1.工程概况
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。
5.结论
综上所述，不管应用在任何领域，非开挖技术，因其优良的施工质量和巨大的社会效益而受到建设方的广泛采用。在城区内过路口施工如果地下水不是十分丰富以及管道埋深较浅的情况下采用开挖式敷设管道比较经济。但是也存在一些问题如下：施工噪音较大，容易阻碍交通，容易引起地盘沉降等。
