管道不开槽顶管法施工技术要点

在现代城市管道工程建设中，地面建筑物密集、交通流量大，传统开槽施工面临诸多限制。不开槽施工技术无需大面积开挖路面，对交通和环境影响小，已成为城市管道施工的重要选择。市政公用工程常用的不开槽方法有盾构法、浅埋暗挖法、顶管法、水平定向钻法、夯管法五种。其中密闭式顶管综合优势最为突出，选型时需依据设计文件和工程详勘资料，当周围环境要求控制地层变形或无降水条件时，宜采用封闭式的土压平衡或泥水平衡顶管机。

一.顶管施工原理与分类

顶管法施工是给水排水管道敷设的主要方法之一，其核心工作原理是：在工作井内借助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逐节（逐根）顶入土中，并将土方运走。具体而言，是借助主顶油缸及管道间、中继间等推力，把工具管或掘进机从工作井内穿过土层，一直推进到接收井内吊起。

顶管施工法按施工方式分为两类：

• 人工顶管
• 机械顶管，其中常用的机械顶管设备有泥水平衡顶管和土压平衡顶管

二.顶进工作井、接收工作井施工

工作井是顶管施工的关键构筑物，其常用施工方法有明挖法、倒挂井壁法、沉井法。其中沉井的组成部分包括井筒、刃脚、隔墙、梁、底板。

沉井施工五大要点：

（1）基坑准备：按施工方案进行平面布置，设定中心桩、轴线控制桩；施工影响附近建（构）筑物、管线或河岸设施时，应采取控制措施并进行沉降和位移监测；地下水位应控制在沉井基坑以下0.5m；基坑开挖应分层有序进行。

（2）地基与垫层施工：地基应具有足够承载力；刃脚的垫层采用砂垫层上铺垫木或素混凝土方式施作；沉井刃脚采用砖模时，底模和斜面部分可采用砂浆、砖砌筑，表面抹水泥砂浆并涂一层脱模剂。

（3）沉井预制：混凝土应对称、均匀、水平连续分层浇筑，防止沉井偏斜；分节制作时，混凝土强度应达到设计等级**75%**后方可拆模或浇筑后节。

（4）下沉施工：分为排水下沉和不排水下沉。

（5）沉井封底：分为干封底和水下封底。

三.顶管施工技术要点

3.1 顶进设备安装

根据控制点测放进出洞口标高和顶管轴线，依次安装导轨、千斤顶支架、后背墙等设备。

3.2 顶管进、出工作井要求

保证土体稳定，考虑切削能力；含地下水时采取降水或注浆措施；设置洞口止水装置；洞口封门拆除后应连续顶进。

3.3 管道顶进

根据土质条件确定作业顺序，严格监测实施信息化施工，遵循"勤测量、勤纠偏、微纠偏"原则。开始阶段严格控制速度和方向；软土层中宜将前3~5节管体与顶管机连成一体；钢管宜采用多铰接式顶管机；保证接口橡胶圈正确就位，相邻管间转角不得大于允许转角。在管道外围压注触变泥浆减小摩阻力，遵循"同步注浆与补浆相结合"及"先注后顶、随顶随注、及时补浆"原则。

3.4 触变泥浆注浆工艺

触变泥浆是减小顶进摩擦力的关键技术。注浆方案包括泥浆配合比、注浆量及压力、注浆孔布置等。泥浆应搅拌均匀，具有流动性、胶凝性、触变性，施工中检测黏度、密度、pH值、注浆压力、注浆量。

3.5 中继间

一次顶进距离大于100m时需设置中继间以分担顶力。中继间壳体应有足够刚度，千斤顶数量根据顶力计算确定，外壳应具有止水性能和耐磨性，启动和拆除应由前向后依次进行。

3.6 施工测量

对管道水平轴线和高程、顶管机姿态进行测量。出工作井时每顶进300mm测量不少于一次；正常顶进时每顶进1000mm测量不少于一次；进入接收工作井前30m范围每顶进300mm测量不少于一次。长距离顶管宜采用计算机辅助的导线法（自动测量导向系统）。

3.7 顶管纠偏

绘制水平与高程轨迹图、顶力变化曲线图、管节编号图，及时纠偏，采用小角度纠偏方式；刀盘式顶管机应有纠正旋转的措施。

3.8 暂停顶进与贯通处理

出现以下情况时应暂停顶进：遇到障碍、后背墙变形严重、顶铁扭曲、偏差过大且纠偏无效、顶力超限、油泵油路异常、管节接缝渗漏、周围环境变形超限。贯通后管端设枕垫，露在工作井中的长度不小于0.5m且不得有接口；触变泥浆用水泥砂浆置换；钢筋混凝土管接口间隙用弹性密封膏密封。

四.总结

顶管施工法作为不开槽管道施工技术的重要方法，在城市给水排水管道建设中发挥着不可替代的作用。其核心技术体系可归纳为五点：方法选择科学化（根据地质条件和环境要求综合比选）、工作井施工标准化（沉井法各环节有明确标准）、顶进过程精细化（贯穿勤测量、勤纠偏、微纠偏理念）、减阻技术系统化（触变泥浆和中继间构成顶力控制体系）、质量控制闭环化（从详勘到接口密封全过程管控）。