忽视的现象，如何进一步的优化和改进定向增发的定价机制，修正其缺陷已成为学界的一个重大议题。

其次，国内发行周期长于国外的私募发行，一般来说，从董事会预案公告到定向增发完成需耗时半年到一年，更有甚者可以达到两年以上。这其中主要包括董事会预案公告、股东大会审议通过，证监会审核通过，发行批文颁布，承销路演，股权登记。

最后，国内定向增发还面临着“九折规则”的约束，《管理办法》在定价基准日的规定上具有模糊性，公司可以自由选择基准日。目前A股市场上市公司定向增发定价基准日普遍选取董事会预案公告日，其原因可能是以董事会预案公告日作为定价基准日，方便董事会通过盈余管理等手段，对发行底价区间进行控制。

参考文献：

第4篇

Abstract: Due to many advantages in the municipal construction， the pipe technology is widely used. This paper introduces the construction characteristics of pipe technology， based on this， it mainly analyzes the application of pipe technology in the construction of municipal engineering， and discusses its problems， which has a certain reference for further improving the quality of pipe construction.

关键词：顶管技术；市政工程；应用；施工工序

Key words: pipe technology；municipal engineering；application；construction process

0 引言

地下管网是城市基础设施的重要组成部分，日夜肩负着传送信息和能量的重要任务。为城市处理污水的系统、自来水、煤气、电力和通讯设施等等都属于地下管网之内，要对上述市政设施进行改建、新建、扩建，需要工程技术人员进行安全的管道安装。传统的挖槽埋管地下管线施工技术由于对地面交通影响较大，使本来就拥挤繁忙的城市交通如同雪上加霜，同时给市民工作、生活带来许多不便，特别在人口稠密的城市和交通拥挤的地区以及不允许开挖的地段，这个矛盾就更加突出。市政工程如何使这些安装工程对城市的影响减至最小，如何尽可能减少对人们日常生活的影响。已经成了一个迫切解决的问题。

非开挖技术将完全能解决这些难题，提供安全及经济的施工方法。非开挖技术是指利用少开挖和不开挖技术来进行地下管线的铺设或更换的工艺。顶管技术就是在这种情况下发展起来的一种非开挖技术，其在国外已广泛使用，在国内也已逐渐普及。随着顶管技术在市政工程的广泛运用，本论文主要讨论在顶管作业施工过程中出现了一些具体的技术问题，值得施工技术人员重视，并以此和同行共享。

1 顶管施工的特点

顶管法又称为非开挖管道敷设技术，它具有不需要开挖面层，就能穿越地面构筑物和地下管线吸公路、铁路、河道的特点，相比开挖敷设技术，投资和工期将大大节省。同时，顶管施工技术可以降低噪音，减少粉尘，减轻对城区的交通条件和环境状况的干扰和破坏，属于真正的无污染、高效率的施工技术。顶管施工法由于其上述多方面的优点，在市政工程中尤其是在市政管线工程中得到了广泛地应用。概括起来，顶管施工技术具有几大方面的优点：施工面由线缩成点，占地面积小；地面活动不受施工影响，对交通干扰小；噪音和震动低，城市中施工对居民生活环境干扰小，不影响现有管线及构筑物的使用；可以在很深的地下或水下敷设管道，可以安全穿越铁路、公路、河流、建筑物，减少沿线的拆迁工作量，降低工程造价。

2 顶管技术施工应用分析

2.1 顶进管的选择顶进管一般选用钢筋砼管，如没有腐蚀要求可选用钢管。钢筋砼管的规格设计、配筋和应力验算应遵守有关钢筋砼的标准和技术规程，特别是有关钢筋砼管的标准和技术规程。①顶进管直径的选择：顶进管的直径选择是首先根据工程性质、工程需要确定内径，根据顶进管所受荷载确定砼管的配筋及壁厚，进而确定外径。因为顶管工程工作面上需要配备挖土工人，所以一般管内径不小于500mm；②顶进管长度的选择：顶进管的长度对顶管过程的可控性和经济性有很大的影响。在直线推顶的情况下使用长管可以减少装管的次数，取得良好的效果，但随着管长度的增长，如果偏离原定的路线，使之恢复正确路线要比使用短管更加困难。建造顶压坑时顶压坑的长度也要增大，挖坑、支护、回填、修复的费用将相应地增加。

一般情况下，管长度须相对于管径来衡量，当L/D外≤1.10时，为短管；当L/D外=1.15时，为标准管；当IJD外≥2.10时为长管。

2.2 顶管施工的前期准备 ①现场平面布置：平面总体布置包括起重设备、自动控制室、料具间、管片堆场、拌浆棚及拌浆材料堆场、注水系统、弃土坑的布置等。始发工作井内安装发射架、顶管机、前顶铁、主推千斤顶、反力架等顶进设备，工作井边侧设置下井扶梯供施工人员上下；②顶管机进、出洞处以及后靠土体加固：为确保顶管机出洞的绝对安全，需对后靠土体及进、出洞区域土体进行高压旋喷桩加固。为防止顶管机进、出预留洞导致泥水流失，并确保在顶进过程中压注的触变泥浆不流失，必须在工作井安装止水装置。

2.3 顶管施工的工艺：顶管施叉称为顶进法施工，是指利用顶进设备将预制成椭圆形或圆形构造物逐渐顶入路基，以构成立体交义通道或涵洞的施工方法。顶管施工需先在确定的管段之间设置工作井和接收井，然后在工作井内安装推力设备将导轨上的顶管机头推入土体，由机头导向，将预制的钢筋混凝土管向前顶进，前端土体通过工作井运出，最后完成管道铺设。

2.3.1 顶管井的设计：顶管井分工作井与接收井两种，顶管井的建造结构有很多种类，一般使用钢筋混凝土结构。工作井的结构形式通常有单孔井和单排孔井。前者形状有圆形、正方形、矩形等，后者则大多为矩形，它们的结构受力性能由高至低依次为圆形一正方形一矩形。

2.3.2 顶管施工工序 ①穿墙：打开穿墙闷板将工具管顶出井外，并安装穿墙止水装置，主要技术施工措施如下：1）穿墙管内填夯压密实的纸筋粘土或低强度水泥粘土拌和土，以起到临时性阻水挡土作用；2）为确保穿墙孔外侧一定范围内土体基本稳定并有足够强度，工作井工具管穿墙前，对穿墙管外侧采取注浆固结措施；3）穿墙前对可能出现的问题进行分析并制定相应处理措施；4）闷板开启后迅速推进工具管，同时做好穿墙止水，本工程采用止水法兰加压板，中间安入20mm厚的天然优质橡胶止水板环，要求具有较高的拉伸率和耐磨性，借助管道顶进带动安装好的橡胶板形成逆向止水装置，应防止因穿墙管外侧的土体暴露时间过长而产生扰动流变。②顶管出洞：顶管出洞是顶管作业中一个很值得注意的问题，顶管出洞，即顶管机和第一节管子从工作井中破出洞口封门进入土中。开始正常顶管前的过程，是顶管技术中的关键工序，也是容易发生事故的工序。为防止管线出现偏斜，应采取工具管调零，在工具管下的井壁上加设支撑，若发现下跌立即用主顶油缸进行纠偏，工具管出洞前预先设定一个初始角弥补下跌等措施。③注浆减阻：在顶管施工中还有一个重要的技术措施就是通过压注触变泥浆填充管道周围的空隙，形成一道泥浆保护套，起到支撑地层，减少地面沉降，减少顶进阻力的作用。在施工中，首先对顶管机头尾部压浆，并要与顶进工作同步，然后在中续间和混凝土管道的适当位置进行跟踪补浆，以补充在顶进中的泥浆损失。注浆工序一般多应用于长距离顶管施工中。④顶管纠偏：纠偏是指机头偏离设计轴线后，利用设置在后部的纠偏千斤顶组，改变机头端面的方向，减少偏差，使管道沿设计轴线顶迸。顶进纠偏是采用调整4台纠偏千斤顶组方法，进行纠偏操作，若管道偏左则千斤顶采用左伸右缩，反之亦然。

3 膨润土悬浮液在疏松土层中的应用

在无粘性的疏松土层中以及在粘性很小的土壤中，例如在砂砾土中，若不采取其它辅助措施，土层由于本身极不稳定，以致在刃脚推进之后立刻就会坍落在管壁上。所以对这类土壤来说，膨润土悬浮液的支承作用尤其具有重要意义。为了起到这种支承作用，先决条件是要尽可能准确地掌握膨润土悬浮漓在砂砾上中的特性。膨润上悬浮液将渗人土层的孔隙内，充满孔隙，并继续在其中流动。流速取决于孔隙的横断面与悬浮液的流变特性，同时也取决于压浆压力。因此为了在同样的压浆压力下达刭相同的渗入深度，在孔隙横断面很小的细粒土层中便需要低流限的悬浮液，面孔隙横断面较大的粒粒土层则需要高流限的悬浮液。在克服流动阻力的过程中，压浆压力随着渗入深度的增加而成比例地衰减，所以相应每一种压浆压力，都有一个完全确定的渗入深度。

尽管就某种场合来说，随着管子的推进同时在管子整个圆周上和管路全部长度上均匀地压浆证明是相宜的，而在另一些场合下，正确的方法则又可能是分段压浆。例如现已得知，在管子下半部，膨润土在顶进过程中比静止状态下更容易流出，而上半部的压浆则是在管路静止的情况下更容易进行。因此最好是将管子下半都的注浆孔和上半部的注浆孔分别组合起来。这种半侧压出韵原因在于，静止状态的管道以其全部很大的重量沉落于底部。这样便在管道的顶部形成了小空隙，或者至少是形成了一个压力较低的区域。因而在这种状态下，膨澜土在管顶处比在管底部更容易流出。反之，在顶压力和浮力同时作用下，管道有向上拱起的倾向。这时管道离地升起，于是管底下方便形成了一个低压区，致使膨润土更加容易渗入其中并均匀地散开。

4 顶进管在膨润土悬浮浪中受到的浮力

只要顶进管在整个圆周上被膨润土悬浮液所包围，浮力定律便对它有效，即使悬浮液层的厚度很小也同样如此。在钢筋混凝土管情况下，浮力均为管子自重的1.4倍。这样，只要通过正确地压人膨润土悬浮液，从而在土层中围绕顶进管形成一个支承环带，并保持悬浮液压力等于土压力，于是管子就会在膨润土悬浮液中漂浮起来。为此必需的前提在于悬浮液应是液体状态的，亦即呈现为表观流限相应较低的溶胶状态。在悬浮液的膨润土含量低到接近运动状态下的稳定极限时，这个条件便能得到满足。浮力可使管外璧摩阻力减小，因为管底部由于自重产生的法向力减少了。这一效果首先会对大直径管子的长距离推顶产生有利的影响

5 结语

顶管设计在市政工程中，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设计中显得尤为重要。在特定工程条件下，相对与开槽埋管更具优越性。时代要前进，城市要发展。市政设施配套完善，地下各种管道建设将会大量增加，顶管设计和施工也会增多。管径加大，长度加长，有直有曲，种类繁多，这将是今后大城市顶管施工的发展趋势。因此，我们要重视这个良机，进一步地完善和提高我们的顶管设计和施工技术，使之综合施工技术达到国际水平。

参考文献

[1]廖霞柳.洛河电厂取水工程顶管施工质量控制分析[J].安徽水利水电职业技术学院学报，2010，(01):13-14，17.

[2] 邓雅婷.地下建筑与工程专业揭密及院校介绍[J].高校招生，2002，(07) :58；学校学报，2010，(01):23-24，37.

[3]张振宇.盾构法施工技术在我国的应用与发展[J].武汉工程职业技术学院学报，2005，(04):26-28，36.

第5篇

关键词：顶管技术给排水管道施工工艺

0 引言

地下给排水管网是城市基础设施的重要组成部分，为城市处理污水的系统、自来水、等等都属于地下给排水管网之内，要对上述市政设施进行改建、新建、扩建，需要工程技术人员进行安全的管道安装。传统的挖槽埋管地下管线施工技术由于对地面交通影响较大，使本来就拥挤繁忙的城市交通如同雪上加霜，同时给市民工作、生活带来许多不便，特别在人口稠密的城市和交通拥挤的地区以及不允许开挖的地段，这个矛盾就更加突出，这已经成了一个迫切解决的问题。非开挖技术将完全能解决这些难题，提供安全及经济的施工方法。非开挖技术是指利用少开挖和不开挖技术来进行地下管线的铺设或更换的工艺。顶管技术就是在这种情况下发展起来的一种非开挖技术，其在国外已广泛使用，在国内也已逐渐普及。随着顶管技术在市政工程的广泛运用，本论文主要讨论在顶管作业施工过程中出现了一些具体的技术问题，值得施工技术人员重视，并以此和同行共享。

1 顶管施工的特点

顶管法又称为非开挖管道敷设技术，它具有不需要开挖面层，就能穿越地面构筑物和地下管线及公路、铁路、河道的特点，相比开挖敷设技术，投资和工期将大大节省。同时，顶管施工技术可以降低噪音，减少粉尘，减轻对城区的交通条件和环境状况的干扰和破坏，属于真正的无污染、高效率的施工技术。顶管施工法由于其上述多方面的优点，在市政工程中尤其是在市政给排水管线工程中得到了广泛地应用。概括起来，顶管施工技术具有几大方面的优点：施工面由线缩成点，占地面积小；地面活动不受施工影响，对交通干扰小；噪音和震动低，城市中施工对居民生活环境干扰小，不影响现有管线及构筑物的使用；可以在很深的地下或水下敷设管道，可以安全穿越铁路、公路、河流、建筑物，减少沿线的拆迁工作量，降低工程造价，其主要缺点是施工技术难度较高，需要详细的工程地质和水文地质勘探资料。

2 顶管技术施工应用分析

2.1 顶进管的选择顶进管一般选用钢筋砼管，如没有腐蚀要求可选用钢管。钢筋砼管的规格设计、配筋和应力验算应遵守有关钢筋砼的标准和技术规程，特别是有关钢筋砼管的标准和技术规程。

2.1.1 顶进管直径的选择顶进管的直径选择是首先根据工程性质、工程需要确定内径，根据顶进管所受荷载确定砼管的配筋及壁厚，进而确定外径。因为顶管工程工作面上需要配备挖土工人，所以一般管内径不小于500mm。

2.1.2 顶进管长度的选择顶进管的长度对顶管过程的可控性和经济性有很大的影响。在直线推顶的情况下使用长管可以减少装管的次数，取得良好的效果，但随着管长度的增长，如果偏离原定的路线，使之恢复正确路线要比使用短管更加困难。建造顶压坑时顶压坑的长度也要增大，挖坑、支护、回填、修复的费用将相应地增加。反之，在直线上推顶很短的管也较困难，因为短管比较容易向周围土层中挤入，致使整个管列呈蛇形弯曲，这便降低了管路顶进的可控性。

一般情况下，管长度须相对于管径来衡量，当L/D外≤1.10时，为短管；当L/D外=1.15时，为标准管；当L/D外≥2.10时为长管。

2.2 顶管施工的前期准备

2.2.1 现场平面布置平面总体布置包括起重设备、自动控制室、料具间、管片堆场、拌浆棚及拌浆材料堆场、注水系统、弃土坑的布置等。始发工作井内安装发射架、顶管机、前顶铁、主推千斤顶、反力架等顶进设备，工作井边侧设置下井扶梯供施工人员上下。

2.2.2 顶管机进、出洞处以及后靠土体加固为确保顶管机出洞的绝对安全，需对后靠土体及进、出洞区域土体进行高压旋喷桩加固。为防止顶管机进、出预留洞导致泥水流失，并确保在顶进过程中压注的触变泥浆不流失，必须在工作井安装洞口止水装置。

2.3 顶管施工的工艺顶管施工又称为顶进法施工，是指利用顶进设备将预制的箱形或圆形构造物逐渐顶入路基，以构成立体交叉通道或涵洞的施工方法。顶管施工需先在确定的管段之间设置工作井和接收井，然后在工作井内安装推力设备将导轨上的顶管机头推入土体，由机头导向，将预制的钢筋混凝土管向前顶进，前端土体通过工作井运出，最后完成管道铺设。

2.3.1 顶管井的设计顶管井分工作井与接收井两种，顶管井的建造结构有很多种类，一般使用钢筋混凝土结构。工作井的结构形式通常有单孔井和单排孔井。前者形状有圆形、正方形、矩形等，后者则大多为矩形，它们的结构受力性能由高至低依次为圆形一正方形一矩形。结构布置时，可在井内设置内支撑，改善结构受力。在建造过程中，工作井按双向顶进设计，与接收井间隔布置，间距与设计检查井间距一致，施工完毕，在工作井和接收井的位置上按设计要求做检查井。

2.3.2 顶管施工工序 ①穿墙：打开穿墙闷板将工具管顶出井外，并安装穿墙止水装置，主要技术施工措施如下：a穿墙管内填夯压密实的纸筋粘土或低强度水泥粘土拌和土，以起到临时性阻水挡土作用；b为确保穿墙孔外侧一定范围内土体基本稳定并有足够强度，工作井工具管穿墙前，对穿墙管外侧采取注浆固结措施；c穿墙前对可能出现的问题进行分析并制定相应处理措施；d闷板开启后迅速推进工具管，同时做好穿墙止水，本工程采用止水法兰加压板，中间安入20mm厚的天然优质橡胶止水板环，要求具有较高的拉伸率和耐磨性，借助管道顶进带动安装好的橡胶板形成逆向止水装置，应防止因穿墙管外侧的土体暴露时间过长而产生扰动流变。②顶管出洞：顶管出洞是顶管作业中一个很值得注意的问题，顶管出洞，即顶管机和第一节管子从工作井中破出洞口封门进入土中。开始正常顶管前的过程，是顶管技术中的关键工序，也是容易发生事故的工序。为防止管线出现偏斜，应采取工具管调零，在工具管下的井壁上加设支撑，若发现下跌立即用主顶油缸进行纠偏，工具管出洞前预先设定一个初始角弥补下跌等措施。③注浆减阻：在顶管施工中还有一个重要的技术措施就是通过压注触变泥浆填充管道周围的空隙，形成一道泥浆保护套，起到支撑地层，减少地面沉降，减少顶进阻力的作用。在施工中，首先对顶管机头尾部压浆，并要与顶进工作同步，然后在中续间和混凝土管道的适当位置进行跟踪补浆，以补充在顶进中的泥浆损失。注浆工序一般多应用于长距离顶管施工中。④顶管纠偏：纠偏是指机头偏离设计轴线后，利用设置在后部的纠偏千斤顶组，改变机头端面的方向，减少偏差，使管道沿设计轴线顶进。顶进纠偏是采用调整4台纠偏千斤顶组的方法，进行纠偏操作，若管道偏左则千斤顶采用左伸右缩，反之亦然。如果同时有高程和方向偏差，则应先纠正偏差大的一边。纠偏应做到在顶进中采用小角度分级逐步进行，勤调微纠。当顶管机头发生旋转时，可采取在管内的相反方向增加压重块或在中间站提供旋转纠正力矩等方法纠正。

3 结语

顶管工艺的施工从技术上讲是完全可行的，相对于开槽埋管从社会效益与经济效益上来讲更具有优越性。从根本上改变了城市管网乱挖现象；另外一方面从切实做到保护环境入手，加大推广顶管施工技术力度势在必行，可以预见未来的管线铺设技术将以顶管工艺为支撑。

参考文献：

[1][德]马·谢尔勒著，漆平生，杨顺喜，李周译.顶管工程[M].北京:中国建筑工业出版社.1983.

第6篇

【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）。

第7篇

关键词：顶管技术；给排水管道；施工方法

顶管技术(Pipe Jacking)也被称为液压顶管技术。该施工方法的实质就是，所要顶进的管道在主顶工作站的作用下(有时需要中间站或中继站辅助)，由始发并始发，顶进至目标井。在施工中，通过位于第一节管道的可控顶管机(或盾构机)，可以实现直线或曲线顶进，一般情况下，顶管机的操作和控制可以直接在地下的工作现场由操作人员来完成，特殊情况下(如微型隧道施工技术)，也可以通过位于地表的控制台进行遥控。本论文结合枫林机电工业园区排污干管及泵站工程，主要讨论在顶管作业施工过程中出现的一些具体的技术问题，值得施工技术人员重视，并以此和同行共享。

1顶管施工的特点

2顶管技术施工应用分析

2．1顶进管的选择

顶进管一般选用钢筋砼管，如没有腐蚀要求可选用钢管。钢筋砼管的规格设计、配筋和应力验算应遵守有关钢筋砼的标准和技术规程，特别是有关钢筋砼管的标准和技术规程。

2．1．1顶进管直径的选择。顶进管的直径选择是首先根据工程性质、工程需要确定内径，根据顶进管所受荷载确定砼管的配筋及壁厚，进而确定外径。因为顶管工程工作面上需要配备挖土工人，所以一般管内径不小于500mm。枫林机电工业园区泵站前污水重力流管道直径为d1350，适用于顶进管的直径选择范围。

2．1．2顶进管长度的选择。顶进管的长度

对顶管过程的可控性和经济性有很大的影响。在直线推顶的情况下使用长管可以减少装管的次数，取得良好的效果，但随着管长度的增长，如果偏离原定的路线，使之恢复正确路线要比使用短管更加困难。建造顶压坑时顶压坑的长度也要增大，挖坑、支护、回填、修复的费用将相应地增加。反之，在直线上推顶很短的管也较困难，因为短管比较容易向周围土层中挤入，致使整个管列呈蛇形弯曲，这便降低了管路顶进的可控性。

一般情况下，管长度须相对于管径来衡量，当L／D外≤1．10时，为短管；当L／D外=1．15时，为标准管；当L／D外≥2．10时为长管。枫林机电园区排污干管选择了长管顶管施工，选用泥水平衡封闭式顶管掘进机，可以很好的操纵遥控顶进工作，通过ISEKI专利的RSG双光靶方向控制系统，将顶进方向控制在10mm之内。

2．2顶管施工的前期准备

2．2．1现场平面布置。平面总体布置包括起重设备、自动控制室、料具间、管片堆场、拌浆棚及拌浆材料堆场、注水系统、弃土坑的布置等。始发工作井内安装发射架、顶管机、前顶铁、主推千斤顶、反力架等顶进设备，工作井边侧设置下井扶梯供施工人员上下。

2．2．2顶管机进、出洞处以及后靠土体加固。为确保顶管机出洞的绝对安全，在枫林机电园区排污干管的顶管施工工艺中，对后靠土体及进、出洞区域土体进行了高压旋喷桩加固。为防止顶管机进、出预留洞导致泥水流失，并确保在顶进过程中压注的触变泥浆不流失，在工作井安装了洞口止水装置，确保了工程顺利实施。

2．3顶管施工的工艺

顶管施工又称为顶进法施工，是指利用顶进设备将预制的箱形或圆形构造物逐渐顶入路基，以构成立体交叉通道或涵洞的施工方法。顶管施工需先在确定的管段之间设置工作井和接收井，然后在工作井内安装推力设备将导轨上的顶管机头推人土体，由机头导向，将预制的钢筋混凝土管向前顶进，前端土体通过工作井运出，最后完成管道铺设。

2．3．1顶管井的设计。顶管井分工作井与接收井两种，顶管井的建造结构有很多种类，一般使用钢筋混凝土结构。工作井的结构形式通常有单孔井和单排孔井。前者形状有圆形、正方形、矩形等，后者则大多为矩形，它们的结构受力性能由高至低依次为圆形-正方形-矩形。结构布置时，可在井内设置内支撑，改善结构受力。在建造过程中，工作井按双向顶进设计，与接收井间隔布置，间距与设计检查井间距一致，施工完毕，在工作井和接收井的位置上按设计要求做检查井。枫林机电院排污干管顶管施工共有顶管井为钢筋混凝土结构，共19座，接收井10座，工作井9座，间隔设置。

2．3．2顶管施工工序。①穿墙：打开穿墙闷板将工具管顶出井外，并安装穿墙止水装置，主要技术施工措施如下：a穿墙管内填夯压密实的纸筋粘土或低强度水泥粘土拌和土，以起到临时性阻水挡土作用；b．为确保穿墙孔外侧一定范围内土体基本稳定并有足够强度，工作井工具管穿墙前，对穿墙管外侧采取注浆固结措施；c．穿墙前对可能出现的问题进行分析并制定相应处理措施；d．闷板开启后迅速推进工具管，同时做好穿墙止水，本工程采用止水法兰加压板，中间安入20mm厚的天然优质橡胶止水板环，要求具有较高的拉伸率和耐磨性，借助管道顶进带动安装好的橡胶板形成逆向止水装置，应防止因穿墙管外侧的土体暴露时间过长而产生扰动流变。②顶管出洞：顶管出洞是顶管作业中一个很值得注意的问题，顶管出洞，即顶管机和第一节管子从工作井中破出洞口封门进入土中。开始正常顶管前的过程，是顶管技术中的关键工序，也是容易发生事故的工序。为防止管线出现偏斜，应采取工具管调零，在工具管下的井壁上加设支撑，在本工程中离接收井15m左右位置即加强对顶进轴线的观测，若发现顶进轴线偏差，立即用主顶油缸进行纠偏，工具管出洞前预先设定一个初始角弥补下跌等措施。③注浆减阻：在顶管施工中还有一个重要的技术措施就是通过压注触变泥浆填充管道周围的空隙，形成一道泥浆保护套，起到支撑地层，减少地面沉降，减少顶进阻力的作用。枫林机电园区排污干管属于长距离顶管，因此要进行注浆减阻。（注浆工序一般多应用于长距离顶管施工中。）在施工中，首先对顶管机头尾部压浆，并与顶进工作同步，然后在中续间和混凝土管道的适当位置进行跟踪补浆，以补充在顶进中的泥浆损失。④顶管纠偏：纠偏是指机头偏离设计轴线后，利用设置在后部的纠偏千斤顶组，改变机头端面的方向，减少偏差，使管道沿设计轴线顶进。本工程中，顶进纠偏是采用调整4台纠偏千斤顶组的方法，进行纠偏操作，若管道偏左则千斤顶采用左伸右缩，反之亦然。如果同时有高程和方向偏差，则应先纠正偏差大的一边。纠偏应做到在顶进中采用小角度分级逐步进行，勤调微纠。当顶管机头发生旋转时，可采取在管内的相反方向增加压重块或在中间站提供旋转纠正力矩等方法纠正。在施工中贯彻了勤测、勤纠、缓纠的原则，不剧烈纠偏，与顶管同步进行。

第8篇

关键词：市政给排水施工顶管技术应用

中图分类号：TU99 文献标识码： A

前言

在中国的很多大城市，随着城市发展的速度越来越快，当今时代我们城市现存的许多设施不能满足发展的需要，人们比以往更多地渴望在都市的良好环境下得到休息，更多地满足与协调他们的需求。传统的挖槽埋管地下管线施工技术由于对地面交通影响较大。使本来就拥挤繁忙的城市交通如同雪上加霜。同时给市民工作、生活带来许多不便。顶管技术就是在这种情况下发展起来的一种非开挖技术。加强对市政排水工程中的顶管技术的研究，有助于提高市政排水管道的施工质量，这对于市政排水管道的施工，对于城市人民生活水平的提高具有十分重要的作用。

一、顶管施工的定义

顶管施工就是非开挖施工方法，是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术。顶管法施工就是在工作坑内借助于顶进设备产生的顶力，克服管道与周围土壤的摩擦力，将管道按设计的坡度顶入土中，并将土方运走。一节管子完成顶入土层之后，再下第二节管子继续顶进。其原理是借助于主顶油缸及管道间、中继间等推力，把工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推进到接收坑内吊起。管道紧随工具管或掘进机后，埋设在两坑之间。

二、顶管施工的原理

顶管施工是继盾构施工之后而发展起来的一种地下管道施工方法，它不需要开挖面层，并且能够穿越公路、铁道、河川、地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等。顶管施工借助于主顶油缸及管道间中继间等的推力，把工具管或掘进机从工作井内穿过土层一直推到接收井内吊起。与此同时，也就把紧随工具管或掘进机后的管道埋设在两井之间，以期实现非开挖敷设地下管道的施工方法。

三、对顶进管以及设备的正确选择

一般来说，顶进管要选用钢筋砼管，如果没有腐蚀要求的话也可以选用钢管。对于钢筋砼管的规格设计、应力验算以及配筋必须要严格遵循有关钢筋砼管的标准及技术规程。首先，顶进管直径的选择。我们需要根据具体工程性质和工程需来确定顶进管的直径，需要根据顶进管所受荷载来确定砼管的配筋和壁厚，之后确定其外径。由于顶管工程的工作面上需要配备挖土工人，所以顶进管的内径一般不小于500mm。其次，顶进管长度的选择。顶进管的长度在很大程度上影响着顶管过程的可控性和经济性。在直线推顶的情况下，使用长管可以适当减少装管的次数并取得良好效果，但是随着长度的增加，一旦顶进管偏离了原定路线，那么使之恢复正确路线要比使用短管困难的多。

顶进设备主要包括千斤顶、高压油泵、顶铁、运土设施设备等。千斤顶是施工过程中主要的掘进设备，必须要根据计算和实际情况进行科学选择。另外工具管包括开挖舱和操作舱。

四、顶管技术在市政给排水工程中的应用

4.1、施工前的图纸审核工作.

工程施工前，应对设计文件、施工图纸等进行会审、查看核对。知道工程的特色、难点、要点；仔细听取设计人员的交底，体会设计目的，知道有关专业工种之间的合作需求；查看其是不是契合现场和施工的实践条件，设计深度是不是满意施工需求，尽量防止因设计忽略或考虑不周给后续施工带来对立和艰难，防止施工中呈现各种管道之同、管道与电缆、桥梁，管线与已建建筑物抵触等表象。对需求预留、预埋的内容，应在专业图纸上进行查漏补缺，纠正过错，清晰施工需求等等。

4.2顶管施工工序

4.2.1穿墙

打开穿墙闷板将工具管顶出井外，并安装穿墙止水装置，主要技术施工措施如下：a、穿墙管内填夯压密实的纸筋粘土或低强度水泥粘土拌和土，以起到临时性阻水挡土作用；b、为确保穿墙孔外侧一定范围内土体基本稳定并有足够强度，工作井工具管穿墙前，对穿墙管外侧采取注浆固结措施；c、穿墙前对可能出现的问题进行分析并制定相应处理措施；d、闷板开启后迅速推进工具管，同时做好穿墙止水，一般采用止水法兰加压板，中间安入20mm厚的天然优质橡胶止水板环，要求具有较高的拉伸率和耐磨性，借助管道顶进带动安装好的橡胶板形成逆向止水装置，应防止因穿墙管外侧的土体暴露时间过长而产生扰动流变。

4.2.2顶管出洞

顶管出洞是顶管施工过程中最容易出现问题的一个环节，所以需要对此施工步骤进行重点监控。第一，下管前要先对管的外观进行仔细检查，避免出现管子有破损、端面不平直、管壁有坑陷或鼓泡等问题。第二，对于检查合格的管子，可以用起重设备运到工作坑导轨上就位，但起重设备必须要在经过检查、试吊，确认安全之后方可下管。第三，将第一节管放在导轨上，要及时测量管中心及其前端与后端的管底高程，在确认安装合格之后方可顶进。第四，在顶进时可以将液压千斤顶作为主顶，在顶进开始之时，必须要缓慢进行，等待各接触部位实现密合之后，才可按正常速度顶进。如果在顶进过程中出现油路压力突然增高的现象，则应立即停止顶进，检查原因并及时处理之后方可继续顶进。另外在回镐时，必须要注意油路压力不能过大，速度不能过快。第五，在施工过程中要坚持顶进方向的准确性，避免管道偏离轴线。

4.2.3注浆减阻

在顶管施工中还有一个重要的技术措施就是通过压注触变泥浆填充管道周围的空隙，形成一道泥浆保护套，起到支撑地层，减少地面沉降，减少顶进阻力的作用。在施工中，首先对顶管机头尾部压浆，并要与顶进工作同步，然后在中续间和混凝土管道的适当位置进行跟踪补浆，以补充在顶进中的泥浆损失。注浆工序一般多应用于长距离顶管施工中。

4.3测量控制

（1）顶管工程的测量工作是整个顶管工程的关键，它的实施好坏将直接影响到管线的平顺，甚至影响施工的进度。因此需要精心实施，确保无误。

（2）顶管工程的测量包括高程测量和左右偏差测量两部分。

（3）高程测量较简单，在地面上将永久性水准引测至井边，通过垂直吊钢尺引测至井下，设临时水准点，再在管道内架设水准仪测至机关内标靶，即可知道机头高程偏差。此水准还可从机头测出来，闭合差按二级水准控制。

（4）左右偏差测量可在后座设一激光经纬仪，在满足通视的条件下，直接看机头内标靶就可知道左右偏差。

（5）进洞时严格控制轴线和标高，防止洞口止水圈漏水。

（6）严格控制顶管机在穿越过程中的纠偏量，以减少纠偏对土体的扰动，严格控制机头大幅度纠偏造成顶管困难，管节破裂。

结束语

综上所述，为了更好地满足城市居民的给水排水需求，提高市政给排水工程的施工质量，我们必须与时俱进，跟上科学技术发展的步伐，利用先进的技术和材料，不断改进排水工程的施工技术，提高给排水管道的施工技术水平。现代城市规划与建设中不可避免地将在地下铺设各种功能、直径不同的管道，为了不破坏施工现场周围环境，减少对车辆、行人出行不良影响，顶管施工技术在市政地下管网工程中得到广泛应用。与传统的挖沟埋管法相比，顶管施工技术是一种非开挖施工技术，具有了自身独特的优势。鉴于顶管施工技术在市政排水管道中的巨大作用和广泛应用，我们应该不断的加强对顶管施工技术的研究，促进市政排水管道施工的进步。

参考文献：

[1]吴殷健、Wu Yinjian，关于顶管技术在市政排水工程中的应用探讨[期刊论文]-价值工程2010，29（36）；

第9篇

关键词：顶管技术；市政工程；应用；施工工序

中图分类号：TU99 文献标识码：A 文章编号：

地下管网是城市基础设施的重要组成部分，日夜肩负着传送信息和能量的重要任务。为城市处理污水的系统、自来水、煤气、电力和通讯设施等等都属于地下管网之内，要对上述市政设施进行改建、新建、扩建，需要工程技术人员进行安全的管道安装。传统的挖槽埋管地下管线施工技术由于对地面交通影响较大，使本来就拥挤繁忙的城市交通如同雪上加霜，同时给市民工作、生活带来许多不便。市政工程如何使这些安装工程对城市的影响减至最小，如何尽可能减少对人们日常生活的影响。已经成了一个迫切解决的问题。

1 顶管施工的特点

顶管法又称为非开挖管道敷设技术，它具有不需要开挖面层，就能穿越地面构筑物和地下管线吸公路、铁路、河道的特点，相比开挖敷设技术，投资和工期将大大节省。概括起来，顶管施工技术具有几大方面的优点：施工面由线缩成点，占地面积小；地面活动不受施工影响，对交通干扰小；噪音和震动低，城市中施工对居民生活环境干扰小，不影响现有管线及构筑物的使用；可以在很深的地下或水下敷设管道，可以安全穿越铁路、公路、河流、建筑物，减少沿线的拆迁工作量，降低工程造价。

2 顶管技术施工应用分析

2.1 顶进管的选择

①顶进管直径的选择：顶进管的直径选择是首先根据工程性质、工程需要确定内径，根据顶进管所受荷载确定砼管的配筋及壁厚，进而确定外径。因为顶管工程工作面上需要配备挖土工人，所以一般管内径不小于500mm；

②顶进管长度的选择：顶进管的长度对顶管过程的可控性和经济性有很大的影响。在直线推顶的情况下使用长管可以减少装管的次数，取得良好的效果，但随着管长度的增长，如果偏离原定的路线，使之恢复正确路线要比使用短管更加困难。建造顶压坑时顶压坑的长度也要增大，挖坑、支护、回填、修复的费用将相应地增加。一般情况下，管长度须相对于管径来衡量，当L/D外≤1.10时，为短管；当L/D外=1.15时，为标准管；当IJD外≥2.10时为长管。

2.2 顶管施工的前期准备

①现场平面布置：平面总体布置包括起重设备、自动控制室、料具间、管片堆场、拌浆棚及拌浆材料堆场、注水系统、弃土坑的布置等。始发工作井内安装发射架、顶管机、前顶铁、主推千斤顶、反力架等顶进设备，工作井边侧设置下井扶梯供施工人员上下；

②顶管机进、出洞处以及后靠土体加固：为确保顶管机出洞的绝对安全，需对后靠土体及进、出洞区域土体进行高压旋喷桩加固。为防止顶管机进、出预留洞导致泥水流失，并确保在顶进过程中压注的触变泥浆不流失，必须在工作井安装止水装置。

2.3 顶管施工的工艺

2.3.1 顶管井的设计

顶管井分工作井与接收井两种，顶管井的建造结构有很多种类，一般使用钢筋混凝土结构。工作井的结构形式通常有单孔井和单排孔井。前者形状有圆形、正方形、矩形等，后者则大多为矩形，它们的结构受力性能由高至低依次为圆形一正方形一矩形。

2.3.2 顶管施工工序

①穿墙：打开穿墙闷板将工具管顶出井外，并安装穿墙止水装置，主要技术施工措施

1）穿墙管内填夯压密实的纸筋粘土或低强度水泥粘土拌和土，以起到临时性阻水挡土作用；

2）为确保穿墙孔外侧一定范围内土体基本稳定并有足够强度，工作井工具管穿墙前，对穿墙管外侧采取注浆固结措施；

3）穿墙前对可能出现的问题进行分析并制定相应处理措施；

4）闷板开启后迅速推进工具管，同时做好穿墙止水，本工程采用止水法兰加压板，中间安入20mm厚的天然优质橡胶止水板环，要求具有较高的拉伸率和耐磨性，借助管道顶进带动安装好的橡胶板形成逆向止水装置，应防止因穿墙管外侧的土体暴露时间过长而产生扰动流变。

②顶管出洞：顶管出洞是顶管作业中一个很值得注意的问题，顶管出洞，即顶管机和第一节管子从工作井中破出洞口封门进入土中。开始正常顶管前的过程，是顶管技术中的关键工序，也是容易发生事故的工序。为防止管线出现偏斜，应采取工具管调零，在工具管下的井壁上加设支撑，若发现下跌立即用主顶油缸进行纠偏，工具管出洞前预先设定一个初始角弥补下跌等措施。

③注浆减阻：在顶管施工中还有一个重要的技术措施就是通过压注触变泥浆填充管道周围的空隙，形成一道泥浆保护套，起到支撑地层，减少地面沉降，减少顶进阻力的作用。在施工中，首先对顶管机头尾部压浆，并要与顶进工作同步，然后在中续间和混凝土管道的适当位置进行跟踪补浆，以补充在顶进中的泥浆损失。注浆工序一般多应用于长距离顶管施工中。

④顶管纠偏：纠偏是指机头偏离设计轴线后，利用设置在后部的纠偏千斤顶组，改变机头端面的方向，减少偏差，使管道沿设计轴线顶迸。顶进纠偏是采用调整4台纠偏千斤顶组方法，进行纠偏操作，若管道偏左则千斤顶采用左伸右缩，反之亦然。

3 膨润土悬浮液在疏松土层中的应用

在无粘性的疏松土层中以及在粘性很小的土壤中，例如在砂砾土中，若不采取其它辅助措施，土层由于本身极不稳定，以致在刃脚推进之后立刻就会坍落在管壁上。所以对这类土壤来说，膨润土悬浮液的支承作用尤其具有重要意义。为了起到这种支承作用，先决条件是要尽可能准确地掌握膨润土悬浮漓在砂砾上中的特性。膨润上悬浮液将渗人土层的孔隙内，充满孔隙，并继续在其中流动。流速取决于孔隙的横断面与悬浮液的流变特性。因此为了在同样的压浆压力下达刭相同的渗入深度，在孔隙横断面很小的细粒土层中便需要低流限的悬浮液，面孔隙横断面较大的粒粒土层则需要高流限的悬浮液。在克服流动阻力的过程中，压浆压力随着渗入深度的增加而成比例地衰减，所以相应每一种压浆压力，都有一个完全确定的渗入深度。

4 顶进管在膨润土悬浮浪中受到的浮力

5 结语

[参考文献]：

第10篇

【关键词】顶管技术；市政工程；应用；施工工序

城市化建设是我国现阶段发展的主旋律，建设美好家园是我们每个人的心愿，城市服务功能的构成离不开市政工程的发展，市政工程与人们的生活息息相关，所以在市政工程施工中运用先进的技术是保障市政工程质量，提高人们生活质量的重要手段。

一、顶管技术概述

顶管技术是一项用于市政施工的非开挖掘进式管道铺设施工技术。优点在于不影响周围环境或者影响较小，施工场地小，噪音小。而且能够深入地下作业，这是开挖埋管无法比拟的优点。但是顶管技术也有缺点，施工时间较长，工程造价高等。

目前世界上的顶管技术已经发展到了十分成熟的阶段，各种各样的顶管方式方法出现。但是，万变不离其宗，顶管施工技术的原理都是一样的。一般都是垂直地面做工作井，然后用高压液压千斤顶，将水泥或者钢制管道顶入地下，各种技术的差别就在于运输管道内挖掘出来的泥土，石头等渣子的方法，有人工的，有水抽式的，先进的还有遥控的。

二、顶管技术要点

总之顶管是一项不容易施工好的工程，也是一种不太为人知的工程。

1.就是非开挖施工方法，是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术。

非开挖工程技术彻底解决了管道埋设施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等难题，在稳定土层和环境保护方面凸显其优势。这对交通繁忙、人口密集、地面建筑物众多、地下管线复杂的城市是非常重要的，它将为城市创造一个洁净、舒适和美好的环境。

非开挖技术是近几年才开始频繁使用的一个术语，它涉及的是利用少开挖，即工作井与接收井要开挖，以及不开挖，即管道不开挖技术来进行地下管线的铺设或更换，顶管直径DN800―4500。通过工作井把要埋设的管子顶入土内，一个工作井内的管子可在地下穿行1500米以上，并且还能曲线穿行，以绕开一些地下管线或障碍物。

它的技术要点在于纠正管子在地下延伸的偏差。特别适用于大中型管径的非开挖铺设。具有经济、高效，保护环境的综合功能。这种技术的优点是：不开挖地面；不拆迁，不破坏地面建筑物；不影响交通；不破坏环境；施工不受气候和环境的影响；不影响管道的段差变形；省时、高效、安全，综合造价低。

该技术在我国沿海经济发达地区广泛用于城市地下给排水管道、天然气石油管道、通讯电缆等各种管道的非开挖铺设。它能穿越公路、铁路、桥梁、高山、河流、海峡和地面任何建筑物。采用该技术施工，能节约一大笔征地拆迁费用、减少对环境污染和道路的堵塞，具有显著的经济效益和社会效益。

三、顶管技术施工应用分析

1 顶进管的选择顶进管一般选用钢筋砼管，如没有腐蚀要求可选用钢管。钢筋砼管的规格设计、配筋和应力验算应遵守有关钢筋砼的标准和技术规程，特别是有关钢筋砼管的标准和技术规程。①顶进管直径的选择：顶进管的直径选择是首先根据工程性质、工程需要确定内径，根据顶进管所受荷载确定砼管的配筋及壁厚，进而确定外径。因为顶管工程工作面上需要配备挖土工人，所以一般管内径不小于500mm；②顶进管长度的选择：顶进管的长度对顶管过程的可控性和经济性有很大的影响。在直线推顶的情况下使用长管可以减少装管的次数，取得良好的效果，但随着管长度的增长，如果偏离原定的路线，使之恢复正确路线要比使用短管更加困难。建造顶压坑时顶压坑的长度也要增大，挖坑、支护、回填、修复的费用将相应地增加。

一般情况下，管长度须相对于管径来衡量，当L/D外≤1.10时，为短管；当L/D外=1.15时，为标准管；当IJD外≥2.10时为长管。

2 顶管施工的前期准备 ①现场平面布置：平面总体布置包括起重设备、自动控制室、料具间、管片堆场、拌浆棚及拌浆材料堆场、注水系统、弃土坑的布置等。始发工作井内安装发射架、顶管机、前顶铁、主推千斤顶、反力架等顶进设备，工作井边侧设置下井扶梯供施工人员上下；②顶管机进、出洞处以及后靠土体加固：为确保顶管机出洞的绝对安全，需对后靠土体及进、出洞区域土体进行高压旋喷桩加固。为防止顶管机进、出预留洞导致泥水流失，并确保在顶进过程中压注的触变泥浆不流失，必须在工作井安装止水装置。

3 顶管施工的工艺：顶管施叉称为顶进法施工，是指利用顶进设备将预制成椭圆形或圆形构造物逐渐顶入路基，以构成立体交义通道或涵洞的施工方法。顶管施工需先在确定的管段之间设置工作井和接收井，然后在工作井内安装推力设备将导轨上的顶管机头推入土体，由机头导向，将预制的钢筋混凝土管向前顶进，前端土体通过工作井运出，最后完成管道铺设。

3.1 顶管井的设计：顶管井分工作井与接收井两种，顶管井的建造结构有很多种类，一般使用钢筋混凝土结构。工作井的结构形式通常有单孔井和单排孔井。前者形状有圆形、正方形、矩形等，后者则大多为矩形，它们的结构受力性能由高至低依次为圆形一正方形一矩形。

3.2 顶管施工工序 ①穿墙：打开穿墙闷板将工具管顶出井外，并安装穿墙止水装置，主要技术施工措施如下：1）穿墙管内填夯压密实的纸筋粘土或低强度水泥粘土拌和土，以起到临时性阻水挡土作用；2）为确保穿墙孔外侧一定范围内土体基本稳定并有足够强度，工作井工具管穿墙前，对穿墙管外侧采取注浆固结措施；3）穿墙前对可能出现的问题进行分析并制定相应处理措施；4）闷板开启后迅速推进工具管，同时做好穿墙止水，本工程采用止水法兰加压板，中间安入20mm厚的天然优质橡胶止水板环，要求具有较高的拉伸率和耐磨性，借助管道顶进带动安装好的橡胶板形成逆向止水装置，应防止因穿墙管外侧的土体暴露时间过长而产生扰动流变。②顶管出洞：顶管出洞是顶管作业中一个很值得注意的问题，顶管出洞，即顶管机和第一节管子从工作井中破出洞口封门进入土中。开始正常顶管前的过程，是顶管技术中的关键工序，也是容易发生事故的工序。为防止管线出现偏斜，应采取工具管调零，在工具管下的井壁上加设支撑，若发现下跌立即用主顶油缸进行纠偏，工具管出洞前预先设定一个初始角弥补下跌等措施。③注浆减阻：在顶管施工中还有一个重要的技术措施就是通过压注触变泥浆填充管道周围的空隙，形成一道泥浆保护套，起到支撑地层，减少地面沉降，减少顶进阻力的作用。在施工中，首先对顶管机头尾部压浆，并要与顶进工作同步，然后在中续间和混凝土管道的适当位置进行跟踪补浆，以补充在顶进中的泥浆损失。注浆工序一般多应用于长距离顶管施工中。④顶管纠偏：纠偏是指机头偏离设计轴线后，利用设置在后部的纠偏千斤顶组，改变机头端面的方向，减少偏差，使管道沿设计轴线顶迸。顶进纠偏是采用调整4台纠偏千斤顶组方法，进行纠偏操作，若管道偏左则千斤顶采用左伸右缩，反之亦然。

第11篇

关键字：地下工程施工技术现状分析信息化设计

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

自21世纪以来，我国地下工程建设项目数量不断增多，建设规模不断扩大。此外，地下工程建设不仅包括民间个人行为，也包括政府行为，例如南水北调工程、青藏铁路工程等，这些工程中隧道工程占据的比例相当大。与此同时，城市高层或超高层建筑的发展，其地下部分多配备有停车场或商场等。以上所谓的个人行为或政府行为均涉及到地下工程问题，且其施工质量及施工安全均牵绊着每一个社会人的心。本文就地下工程施工技术的现状及发展予以讨论。

一、地下工程施工技术的发展现状分析

经过多年的研究与努力，我国地下工程施工技术或方法的发展令人欣慰。目前，地下工程主要施工技术包括盾构法（泥水平衡盾构/气压平衡盾构/土压平衡盾构）、新奥法、TBM法、浅埋暗挖法、非开挖施工、顶管法、沉管/沉井/沉箱法、ECL法、明挖法/盖挖法等。本章节就沉井法施工技术、顶管法施工技术、盾构法施工技术及新奥法设计新技术展开讨论，以探明我国地下工程施工技术的发展现状。

（一）沉井法施工技术

沉井法施工技术在我国地下工程建设中的应用时间较长，但就现代地下工程建设中，沉井法施工技术的应用范围依然较广。沉井法施工技术的优点包括：技术简单、占地面积小、挖土量少、造价低等。此外，沉井结构可用作地下构筑物的围护结构，这样一来，沉井结构的内部空间亦可被利用。钻吸法沉井新工艺是传统沉井法施工技术的创新，其由上海隧道工程公司首创。中心岛式槽挖法也是基于传统沉井法发展而来，其亦是由上海隧道工程公司首创。实践证明，钻吸法沉井新工艺及中心岛式槽挖法在地下工程的应用具有可行性。

（二）顶管法施工技术

水下长距离顶管施工方法是在地下水位以下直接长距离顶进管道，该施工技术的优点包括：无需在水下开挖土方或挖槽、无需任何降低水位的辅助措施、造价低、施工速度快、降低特殊环境中的施工难度系数等。现阶段，水下长距离顶管施工技术在国外多个国家亦得到了广泛的应用。随着地下工程施工规模的扩大及施工要求的提高，我国钢质管道长距离顶进施工方法取得了新的突破，并在实际的工程施工中取得了成功。

（三）盾构法施工技术

盾构法施工技术多用于隧道掘进施工中，尽管其起步较晚，但其发展速度较快，则其发展前景一片光明。就盾构法施工技术掘进隧道而言，占据世界前两位位的国家包括：日本、德国，该两国的盾构法施工技术的发展水平相当高。盾构掘进隧道对施工环境的适应能力加强，特别是施工难度系数较大的纵长地下结构，亦可正常施工，且其覆盖层浅，尽管在含地下水的底层或稳定性较差的底层施工，其均不会引发大面积沉陷或地表断裂。根据盾构法施工技术的施工特点，其亦可用于高压强地层或松散土质的底层（例如：流动地层或软塑性地层等）。此外，盾构法施工技术在暂时稳定的地层亦可正常施工作业，但此时的盾构仅发挥顶部保护作用。总而言之，盾构法施工技术的应用前景一片光明。就盾构法施工技术的优点及缺点进行归纳总结，如下表所示：

（四）新奥法设计新技术-典型类比分析法

新奥法设计新技术-典型类比分析法源自于对工程实践的总结，其首创者为中国学者李世辉。实践证明，新奥法设计新技术-典型类比分析法适应中国国情，且其应用效果较佳。典型类比分析法属于一项初步的综合集成技术，其是用于预测与控制一种具有开放性的复杂巨系统在特定时刻的行为。此类开放的复杂巨系统的特点包括：信息不完全、不一致且不确定，数据匮乏、机理不清，不支持从整体角度使用理论分析方法进行描述、预测或控制；系统整体行为，允许通过量测个别宏观参数来实现有效控制等。

典型类比分析法组成成分包括典型分类与类比、个体测试数据、理论分析等子系统，且三者间存在相互渗透的关系。典型类比分析法在获取、表达或处理信息时主要借助计算机技术的特点知识，其亦是一种人机结合的智能化系统。

二、地下工程信息化设计施工技术

地下工程的稳定性与岩土体材料的物理力学特性、地下水作用、围岩构造等因素有关。现有设计方法多以事先确定的影响因素为基础创建数学及物理模型，并以各数值方法及解析方法等为手段对工程的稳定性予以判断，从而得到最优开挖方案。实践证明，该设计方法受到岩土体、地应力的分布及岩土应力与渗流间的耦合关系制约。通过对现有地下工程施工技术设计方法存在的局限性的分析，地下工程信息化设计应用而生。

研究结果表明，若把地下工程信息化施工技术结合原有计算方法及计算模型使用，有助于把各自的优点充分发挥出来。地下工程信息化设计融合了力学计算、监测技术及经验评估等，其是一种以施工监测、监测信息为显著特征的地下工程设计方法。该设计方法可对围岩开挖过程的稳定性及支护过程的施工状态予以全程监控，并将获取到的信息准确记录下来。这样一来，工作人员仅需对相关信息予以分析研究，便可准确掌握支护的作用及围岩的稳定性，并获取支护参数及围岩参数，从而为设计决策技术施工决策提供参考依据。此外，在地下工程信息化施工阶段，量测信息可对围岩的物理力学参数予以反演计算，从而对地质信息的正确性予以检验，再通过反演分析法获取围岩力学参数，并利用有限元等数值方法计算分析围岩的稳定性，以此对工程后续施工发挥指导性作用。地下工程信息化设计技术包括信息采集-施工监测、信息处理-反演分析、信息反馈-稳定分析等三个环节。

三、结束语

综上所述，我国地下工程施工技术或方法多样，且经过多年的研究及努力，我国在部分施工技术方面已经取得了较大的突破，特别是盾构法等应用前景较广的施工技术，对其的研究及创新应该进一步加强。此外，就地下工程施工技术设计方法而言，地下工程信息化施工技术在确保地下工程施工安全及施工质量方面具有重要的作用，值得我国地下工程施工企业深入研究及广泛应用。在研究及发展地下工程施工技术时，应该始终坚持“安全可靠、技术可行、环境良好、经济合理”的原则及理念，对各种可能技术手段予以灵活搭配、综合运用，以适应我国地下工程综合化、大型化、复杂化、深层化的发展趋势。

参考文献：

[1] 钱七虎,戎晓力.中国地下工程安全风险管理的现状、问题及相关建议[J].岩石力学与工程学报,2008,27(4):649-655.

[2] 陈锋.我国城市地下工程施工技术的研究现状及发展趋势[J].城市建设理论研究（电子版）,2012,(10).

[3] 梁波,洪开荣,梁庆国等.城市地下工程施工技术在我国的现状、分类和发展[C].//中国土木工程学会第十三届年会暨隧道及地下工程分会第十五届年会论文集.2008:20-26.

第12篇

【关键词】：市政道路，污水管，顶管技术，施工

中图分类号：TU99 文献标识码：A 文章编号：

引言

顶管技术是一种非开挖式的施工技术，与传统的施工技术相比而言，给地面的活动带来的影响较小，如果施工控制严格的话，就可保证交通畅通无阻，人们正常活动，尤其是在穿越公路、建筑物等是就可减少沿线的拆迁工作量，节约时间与资金的投入，在一定程度上降低了工程造价，因此，顶管技术在市政污水管道的施工中得到了广泛的应用。

一、顶管施工的特点

顶管法又称作非开挖式的管道敷设技术，它并不需要一定的开挖面层，就可以穿越地面构筑物及地下管线等的特点，与开挖敷设技术相比，将大量节省投资和工期。与此同时，由于施工面是由线缩成点，占地面积较小；噪音、震动较低，不影响现有管线和构筑物的正常使用，因此属于真正的无污染、高效率的施工技术。施工方案应注意的问题：

1、在开挖施工时，由于市政管道穿越市政各种建筑物，因此为避免不必要的麻烦，大多数都应沿路铺设。但是在非主干道、路边不大影响交通的情况下可以采用明挖施工。

2、顶管施工，如果市政管道在跨路施工开挖时，可能会影响到交通，那么顶管施工是一种很好的可行性方案。顶管施工从考虑人员在管道内施工作业考虑，管径一般在0.8m以上。

二、顶管施工的前期准备

1、现场的平面布置

平面的总体布置主要有自动控制室、起重设备、拌浆棚及拌浆材料堆场、注浆系统、弃土坑的布置等。在进行顶管施工之前井内应该安装发射架、顶管机、前顶铁、主推千斤顶、反力架等进行顶进的设备，在工作井的边侧应该设置下井扶梯。

2、顶管机进、出洞处以及后靠土体加固

为了保证顶管机出洞的安全性，就需要对后靠土体和进、出洞区域土体进行相应的加固，而加固的方法主要有以下几种（1）高压旋喷桩加固混凝土后背墙；（2）堆土反压法。为了防止顶管机进以及出预留洞发生泥水流失，且在顶进的过程中压注的触变泥浆不会流失，则必须在工作井的洞口安装止水装置，以保证工程顺利实施。

3、顶管施工主要设备

顶管管道通常在淤泥质的砂和粘土层中进行顶进，在施工现场无法采用明沟开挖埋管施工而管道沿线又无其它建筑物基础的时候就应该采用顶管管道，管道的直径最好大于800mm。在此前提下，应根据管道材料、管径的大小、土体摩阻力计算顶进机具和千斤顶的大小个数和反力墙、起重设备。

4、机械设备的交班检查

在进行管道的顶进之前，机械工人就需要进行交接班得相关手续，将在机器设备的运转情况的有关记录表交给下一个班组的机械工以便其在下一道工序中的记录，并需要进行口头的设备运转状况的交班，刚上班的机械工需要对控制台、各个泥浆泵、管道、测量系统、工具头等进行例行检查。

三、顶管技术施工措施

1、止水圈

就泥水平衡式的顶管机而言，在顶管机通过洞口进入土体的过程中，如果顶管机与建筑空隙的止水密封性能不好的话，不仅会使开挖面的土体失去平衡，而且极易导致泥水的流失，从而造成顶管机周围的土体损失，引起严重的洞口土体的塌方，因此为避免上述情况的发生就必须在洞口设置密封性能好的止水圈。

止水圈主要是由压环、压板以及橡胶圈组成，止水圈的安装首先应该打好膨胀螺丝，紧接着将橡胶圈牢牢地套在膨胀螺丝上，然后将压环压在橡胶圈的上面，最后一步就是将压板压在压环上后上紧螺丝即可。一般情况下压板需要有36块，可以沿径在50mm内进行移动，这样就可以控制橡胶圈的压紧程度。

2、材料

通常，材料都选用粘土及膨润土等材料来制作成泥浆液体。若采用膨润土制成的材料，其泥浆浓度应该保持在5-15%，必须使膨润土泥浆随顶管机慢慢向前移动，形成连续的环状浆套。出洞的时候，在洞口土体较稳定的情况下，可以降低材料的浓度，在离洞口大约有6m的时候，就选择清水把泥水压力降到最低点，以免由于正面的土压力减小，因为过大的泥水压力会使洞口的土体发生扰动。

3、注浆减阻

在顶管的施工过程中有一个非常重要的技术措施，即注浆减阻。该技术主要是通过压注触变泥浆来填充管道周围留有的空隙，使之形成一道泥浆保护套，从而起到支撑地层、减少地面沉降以及减少顶进阻力的作用。注浆减阻的措施适用于长距离的顶管施工。

4、校正顶进偏差

在顶进的过程中常常会出现10mm左右的管位偏差，此时就应立即进行校正。纠偏校正要缓慢的进行，使管子逐渐复位，不能猛纠硬调。若在施工过程中同时存在高程和方向偏差，就应先纠正偏差大的。纠偏时应该做到在顶进中采用小角度逐步进行，勤调微纠。如果顶管机头发生旋转，就可在管内相反方向增加压重块或在中间站提供旋转纠正力矩。

5、挖土校正法

当顶进的偏差值10～20mm时就应该采用挖土校正法。在管子偏向设计中心左侧的时候，就可以在管子的中心右侧进行适当的超挖，而在偏向管子中心—侧的地方可不挖或者留台，使管子在继续顶进中，逐渐校正到设计的位置。

6、顶木校正法：如果偏差较大或采用挖土校正无效的时候，就要采用圆木或者方木，将其一端顶在管子偏向一侧的内管壁上，而另一端则支撑在垫有木板的管前土层上，同时开动千斤顶，充分利用顶木产生的分力，将管子的位置进行校正。

四、顶管井

1、顶管井开挖注意事项

（1）每个顶管井采用一台抓斗挖土机进行作业。

（2）开挖的时候必须预留相应的土方进行人工开挖，以避免基底土壤受到干扰发生移动。

（3）在开挖过程中如果发现地址情况异常或与设计图纸的不相符时，应该立即向监理工程师及设计单位汇报等待处理。

（4）开挖时要随时保持警惕，及时对开挖尺寸和土体质量进行检查，严格按照施工图纸进行边坡的整修、夯实。

（5）基坑的底部应该沿着四周设置2%坡度的排水沟，四角设置集水坑，集水坑的深度要比四周的沟深500mm，并且应及时将集水坑内的水排入下水道。

（6）由于夏秋季节雨水期较多，因此就应该及时做好防雨的准备，避免雨水冲刷边坡及侵蚀基底的土壤。

2、顶管井的施工

当土方开挖完成后就可以对顶管井进行施工了，其施工主要涉及到钢筋工程、模板工程以及混凝土工程,在此主要介绍顶管井施工的要点。就钢筋工程而言，在遇到洞口及相邻墩墙时必须按相关规范进行加强处理，构件受拉区的同一截面钢筋接头的数量不能超过钢筋总数的50%，接头之间应该相互的错开，间距大于钢筋直径的35-40倍，并且接头和相邻钢筋之间的净间距应该大于混凝土骨料的最大粒径。而模板工程则采用钢管扣件进行支撑，模板的设计、制作、安装则必须按照混凝土的浇筑和振捣要求进行作业。模板之间的接缝应该平整严密，保证在浇筑混凝土时不漏浆。当混凝土达到设计规范的强度是就可拆模,应该遵循这样的原则：先支的后拆，后支的先拆，非承重的先拆，承重的后拆。在浇筑混凝土井壁时，应该从两边向中间逐渐浇筑的顺序进行作业，以防止模板吸水膨胀，造成壁板弯曲变形。

结束语

综上所述，就是顶管技术在市政道路污水管道中的应用。当然就目前而言该技术还不是很完善，相信随着科学技术发展步伐的不断加速，顶管的施工技术一定会达到巅峰。

参考文献：

[1]王义强，《顶管技术在管道施工中的应用》，《西部探矿工程》，2006.7

[2]任凤鸣、袁兵，顶管技术在城市环境保护中的应用[J].湖南师范大学自然科学学报，2007，（01）

[3]张传安.软土地区双排大口径顶管施工技术[J].铁道标准设计，2009（3）.

第13篇

关键词：开槽敷管法；顶管法；展望

Abstract:Slot pipe method and pipe jacking method can be adopted in the underground pipeline engineering construction.These two methods are chosen because the embedded depth of groundwater development situation and the buried depth and project cost in the urban area pipeline engineering construction,after studying a large number of engineering examples, the two construction methods are compared and summed, and the construction of pipe jacking construction method and matters needing attention are expounded emphatically,some new ideas and suggestions on its construction and several aspects should pay attention on the future development are proposed.

Key words:slot pipe method;pipe jacking method;prospect

中图分类号：P756.2文献标识码： A 文章编号：

1.开槽敷管法

开槽敷管法常被人们称为传统的或通用的管道施工方法，也是地下管道埋设的最基本的方法，其施工方法是先将地表挖开，形成基坑，然后埋设管道，完成后再填土。在实际工程中，要埋设的地下管道沿线往往有道路或建(构)筑物，采用开槽埋管就会对已有建成设施产生破坏，并且还会有额外的拆迁费或重建费用，尤其当管道埋深较大，现场遇不良地质条件，且深挖的坑槽临近重要建成建(构)筑物设施时，一般性的槽壁支挡措施就难以确保施工的安全，严重的甚至危害建成设施。并且在施工过程中，不仅要在工作坑有支撑，还需做沿线支撑，浪费大量木材，产生较大的经济损失。进行沟槽开挖和回填时，要开挖大量的土(石)方，并需要临时存放的场地，具有占地面积大的缺点。穿越铁路、公路、河流、建筑物等障碍物时沿线拆迁工作量较大，浪费资金和时间，增加了工程造价。从环境影响上分析，这种传统的“开膛破肚”技术施工噪音大，对周围环境影响较大。

这种施工方法污染环境，断绝交通，提高了工程造价，给工农业生产和人民生活带来极大不便。

2.顶管法

2.2顶管施工法

顶管施工法是最早用在排水工程施工中的一种非开挖施工方法，起源于美国。它是继盾构法之后发展起来的一种地下管道施工方法。最初，顶管施工法主要用于跨越孔施工时顶进钢套管，随着技术的改进，顶管法也可用于无套管情况下顶进永久性的公用管道，其主要是重力管道。

2.2.2施工的顶进速度

顶进速度的快慢对土体扰动的影响不同。一般顶进速度较快时，配合的出土速度和出土量得到提升，但土体受到的扰动也较大，所需要的后期稳定时间就较长；相反，顶进速度较慢时，出土速度以及出土量下降，对开挖面前方的土体的切削影响较小，土体扰动相应减小。

在顶进速度较快时，若监测到土体有较大的沉降扰动，可以对其扰动较大区域进行注浆

加固，直至土体稳定为止。顶进速度较慢时，就会有相比充分的时间进行相应的施工措施，施工补救和加固也会产生有利的作用，相应的施工工期就会延长。

所以，在施工时应根据具体的土体性质制定合理的施工规划，选择合适的施工速度。

2.2.3对减阻泥浆的设想

随着顶管法在不同施工环境下的不断改进和发展，减阻泥浆在顶管施工技术中的作用

也得到了设计专家的重视。顾名思义，选用减阻泥浆主要就是为了减少顶进阻力，其具体应用及原理是顶进时通过管节上压浆孔，向管道外壁注入一定量的减阻泥浆，在管道形成一个泥浆套，顶管顶进时在泥浆中形成一组剪切面，从而减少顶进时的顶力。但是在施工中经常会发现顶力依旧很大，有时还会发生工作井因承受不了顶力而导致井壁损坏，施工速度减慢，施工成本增加。

通常研究人员会采取增加膨润土的注浆量和次数等措施来解决这类问题，但最终也达不到较为理想的效果。除了增加膨润土的注浆量和次数，还可以考虑在泥浆里添加部分特殊材料或者直接更改泥浆使用一种新型材料发挥减阻作用。这种新型材料可以由滑材、高分子聚凝剂、氧化镁和水按一定比例配方组成，不同的土质，应采用不同的配方，这种有针对性的选用，才能满足不同的需要。国内已有少部分工程对泥浆的材料进行了改良，泥浆的减阻效果十分明显，为顶进施工的顺利进行创造了有利的条件。

2.2.4地质雷达在施工检测中的应用

顶管施工过程中会导致围岩振动，产生引起地面塌陷的隐患。利用地质雷达研究引起地

面塌陷隐患的位置及规模，可以有效的制定治理方案。

探地雷达是一种高频广谱的电磁探测技术，通过向地下发射电磁波，接受地下电性界面的反射、散射回波，分析回波的波形、波幅、旅行时，推断地下介质的结构。通过地质雷达记录的数据进行处理和对异常图像的识别来进行顶管检测，发现顶管施工过程中所产生的隐患，包括围土中强扰动、空洞、坍塌疏松等，进而采取相应的措施解决。

随着微电子技术、数据处理技术的不断发展，地质雷达资料的解释会更加精确，检测效果会更加明显，建议在顶管检测技术中推广。

2.2.5顶管法展望

经过最近几年非开挖技术的发展和应用来看，顶管法技术非常适合于城市排水管道的铺设、更换及修理。但在工程施工方面以及材料和设备的研究、施工部门等方面，我们还有很多的工作要做：

1）目前，我国的顶管法施工主要针对的是地下管线的铺设，随着社会科技与经济的发

展，地下管线的更换和修复工程也将会逐渐增多，这就要求研究人员加强对管线更换和修复方面的研究；

2）在人员组合上存在着失衡现象，缺乏懂得现代管理和经营的人员。增强施工人员的对顶管法的掌握度；

3）要增大对顶管法开挖设备的开发投入。由于大多数的顶管开挖设备大多采用德国、日本等发达国家的进口设备，所以要致力于使设备国产化；

4）使设计尺寸和施工设备模数化，设备能够被充分利用，促进顶管开挖的产业化；

5）应尽量成立明确的行业目录和行业主管部门；

6）在施工过程中，应充分重视采用信息化施工。严格执行对工程的监测，以便于指导施工，实施控制，防止施工事故的发生，并且能为今后的工程实践提供有价值的经验和第一

手资料。

3.结语

本文对开槽敷管法和顶管法进行了比较总结，并且针对顶管法的施工，阐述了顶管法施工速度与周围土体之间的相互影响，提出了：a.对减阻泥浆材料改进的设想，即可以在距离较长管道施工时能够减小顶进时的顶力；b.在施工过程中应推广地质雷达对所产生隐患的检测，并对顶管法未来的发展提出几个需要注意的问题。顶管法作为高新技术产业，既降低成本，又便利交通，将在未来的城市建设中担任重要的角色。

参考文献：

[1]陈家骏，非开挖技术在排水工程中的应用研究，申请同济大学工程硕士学位论文，2008-3

[2]王义强，顶管技术在管道施工中的应用，2006年第7期

第14篇

Abstract: Through summarizing the application of long-range large diameter pipe jacking in hydraulic engineering practice, this paper analyzes the characteristics and applicability of different pipe jacking method, and proposes the measures to solve the common problems in construction, so as to further improve the design and construction level of pipe jacking.

关键词：大口径顶管技术；应用；设计；技术措施

Key words: large diameter pipe jacking technology；application；design；technical measures

中图分类号：TV5 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2014）23-0122-02

0引言

顶管施工是继盾构施工之后而发展起来的一种地下管道施工方法，它是借助顶推装置，在工作井内（地下）将管道逐节顶进的非开挖管道施工技术，具有不需要开挖面层而能够穿越河川、铁道、公路、地面建筑物、地下构筑物以及地下管线等优点，近年来在我国逐步推广应用。随着大直径、长距离顶管技术逐渐成熟，其在水利工程上也正在逐步采用，但就我省水利工程而言，使用该技术起步较晚，应用实例不多，经验相对缺乏。鉴于这些情况，总结通榆河送水工程灌河地涵顶管成功的设计和施工实践经验，为顶管技术在我省水利工程中应用起到推广作用。

1工程概况

灌通榆河北延送水工程利用通榆河中段工程和连云港疏港航道，增加一条向连云港市供水的新通道，提升连云港市经济社会发展的水资源保障能力。灌河地涵位于江苏省响水县和灌南县，设计流量为50m3/s，是通榆河北延送水工程的重要组成部分，其工程任务是将南边来水通过地涵穿越灌河北送。

地涵位置处灌河河口宽约340m，河底高程-8.0m。其下10m深的范围内分布了③2重粘土、④粉质粘土、⑤3重粉质砂壤土、⑥1粉质粘土、⑥2粉砂、⑦2重粉质壤土、⑧轻粉质砂壤土层，其中⑤3、⑥1、⑥2、⑦2、⑧土层含砂礓，粒径一般在1～3cm，少数砂礓盘达20cm，砂礓含量10～20%左右，局部达40%。顶管所穿过的土层主要为⑥1、⑥2、⑦2层。管顶管底局部碰及⑤3、⑧层，顶管主要座落在⑦2、⑧层。⑤3、⑥2、⑧土层具有中等透水性，为承压含水层，地下水压力高达20m左右，且受灌河潮位影响。

2工程设计

灌河是无控制的一条天然入海潮汐河道，全长74.5km，它既是沂南地区排水入海的重要河道，又是一条重要的航运通道，因此灌河地涵的设计方案须以灌河不断流而能顺利实施为前提。通过对顶管、沉管以及较为常规的半幅施工方案进行比选，最终选用了顶管设计方案。

地涵主体由上下洞首、收缩（或扩散）段、沉井及内部斜管段、井间主涵管这几部分组成。地涵断面详见图1。

其中：主涵管长450m，采用4根内径ϕ3.5m钢筋混凝土预制顶管，其轴线采用直线布置，顶管间距9m；管中心高程-15.55m，管顶覆土厚度5.0~21.5m。顶管管节长度2.5m，壁厚0.35m，两端分别预埋钢套环和钢环，预留压浆孔和起吊孔，管节间接头为F型承插式。

顶管施工的工作井和接收井均为钢筋混凝土沉井，平面尺寸37×22.5m，井内设纵隔墙1道、横隔墙3道，共有8个井格，两沉井的前排（临河侧）井格分别作为顶进井格和接收井格，井格宽度为7.6m～8.0m，长度为9.15m。沉井底板面高程为-18.6m，操作空间高度为0.65m。工作井后排井格内均设两道传力隔墙，以使顶推力传至工作井后井壁。

3顶管施工方法的特点和适用性分析

本工程顶管施工有两个特点：一是地质条件复杂，顶管范围内存在几种不同土质的土层，土层不厚而多有起伏，均含砂礓，各层砂礓含量不一，一般在5%～30%之间，粒径在0.5～3cm左右，每一层的砂礓分布不均，局部含量达40%。二是存在承压含水层，地下水压力高，且受灌河潮位影响。因此不论何种施工方式，都必须以满足本工程的要求为前提。

顶管施工方法就大的方面来说目前有三种：气压平衡式、土压平衡式和泥水平衡式，这三种方法的工作原理、优缺点以及本工程的适应性分析见表1。

通过以上分析，结合本工程水文、地质条件，实际施工中采取了泥水平衡式施工方法。

4顶管机头和选型及主要设备配置

顶管机头选用泥水平衡顶管机，油缸组装备顶力18000kN，选用双作用双冲程等推力油缸6只，每只油缸最大推力3000kN。施工时最大顶力采用装备顶力的90%，经计算，最大顶进长度约为170m。

由于顶管长450m，属长距离顶管，为减小顶进力，设置中继间，中继间采用二段一铰可伸缩的套筒承插式结构，长度约2m，外形几何尺寸与管节相同。中继间装备顶力采用15000kN，施工时最大顶力采用装备顶力的80%，顶进长度约为125m。

输土装置采用泥浆泵和管道将泥水输送至排泥场。

5顶管施工常见问题解决措施

5.1 洞口止水

为了防止顶管机出洞、进洞时井外水土涌入工作井和接收井内，影响顶管施工，同时也为防止顶进施工时压入的减阻泥浆流失，保证能够形成完整有效的泥浆套，必须在洞口设置止水装置。本工程顶进工作井、接收井为砼沉井，洞口为混凝土井壁预留洞，在预埋钢环上安装双层橡胶止水装置，形成良好的止水效果。

5.2 洞口封门处理方法

洞口封门用低标号砂浆在洞口砌一堵砖封门，再于内侧通过预埋在井壁上的螺栓安装钢封门，顶管机头出洞时将钢封门拆除，用刀盘将砖封门慢慢切削掉，实现安全出洞。顶管机头进洞时同样拆除接收井内的钢封门，然后用机头将砖封门挤倒或切削掉，一直往里推进，完成进洞。

5.3 注浆减摩措施

为减少土体与管壁间的摩阻力，在顶管顶进的同时，通过顶管机铰接处及管节上预留的注浆孔，向管道外壁压入一定量的减阻泥浆，在管道四周形成一个泥浆套，减小管节外壁和土层间的摩阻力，从而减小顶进时的顶力。顶进时，顶管机尾部的压浆孔要及时有效地跟踪压浆，确保形成完整有效的泥浆套。泥浆材料可采用膨润土。

5.4 纠偏措施

在顶进过程中，顶进轴线和设计轴线经常发生偏差，因此要采取纠偏措施，减小顶进轴线和设计轴线间的偏差值，使之尽量趋于一致。顶进轴线发生偏差时，通过调节纠偏千斤顶的伸缩量，使偏差值逐渐减小并回至设计轴线位置。

5.5 减摩泥浆的固化及洞口接头处理

顶进结束后进行减摩泥浆（触变泥浆）的固化，使管节外壁与周围土层的施工间隙尽快填充固结，减小地面沉降。减摩泥浆（触变泥浆）的置换采用水泥砂浆或粉煤灰水泥砂浆置换触变泥浆；置换时利用原有的注浆设备从管节的注浆孔压注。顶管结束后，管节接口的内侧间隙用弹性密封膏密封处理。工作井的洞口接头处理（井壁与混凝土管节间的空隙），采用压力灌注C30细石混凝土，在套管上焊接止水环，再以聚硫密封膏封堵。

5.6 对付砂礓的措施

顶管所处断面存在较多砂礓，对顶管顶进有不利影响，一是堵塞泥水舱进泥口，二是增大迎面阻力和刀盘驱动扭矩，三是增加输土难度。为此采取了以下措施：将刀盘的进泥口由小开口改为大开口，在上部增加2个排泥口；加大刀盘的驱动功率；输土采用沙砾泵，增加中间接力泵，加大输泥管管径；在进泥管路中加入膨润土泥浆；改进刀盘上切削刀头布置和数量，将单层刀盘改为三层刀盘等。

6结语

顶管技术在水利工程中具有避免大面积土体开挖、无需导流和导航、不干扰地面附着物等优点，是一种新型环保的施工技术，与其他施工方法比，有一定的优势，但也有比较多的缺点，比如施工进度还不够快，施工受地质的影响大，投资高。随着我国城市化的发展，机械顶管的发展，他的技术将越来越先进、工艺将越来越完善，应用也一定越来越广泛。

参考文献：

[1]余彬泉,陈传灿.顶管施工技术[M].北京：人民交通出版社，2005:91-141.

第15篇

关键词：市政工程顶管施工对策

中图分类号：TU99文献标识码：A 文章编号：

Abstract： At present, in order to pipe jacking method for trenchless technology because of its low construction cost, short construction period, less influence on the surrounding environment, while construction of the high security advantages in the municipal engineering in a wide range of applications. The thesis first introduces the pipe jacking construction principle and construction technology, analysis of the present stage of municipal engineering pipe jacking construction of the main problems in the process, put forward to answer measure, designed for future similar projects have a certain reference and reference.

Key words：Municipal Engineering; Pipe jacking construction; Countermeasure.

随着现代化城市的建设和发展的不断加快，地下空间的建设已经成为城市发展的重点对象，特别是地下管道是城市建设和发展的重要基础设施，这些设施包括作为城市给水排水、电力燃气等能源供给、废物排弃、信息传递的物质基础，因此，做好这些地下工程的施工尤为重要。顶管法是继盾构施工之后发展起来的一种地下管道施工方法，论文重点对市政工程中管道的顶管施工技术进行简要的介绍，并对施工过程中的质量控制进行探讨。

1顶管法施工的相关概述

1.1顶管法的基本原理

顶管法施工是借助于主顶油缸等顶进设备，将工具管或掘进机从工作井穿越土层进入接收井；将紧随其后的工作管道依次连接并埋设在这两个井的管线土层中的敷设地下管线的施工方法。

图1 顶管法施工示意图

1.2顶管施工工艺

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。一个比较完整的顶管施工大体包括以下十六大部分：工作坑和接收坑、洞口止水圈、顶管机、主顶装置、顶铁、基坑导轨、后座墙、推进用管及接口、输土装置、地面起吊设备、测量装置、注浆系统、中继站、辅助施工、供电和照明以及通风和换气。顶管的施工流程可以简单的概述为：铺设管道前，首先在管线的一端建造一个工作坑，在坑里的顶进轴线后方，布置一组左右成对的油缸。然后将需铺设管道的最前端安装工具管并放在油缸前面的导轨上。油缸顶进时，工具管在最前方，推动前面的管道穿过坑壁上预留的穿墙孔把管道压入土中，与此同时，将进入工具管的泥土运输到管外。当油缸达到最大行程后缩回，放入顶铁，油缸继续顶进，如此不断地加入顶铁，管道一直向前顶进。当坑里导轨上的管道全部进入土中后，再吊入下一节管道，继续顶进，如此循环施工，直至管道全部顶完。

2顶管法施工过程中存在的问题

在目前顶管施工中，根据破坏的形式，主要分为四类，即管节端部的破损、管土相互作用造成的管道失稳、管道连接处的破坏和挖掘面的失稳。

2.1管节端部的破损

对顶管顶进过程中出现管材破损的现象，,根据混凝土顶管的破坏状态主要分为两大类：一类是插口或承口全部(或大部分)被压碎，主要原因是：在顶管顶进过程中，因施工距离的增长，中继千斤顶应用在顶管施工过程中，管道周围土体发生位移和砂的沉聚，使得顶管外表面的径向土压力和摩擦系数增大，当再恢复顶进的初始阶段时，顶管所承受的顶进力将会成倍增大，若顶进力超过管材的承载力时,就会发生顶管管节发生压碎破坏现象。另一类是插口或承口局部被压碎，顶环尺寸过小或施工过程造成顶环变形，引起顶环与管端面接触不均匀或顶环端面不平整会引起顶环与管端面的接触无法全部贴切。这样在相同的受力状态下，管道端面的受力不均匀，有些范围接触面大或先接触，所承受的压应力也就越大，最终的破坏也就先从这些地方开始，引起管道局部破坏。

2.2管道失稳

造成管道失稳主要是由于管道施工过程中，前后管节偏离设计轴线。随着顶进距离的增长，当管道周围的土体所承受的土压力超过土的被动土压力时，管道便发生失稳。管道偏离设计轴线的在施工过程中主要表现为下沉、上浮、偏心和错口四个方面。具体表现为：当顶管施工中周围土质不均匀，顶管施工的位置正好处于两种不同土质的分界处，如果下层土质比较松软，极易造成顶管机顶进过程中下沉。或者在泥水平衡法施工中，由于排泥泵的效率低、对管内冲洗不干净，时间长了易使泥水管堵塞，造成顶管机下沉，而顶管机正面的泥水在压力作用下向后窜，泥水的浮力作用使顶管机上浮；在顶管施工注浆过程中，当局部注浆过量，浆液不能形成环状泥浆层，在隧道底部形成浆液的积聚，致使管道上浮。

2.3管道连接处的破坏

管道连接处的破坏主要引起施工中产生漏浆现象和管道的受力不均匀引起应力集中。英国牛津大学的实验研究结果表明中密实度的纤维板优于粗纸板，粗纸板优于胶合板，厚度大的密封材料优于厚度低的密封材料。密封材料随着承受循环荷载次数的增加，压缩性能逐渐降低，与第一次受载的性能完全不同。因此引起封填材料的破坏主要原因为：1）连接处材料刚度不足，在循环应力作用下引起变形，使端口混凝土局部应力集中，导致端口砼破坏；2）管子之间的接触封填材料太薄，材料不连贯密实。

2.4地面沉降

由于地质条件的变化对地面的变形的影响，开挖的过程中，导致土体应力松弛使得水平应力减小；另一方面又由于顶进推力和平衡泥浆或气体压力使水平应力增加。当这两方面引起的应力变化能够维持水平应力基本不变时，施工对领近土体的扰动最小。当掘进机通过时，掘进机外壳与土层间会形成剪切滑动面，剪切滑动面附近的土层内产生剪切应力，剪切应力引起地面变形。推进随度越快，剪切应力越大，周围土移也越大。覆盖层太薄是造成地面沉降的主要原因。覆盖层薄，沉降集中在管顶，沉降的绝对值就大。另外覆土太薄，掘进机的正面土体容易上拱，原状土被松动，松动后容易塌方，使土体间留有许多空隙，引起地表沉降。

3顶管工程施工质量控制

3.1施工前的准备

1）工作井的选择要点。工作井的设计主要遵循以下原则：在土质比较软，而且地下水又比较丰富的条件下，首先应选用沉井施工作为工作井。在土质条件较好，地下水少的条件下，应选用钢板桩工作井。工作井选址时首先应考虑尽量避开房屋、地下管线、河塘、架空电线等不利于顶管施工作业的场所。以免造成房屋和地下管线损坏、水土严重流失、坑的安全性降低及触电等事故，从而使增加施工成本、延误工期。其次还要根据顶管施工全线的情况，选取合理的工作井个数，保证在全线范围内工作井数量为最少。2）在施工准备阶段要全面的勘察施工地层的地质条件以及地层的变化情况，确定合理的施工方法；通过监测施工过程中地面的沉降和隆起，控制施工的推进速度；勘察地下水状况，对可能的不稳定因素采取相应措施。对地面上的荷载严格控制，对因荷载引起的挖掘面不稳定实行连续的监测。

3.2注浆工艺

合理使用触变泥浆可以保持土体稳定，减少塌方起到减阻和护壁作用。对长距离顶管其是关系到顶管成功与否的一项关键技术。浆液通过注浆系统由注浆孔注入周围土中。应该注意以下几点：1）膨润土是触变泥浆的主要材料，作为顶管施工用的膨润土应选纳基膨润土，由其拌制成的浆液，触变以后的流动性和静止下来的胶凝性、固化性都比钙基膨润土拌制的浆液要好，对土层的支承和效果好。2）顶进时，及时进行跟踪补浆，确保在掘进机后面及时形成完整的泥浆环套。当管节顶进时，利用掘进机尾部环向均匀布置的压浆孔，与顶进同步进行跟踪注浆，以确保当掘进机顶进时所形成的管壁周围空隙被触变泥浆全部填充从而形成完整的泥浆环套。注浆量与开挖作业的超、欠挖量有关，原则上控制在同步跟踪压浆量为管节外理论空隙体积的8倍左右，补压浆量一般为管节外理论空隙体积。由于在曲线段的外侧存在法向分力的作用，对土体扰动和摩阻力都会增大，所以当掘进机进入曲线段时，应增加对曲线段的注浆量，尽可能形成完整的泥浆套。

3.3轴线控制及沉降监控

在顶进的过程中一定要严格监控管线的偏差，纠偏的幅度也应尽量控制在小范围内，相邻两根管的折角越小越好。同时也可以适当加大木垫板的厚度，来调整偏差。控制顶管顶力的偏心度，顶进中应使顶推合力尽可能与管道的轴线相接近，顶管误差校正,形成误差后应缓缓进行,使管子逐渐复位, 不能猛纠硬调,以防产生相反的结果。常采用:超挖、顶木、千斤顶纠偏法(根据实际需要具体选用)。为监测搅拌桩加固基础施工时对周围土体的扰动造成危房的沉降，顶管工作井、接收井及顶管顶进过程中对危房造成的影响。整个顶管施工过程中每天进行3次监测。设置报警值为当三个及以上点累计沉降大于20mm小于30mm或者日沉降速率大于5mm/d小于8mm/d时为黄色报警，提示控制施工速度，采取措施加强维护体系的可靠度，当三个及以上点累计沉降大于30mm或者日沉降速率大于8mm/d时为红色报警，要求停止施工，确定维护结构是否被破坏、居民房基础处地下水位是否发生较大变化，并加强对沉降控制点的监控，确定沉降是否收敛，通知甲方、设计及监理进行施工方案再确认，待沉降收敛后，经甲方及监理同意开工后再施工。

3.4其他质量控制措施

1）管道破损的防治措施。根据上述插口或承口整圈(或大部分)被压碎的原因分析，可采取在施工中尽量减少顶管机的停机的时间,无特殊原因要采取连续施工的方法。若不能连续施工，可以采用“短间隔短距离”的顶进方法,即每停机一段时间(如 3～6 小时)就开机顶进一小段(如 0.5～1m)，同时可以加强注浆措施减少管外壁的摩擦阻力，尽量减少顶进力。当遇到前方障碍物时，则要停止顶进，采取措施(如开挖)排除障碍后再继续顶进；若是遇到坚硬土层或强度较低的无钢筋水泥桩，则要控制好顶进力，在保证顶进压力不超过管材允许压力的前提下慢慢顶进穿越。2）管道连接处破坏的防治措施。在施工中可以选择性能较好的材料适当改变封填材料的性质，来增大顶管一次的施工距离。同时循环荷载的次数与中继站和工作井之间的距离有关。因此可以通过确定中继站的数量，工作井的距离来控制封填材料的安全性能。

4结语

总之，分析顶管施工过程中的各种存在问题，结合施工特点，重点探讨了施工中应该注意的问题，希望能够对实际工程提供借鉴。

参考文献：

[1] 李震. 泥浆平衡式顶管施工的质量控制[J]. 西南给排水, 2005,(02) .

[2] 刘高,万桂芬. 顶管施工工艺及关键技术[J]. 山西建筑, 2009,(15) .

[3] 何大鹏,陈磊. 顶管施工工艺及质量控制[J]. 山西建筑, 2010,(09) .

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