摘要：顶管施工具有施工所占用场地比较少，对地面、交通、环境以及周围地下管线影响微弱的优点，目前已经广泛应用于给排水管道建设中的运用。本文重点对顶管技术在给排水管道建设中的施工技术进行了分析。
关键词：顶管技术；给排水管道；施工技术
中图分类号：TU99文献标识码：A
一、顶管技术原理与优缺点
（一）顶管施工的基本原理
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。
其施工工艺流程如下：测量放线→工作井施工→装配式后背墙安装→导轨安装→主顶千斤顶安装→油泵安装→顶铁安装→进出洞施工及密封→管道顶进→出土。
（一）顶管施工的优缺点
优点：地表施工面积小，由传统的线状缩小为点状，因此对对面破坏不严重，降低了对交通与居民生活环境的干扰；噪音污染了也极小，在施工的过程中不影响现有管线及构筑物的使用。
缺点： 尽管顶管技术具有很多优点，但在施工的过程中也存在一些缺点，主要有以下几个方面：当曲率半径比较小且多种曲线组合在一起时，顶管施工就很难顺利进行；在施工的过程中，如果遇到软土层也极容易发生偏差，一旦发生偏差纠偏比较困难，从而引起管道发生不均匀的沉降；遇到障碍时处理这些障碍较困难；超长距离顶进困难；当遇到5 m以上的大口径时顶进也比较困难；如果覆土浅时经济效益并不高，没有开槽埋管的效果好。
二、顶管技术在给排水管道建设中的施工技术
（一）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。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。
（二）顶管施工的准备工作
在城市给排水管道建设前要做好以下几个方面的准备工作：首先在顶进施工前要确定机械数量是否充足，认真检查机械设备是否能够正常运转，所备燃料是否完备等；其次是要仔细排查施工所需要的工具，如工具头刀盘转动情况良好，开进出渣浆泵交班和例行检查均无误后，方可接通电源，转动工具头刀，以确定设备运行状况是否处于最佳状态，再开进出渣泵；再次是在施工的过程中，机械工人之间必然会涉及到交接班手续，如果机械运转出现不良情况时，在交接班时应及时将信息反馈给下一班组，并将机械运转状况整理成文字资料，以方便下一班组人员详细掌握机械的相关状况，有效避免人为因素造成对机械的损害。
（三）调整进出渣浆泵流量达到平衡
工具头的操作全部采用在管道外(工作井上)控制台控制，只需1个机手操作，可实现对工具头刀具的转动、纠偏控制、压力显示、时时监控(工具头安装 了摄像头、控制台上安装了电视机）。顶进千斤顶，观察工作仓的土压力表，调 节渣浆泵的流量达到工作仓的泥水平衡，其平衡的原理是，当进泥和吸泥泵稳 定工作时，调节进泥和吸泥的泵量，使工作仓内应保持一定压力，仓内泥水压 力应与地K水压力相平衡，泥水压力过大，地面隆起；泥水压力过小，地而沉 陷，所以控制顶进与出泥的速度相当关键。
（四）泥水处理系统处理好砂土、装车、外运
采用泥水平衡式工具头出土，需耍在工具头中注入含有一定泥量的泥浆，通过大刀盘切削工具头前方的原状土，与注入的泥水搅拌，泥水通过吸泥泵排 到地表泥水处理系统处理，泥浆可以反复循环使用，处理好的泥沙用泥浆车外 运。
（五）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：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；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；穿墙前对可能出现的问题进行分析并制定相应处理措施；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。
（六）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。
（七）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。
（八）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。顶进中遇障碍物后的顶进处理，成为困扰施工的难题，如突遇大量埋木、石块及老河道驳坎等等，都需现场研究给出解决的技术措施。
三、顶管技术在给排水管道建设中的运用
某市区区三级污水管网某标段改造工程中，管道新建和改造DN1400管道，总计长度2.1km，其中顶管部分全长为780 m，共分10个顶进阶段施工；此加压站DN700供水管道改造工程，就有某段在穿越公路运用顶管技术，顶管全长为42m，上述工程运用顶管技术施工，减少了工程在市区的干扰，取得了相当好的社会效应，但是，由于施工地区的地质岩层比较浅，而污水干管工程埋置深，管道顶进土层多为坚硬的砂岩，刀盘损耗大，导致管道顶进速度慢。通过工程总结得出，顶管的前期地勘资料应详细和进行复勘以及在管道顶进的技术控制相当重要。
结束语
当前顶管施工推广的难度在于施工费用的居高不下，使很多中小城市望而止步，其实综合考虑交通，周围管线开挖的危险、市民的生活质量等等因素，非开挖顶管施工的费用是可以接受的。所以顶管施工在我国的发展是可以预测的，在不久的将来，此技术必定会被给排水和市政行业所接受，并且广泛用于穿越公路、铁路、桥梁、高山、河流、建筑物等障碍物铺设各种管线。
参考文献
[1]袁伟柱.顶管技术在给排水管道建设中的运用[J].民营科技, 2011(5).
[2]周继东.顶管技术在非开挖工程施工中的合理运用[J].城市建设理论研究（电子版）,2013(17).