摘要：本文首先介绍了排水管道顶管施工中如何进行钢管的选择，然后阐述了排水管道顶管施工技术，最后探讨了顶管施工的质量控制措施。
关键词：顶管施工；技术
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
1钢管的选材
大口径、长距离的顶管施工，一般顶进力都非常大。在选用管材时，一方面要求所选管材轴向抗压强度要大:另一方面，所选管材在顶进过程中不会额外地增加阻力。钢管与混凝土管相比较就有这些优势。
1.1轴向抗压强度大。常用的混凝土管的抗压强度为13MPa-17.5MPa;而钢管的抗压强度则可达Z10MPa;因此，在长距离顶管中，从抗压强度来讲应首先选用钢管。
1.2断面面积小、自重轻、外壁摩阻力小。钢管管壁的断面只有同口径混凝土管管壁的21.3%左右，顶进过程中端阻力较小;同时，因同长度同口径的钢管比混凝土管轻，且表面摩阻力小，在顶进过程中所要克服的自重力及摩阻力也小，对长距离顶管比较有利。
1.3直线性好，不会增加额外的阻力。因混凝土管为柔性连接，在顶进过程中极易发生轴线弯曲变形，从而使摩阻力成倍增长。导致总顶进力的大幅提高，进而影响到中继接力环数量的增加，这不但影响到施工顶进速度，而且也会造成一定的经济损失。而钢管为刚性连接，在这方面存在的问题较小。
2顶管施工工艺
顶管施工流程如图1所示。
图1
2．1顶进用管
顶管掘进机是顶管用的主要设备，是决定顶管成败的关键所在，它总是安放在所顶管道的最前端。在手掘式顶管施工中是不用顶管掘进机而只用一只工具管。不管哪种形式，顶管掘进机的功能都是取土和确保管道顶进方向的正确性。钢筋混凝土管是顶管中使用得最多的一种管材。按它的生产工艺可分为离心管、立式振捣管和悬辊管三大类，按其接口形式可分企口（丹麦管）、平接口（T 型）和 F 型接口三种。在钢筋混凝土管中，还有采用玻璃纤维进行加强的管道和用钢板进行加强的管道。单管节的顶进管是钢管，它的接口都是焊接成的，施工完工以后变成一根刚性较大的管道。它的优点是焊接接口不易渗漏，缺点是只能用于直线顶管，而不能用于曲线顶管。除此之外，铸铁管、硬塑料管（PVC、PE）、玻璃钢管和复合管等也可用于顶管。
2.2土压力控制
在顶管开始徐徐推进后，刀盘前的土压力便会慢慢上升，当土压力升到大于控制土压力P时，停止推进，刀架回缩，减小切削土量。只要把推进速度调节到与排土量相符，则可保持土压力为恒值。但在实际推进过程中，不可能完全处于上述理想状态，如推进速度快于排土速度，操作上采取推推停停，间断式向前推进。
2.3输土装置
输土装置随顶进方式的不同而不同。在手掘式顶管中，大多采用手推车出土；在土压平衡式顶管中，有蓄电池拖车、砂泵等方式出土；在泥水平衡式顶管中，都采用泥浆泵和管道输送泥水。
2.4浅层顶管时土体移动的分析计算
由于大直径顶管施工时在地下开挖引起卸载，虽然后续管节起到支撑作用，但开挖时开挖面四周的土体因应力松弛已向开挖面和隧洞空间膨胀，仍会引起地层损失。以前有学者认为，对于粘性土，可近似地认为所有的地层损失均表现为地面沉降。但从软土地层顶管工程的实践看，土体的移动形式是复杂的，其运动既有竖向分量(沉降或隆起)，也有水平分量，其中水平分量包括土体沿顶管轴线方向的运动
2.5地面起吊设备
地面起吊设备最常用的是门式行车，它操作简便、工作可靠，不同口径的管道应配不同吨位的行车。它的缺点是转移过程中拆装比较困难。汽车式起重机和履带式起重机也是常用的地面起吊设备。它们的优点是转移方便、灵活。
2.6测量和校正系统
顶管过程中，每隔一定时间（一般是每顶进 1m）应测量标高和中心线一次。发现偏差时，除及时校正外，还应每顶进一个行程后，正式测量校正一次。使用得最普遍的测量装置是经纬仪和水准仪。经纬仪用来测量管道的左右偏差，水准仪用来测量管道的高低偏差。在机械式顶管中，大多使用激光经纬仪，即在普通经纬仪上加装一个激光发射器，激光束打在掘进机的光靶上，观察光靶上光点的位置就可判断管的上下和左右偏差。当管的偏差超过允许值时，应根据实际情况采用校正千斤顶等方法进行校正。顶进过程中出现中心偏差土 1gmm或高程偏差士 1lmm。及有偏差趋势应及时纠偏。纠偏用调整部分内统一布置在一个断面上的4个可调式千斤顶调正机头，通过控制各方位的千斤顶的伸缩，调整工具管刃角走向实现的。纠偏时每顶进20一30cm测量一次。顶进时，必须加强第一节管道顶进质量控制，减少起顶误差，因此导向轨、千斤顶受力点、管底滑道、管侧超挖必须严格按施组要求进行。
2.7注浆系统
注浆系统由拌浆、注浆和管道三部分组成。拌浆是把注浆材料兑水以后再搅拌成所需的浆液。注浆是通过注浆泵来进行的，它可以控制注浆的压力和注浆量。管道分为总管和支管，总管安装在管道内的一侧。支管则把总管内压送过来的浆液输送到每个注浆孔去。注浆压力的大小和稳定性会对土体的移动有影响。如果注浆压力过大，会对管道周围的土体造成挤压，使土体发生侧向位移和地面隆起现象：如果注浆压力过小，则浆液无法顺利地填补管道与周围土体之间的空隙，无法形成泥浆套，不能达到注浆的预期效果。同时，注浆压力不稳定，则会对土体产生扰动，破坏土体的结构，从而引起沉降，尤其是后期的固结沉降。合适的注浆压力应既能使浆液顺利地注入管段外壁，又能不严重地扰动地层。采用土压平衡式掘进机，实际施工中注浆压力一般取掘进机大刀盘中心刀头处测到的土压力值(地下水压力和自重土压力之和)。
2.8供电及照明系统
顶管施工中常用的供电方式有两种：在距离较短和口径较小的顶管中，一般采用直接供电。如动力电用 380V，则由电缆直接把 380V 电输送到掘进机的电源箱中。另一种是在口径比较大而且顶进距离又比较长的情况下，把高压电输送到掘进机后的管道中，然后由管道中的变压器进行降压，降至 380V 再把 380V 的电送到掘进机的电源箱中去。高压供电的好处是损耗少，但高压供电危险性大，要做好用电安全工作和采取各种有效的防触电、漏电措施。照明也有低压和高压两种，若管径大的，照明灯固定时一般采用 220V 电源。
2.9通风与换气系统
通风与换气是长距离顶管中不可缺少的一环，否则可能发生缺氧或气体中毒现象。顶管中的换气应采用专用的抽风机或者鼓风机。通风管道一直通到掘进机内，把混浊的空气抽离工作井，然后让新鲜空气自然地补充。
2.10土方回填顶
坑、检查井坑和管沟，在填土前将杭槽内杂物清理干净。回填土时必须保证检查井结构和混凝土管道的安全，管道及井室等不移位、不破坏、接口不破损。还土不准含有碎砖、石块及大于 1Ocm的硬石块。土方回填前，要对土壤取样试验，提供土壤最佳含水量及最大干密度，以保证回填时达到密实度要求。检查井四周回填压实同时、逐层进行。四周压实面的高差不得超过300mm;管顶以上500mm范围内使用电夯夯实，每层厚度不大于200mm:管顶500mm以上，每层厚度不大于300mm，压实度满足设计、施工要求。
3质量保证措施
3.1制定严格的质量管理制度并进行定期的检查，确保施工质量;
3.2在顶进施工过程中，必须合理安排施工人员，确保24h日夜连续施工;
3.3所有管节质量、接口焊接质量必须符合规定质量要求，运到现场应附有产品的合格证明，并逐一进行外观检查。不合格的不能使用;
3.4建立完整的施工管理质量检查体系，进行定期和不定期的质量检查，每月二次定期召开质量会议，并做好记录;
3.5测量纠偏是顶进中的控制关键，必须贯彻勤测微纠的原则，一是对应测量两组纠偏千斤顶行程的差值不能大于50mm，二是经常检查机头内的坡度仪，以确保机头顶进的轴线符合设计轨迹:
3.6在顶进注浆过程中，认真做好压入量、压浆压力和压浆点位的原始记录。交接班时应交清本班的测量记录及管道轨迹的纠偏趋向。每个顶程结束后必须全面复测、绘制管道顶进轨迹图(含高程、方向、顶力曲线)，并山施工质检人员检查复核;
3.7施工前必须向各施工班组进行详细的技术交底，确保施工人员对质量的监控。
4结语
以上是对排水管道顶管施工技术的探讨，这些技术的良好运用，不仅确保了顶管施工的工程质量，还改变了城市管道乱挖的现象，保护了环境，节约了成本，最终取得了提高经济效益和社会效益的双重效果。施工单位应严格管理，精细施工，努力探索新的施工工艺和施工方法，为顶管施工技术的发展贡献力量。
参考文献
[1]王峰.顶管技术在泵站出水管道施工中的应用[J].城市道桥与防洪.2006.(2):22-23.
[2]给水排水管道工程施工及验收规程[S].中华人民共和国建设部发布.1997.