顶管施工技术论文范文1
关键词：城市建设；非开挖管道；施工技术
1非开挖管道施工技术的重要意义
非开挖管道施工，即在不破除地面的情况下，将管道铺设在地下的一种施工法，目前非开挖管道施工在排水管道最常用的的施工工法为顶管施工和牵引管施工（水平导向钻机施工法）。与传统的“明挖法”比较，非开挖的施工技术具有不影响交通、不破坏环境，特别在穿越高速公路、铁路、建筑物、河流、闹市区街道和保护区等条件下，非开挖技术有着比开挖施工明显的优越性。非开挖技术自问市以来已有近百年的历史，当时它仅仅是一种避开地表障碍物的施工技巧。随着社会和技术进步，特别是微电子技术、机械、自动控制技术的发展，非开挖技术已经发展成为一种不开挖地表或最少开挖的条件下探测、检查、修复、更换和铺设管线的高新技术。
2非开挖技术的应用范围
随着城市建设的大规模发展，人们对生活环境的质量提出更高的要求。各级政府都致力于新区开发和老城区改造。而城区水污染的治理和水资源的保护又是重中之重。大中型城市采取的几乎一样的方法截污治污。敷设大口径的截污管一般Φ2000-Φ3500引至污水厂治理这种方案，投资最低。但随之而来的困难是污染源到污水厂（或排放口）均需经过人口稠密区或大型建筑物、构筑物及支流小河等。所以非开挖技术成为首选。像上海合流污水；苏州河治理；北京清河污水干线；西安咸阳机场，广州、杭州、福州、武汉等地都有管道非开挖施工的实例。中等规模城市，如嘉兴、海宁、桐乡等地都采用较小的管径Φ300-Φ1500，有的支流管线采用更小的管径。除了上述的环境整治方面，在能源供应，如液化气、天然气输送管。各种油管在动力电缆、宽频网、光纤网等通讯电缆等都相继采用非开挖技术。因为，在中心城区已无法进行架线，开槽埋管来作业施工。这类管道则更小，一般是Φ80-Φ600之间。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低廉的施工成本及巨大的社会效益而受到建设方的广泛采用。
3城市建设常用非开挖管道施工技术分析
3.1顶管施工技术
3.1.1顶管施工的历史
1953 年北京第一次进行顶管施工，1956 年上海也开始进行了顶管试验。1978 年上海开发了适用于软粘土和淤泥质粘土的挤压法顶管。1984 年国内开始引进国外的机械顶管设备， 随之也引进了顶管理论、顶管施工方法， 诸如土压平衡理论、泥水平衡理论、气压平衡理论等。1988 年上海研制成功我国第一台土压平衡掘进机。
3.1.2顶管施工的技术理论
顶管技术利用主顶千斤顶及管道中继间千斤顶的推力，将管道从工作坑内穿过土层一直推到接收坑，同时，将紧随工具管或掘进机后的管道埋设在两坑之间。分为人工顶管、机械顶管、水射流顶管、挤压顶管四大类，工作中根据管径、土层状况、管线长度、技术经济性来选定施工类型。顶管施工中最为流行的有三种工作面平衡理论：
①气压平衡：在所顶进的管道中及挖掘面上充满一定压力的空气，以空气的压力来平衡在下水及土层的压力。有全气压平衡和局部气压平衡之分。
②土压平衡：以顶管掘进机土舱内泥土的压力来平衡顶管掘进机所处土层的土压力和地下水压力。在粘性土层中必须控制地面隆陷时，宜采用土压平衡顶管法。
③泥水平衡：以含有一定量粘土， 且具有一定相对密度的泥水充满顶管掘进机的泥水舱， 并对它放加一定的压力，以平衡地下水压力和土压力的一种顶管施工方法。在粉尘土层中且需要控制地面隆陷时，宜采用泥水平衡顶管法。
3.2牵管施工技术
近几年牵管技术在世界各国及各个行业得到了广泛的应用，尤其在环保和城市管网改扩建项目及大型管道穿越江河工程项目上更显出了其独特的优势，其工作过程是通过计算机控制进行导向和探测，先钻出一个与设计曲线相同的导向孔，然后再将导向孔扩大，把产品管线回拖到扩大了的导向孔中，完成管线穿越的施工过程。牵管施工作为一种非开挖地下管道施工方法，与顶管方法相比，牵管施工更适应于小口径管道。这是因为小口径管道的整体轴向抗弯惯性矩小，采用牵管方法可进行小口径长距离的管道施工，而小口径长距离项管容易产生压缩失稳现象。
3.2.1牵管施工工艺
施工前应该在预敷设管道周围，利用地下管线探测仪详细探测地下管线，从而确定打导向孔的平面位置和深度，确保打导向孔、扩孔和拖管时周围其它地下管线的安全和保证预敷管线与其它地下管线的安全距离达到设计规范要求。将探测到的结果同样标注在地面上，以方便打导向孔时进行有效的避让，确保工程安全。施工时，首先将探测棒插入导向头内，导向头后端与钢管连接，然后用顶管机给钢管施加压力，推进导向头，将导向头打入地下；钻孔轨迹可以是直的，也可以是逐渐弯曲的。在导向绕过障碍物，或穿越高速公路、河流和铁路时，钻头的方向可以调整。导向仪可随时接收导向头的方位与深度，顶管机可根据此信息及时旋转导向头，使导向头可向前、上、下、左、右运动，随时改变深度和方向，在地下形成一个圆孔通道，孔道中心线即为所需铺设管道的中心线。在孔洞形成后，扩孔时把钻头卸下，将回扩头连接钻杆上，然后由钻机旋转回拉扩孔。反复进行采用不同直径的回扩头扩孔，直至达到设计的扩孔孔径为止。由于牵管施工处于地表以下（一般位于地表以下3-20m），地质松软，钻孔时易塌方，因此要求所用泥浆的护壁性好、泥饼泥球质量高、控制失水性好，就能保证钻机性能的发挥。钻孔完成后，将管材连接成需要长度，将管材两端封闭， 一端与钻头相连，将其一次性拖入已形成的孔洞中，即完成整个埋管工程。
3.2.2牵管施工的特点
①牵管施工具有不会阻碍交通， 解决了传统开挖施工对居民生活的干扰以及对交通， 环境、周边建筑物基础的破坏和不良影响。
②现代化穿越设备的穿越精度高，易于调整敷设方向和埋深，管线弧形敷设距离长，完全可以满足设计要求埋深，并且可以使管线绕过地下的障碍物。
③采用牵管施工时，不影响江河通航，不损坏江河两侧堤坝及河床结构，施工不受季节限制，具有施工周期短人员少、成功率高施工安全可靠等特点。
④与其它施工方法比较，进出场地速度快，施工场地可以灵活调整，尤其在城市施工时可以充分显示出其优越性，并且施工占地少工程造价低 施工速度快。
结语
综上所述，随着我国经济和社会的快速发展，以及城市化进程的推进，原有的开挖式地下管线施工方式受到限制。实践证明，非开挖技术是一项技术先进、实用性强、适用面广、效益好的施工技术。非开挖技术的推广，对加快城市基础设施建设，保护城市环境都有着十分重要和深远的意义。
参考文献
[1]郭琳琳，宋汝华. 浅析非开挖施工技术在市政管道施工中的应用[J]. 中国建设信息（水工业市场），2008，01：53-54.
顶管施工技术论文范文2
关键词：顶管；施工技术；应用
中图分类号：TU74文献标识码： A 文章编号：
由于顶管施工技术不需开挖地面，所以其能够穿越公路、铁路、河流，甚至在建筑物底下穿过，很适合运用到市政工程之中，是一种能够安全有效地保护环境的施工方法。
1.顶管施工技术在市政工程中的应用
1.1适用范围
（1）在城市的中心地区，或者商业繁华街道，以及在城市建设中遇到无法迁移或者不能进行大型开挖的文物古迹遗址的特殊地段，对不能进行开槽埋管、空中架线来实施作业施工时，一般采用管道直径在Φ80～Φ600mm之间的地下埋管工程可以使用顶管法施工。
（2）当敷设的城市污水管径大于Φ600mm时，若施工现场无法采用明沟开挖进行埋管施工而在管道沿线又没有其他的建筑物基础时，可以使用顶管法施工作业。
1.2顶管技术在市政管网建设中的应用
目前，在城市的管网施工中，许多城市都存在着道路反复开挖的现象，容易造成市区交通堵塞，困扰了市民生活，并缩短了路面的寿命。与道路配套的电讯、自来水、煤气、路灯、排水、城市坐标、候车亭、广告箱、电话亭、治安岗亭、路牌等都要进行反复拆建，无疑增加了施工的难度以及对城市设施的破坏，城市在这些方面的问题显得尤其突出。
顶管施工技术在市政管网建设中的应用主要包括：
（1）旧城改造过程中，由于以往铺设的各种管网相互交错，有很多管线的地下位置不明，原始资料不全或者丢失等因素，市政管网的铺设无法对地面进行有效开挖。
（2）城市架空线路遇到交通干线、繁华街道、铁路、江河或文物古迹的阻截时，需转入地下过渡。
（3）当污水管径较大（大于Φ600mm），而施工现场的周边环境受到限制，无法采用明沟开挖法来埋设施工管道。
2.顶管施工技术的效益特征
顶管敷设管道施工技术对于大中型管径的非开挖埋设特别适用，具有经济、安全、环保和高效的综合功能。采用该施工技术，既能够节约一定的征地拆迁费用，又能够减少环境污染及对道路的阻塞，具有显著的社会效益和经济效益。
这种施工技术具有的优势包括：
（1）不需开挖地面，尤其是城市道路。
（2）不用拆迁征地，不会破坏地面建筑物。
（3）不影响正常的城市交通秩序。
（4）不破坏地表植被以及周边环境。
（5）施工过程不受环境和气候的影响。
（6）不影响管道的段差变形。
（7）省时、安全、高效，无建筑垃圾污染，综合造价低。
3.顶管技术施工要点分析
3.1现场踏勘及调查
定位测量后进行的现场踏勘及调查工作包括：
（1）观察现场人流和车流的情况以确定人流及车流的交通组织和路线，在路口设立交通导向牌以及高峰期安排人员指挥交通。
（2）摸查清楚附近的排水系统，并设计出最佳的排泥水线路，必要时应施工临时排水管道，以免污水横流。（3）对于施工现场的煤气、电力、通讯、供水、煤气等管道进行定位并标示出来，查看是否需要临时关停或搬迁。
（4）调查原有污水管道以及雨水渠箱等埋设较深的市政地下建筑物。
（5）对于附近的一些桥梁等构筑物应调查其桥台基础、间距及桩基深度，附近建筑物的基坑采取何种结构形式，以及是否采用喷锚结构施工，长度是否在顶管顶进轴线内。
3.2施工前技术准备可以要求业主及设计单位提供顶管顶进路线的详细地质资料，并尽量了解土层的物理性质（颗粒组成、含水量大小、塑性指数及透水系数）、分布状况（分布范围和埋深厚度）、力学参数（内摩擦角、内粘聚力及标准贯入值）等。了解地下水状况及其变化规律如地下水水面标高、来源、及是否受潮汐的影响而变化等。若存在砂层则应搞清含砂量的多少及其砂的级配关系和细度情况；岩层则要搞清是否有裂隙发育；若是风化岩层则需搞清是否强风化、中风化或者弱风化，抗压强度和抗剪强度是多少，属于砂岩还是粉沙质泥岩，是否为整体结构还是条片状结构等等。一般说来，现行业主及设计方提供的地质资料不够详细，甚或截然不同，作为施工单位，必须要求业主补钻。在业主应承条件下我们也可以自己在顶进线路上补鉴别孔，或局部问题点补技术孔。3.3顶管线路确定及井位设计
顶进距离由设备条件及周边环境来综合确定。考虑到工作井造价比较昂贵，应尽量少一些工作井，最好安排往两个方向的顶进。由于现行的设计院设计管道大多都按明挖方式进行设计，经过现场调查后应尽量优化线路设计，避开不利于顶管的土层、并尽量让顶管线路避开建筑物及树木。最好在每个工作井或接收井设计检查井位。线路与周边结构物的距离设计应考虑到以后作检查井的方便及空间，尽量避免冲突。检查井的间距可按现行规范和设计单位研究进行适当的加长。若顶进深度范围内的土层较为复杂，应与设计部门进行协商考虑抬高或降低标高。3.4顶力及管材设计
顶力计算现行有很多方法和模型，但这些方法只能为定性分析和综合取值考虑。传统上顶力大小主要与土质和是否注浆有关，但实际上顶力的大小和很多因素有关，如采用设备的形式、采用管材形式、土层的变化情况、后靠背的刚度、是否有纠偏、工作井的形式、顶进速度、注浆的压力等。实践证明，现行主要采用整体三维模型和多参数系统来模拟顶管在顶进过程中各部分结构的受力情况。
关于管材设计，现行对管材的配筋量、砼的强度、端部的细部处理及钢筋布置都区别于承受纵向线荷载的排水管道，其一般可按照轴心受压柱的考虑来进行设计，但是注意到顶管需要进行纠偏处理的情况，必须考虑管道的偏心受压和局部应力集中的情况，并预留一定的安全系数。3.5现场施工管理
在现场施工中，管线中经常带有污物或施工残留物，应及时进行清扫，否则会给阀门、仪表和设备带来严重的损害。管道在铺设前后都要进行清扫，焊一段清扫一段，这样可以大大减少系统完成后的清扫工作量。清扫过后可对系统进行分段或这整体的打压，并检验系统的强度以及气密性。这里应尤其注意季节对于打压工作的影响，如在严寒地区，冬季一般只要打气压，而打水压容易造成管道内结冰，若打水压则一定要采取防冻措施。打气压必须对系统进行认真分析，并制定出打压方案，还要采取相应的安全保障措施。4.结语顶管敷设管道施工技术在饱和或不稳定土层中以其最小的破坏及最大的保护环境等特点，有效解决了城市管网施工中的难题，并在应对最恶劣的地下土壤条件时具有一定的技术优势，便于针对任何复杂地形和交通布局的城市都能提出最经济、快速、准确且可靠的解决方案。因而，顶管技术的出现为加速旧城区的改造和创建都市的安宁环境造就了勃勃生机。
【参考文献】
［1］李健．顶管施工法的技术特点分析[J]．筑路机械与施工机械化，2006(7)．
顶管施工技术论文范文3
【关键词】市政道路；排水工程；顶管施工技术
中图分类号： TU992 文献标识码： A
引言
说到顶管技术，很多人并不了解，顶管技术最早应用于美国的太平洋铁路的铺设过程中，而后经过了漫长的发展，直至1953年才开始在我国应用。然而在当时，仅仅是采用手决式顶管施工技术，施工的设备不仅简单而且落后。直到后来，这项技术才开始采用大口径的机械式的顶管施工工艺。在目前，顶管施工技术不断发展，使用的领域也越来越广，并且在顶管施工技术的基础上逐步发展成为一种非开掘的施工技术,并且，顶管管径的范围也在不断地扩大，目前，世界上最大的排水管顶管施工的管径已经超过了四米。同时，顶管施工的材料以及设备也得到了很大的发展，而排水顶管的施工测量等系统也逐步的向自动化迈进，不仅能够做到自动测量，还会科学计算顶进的速度和核算出周围所承受的压力，以确保顶管施工的安全。这些技术的出现，有力的推动了城镇顶管技术的发展。
一、关于市政道路污水管顶管施工技术的概括
顶管施工技术作为一种广泛应用的非开挖掘管道推进技术，它的优点是施工速度快、密封性能较好、对于施工周围的环境影响较少。但这并不意味着它是没有缺点的，它的缺点是顶管施工的周期较长、造价较高。下面，我们将对顶管施工技术做出一个简要的介绍。
1、顶管施工工作原理
顶管技术作为一种新型的管道施工技术，在不需要开掘路况的前提条件下，仅仅需要在垂直地面的方向上开掘顶管施工的工作井，随后采取高压液压千斤顶将水泥顶入地下。排水管管顶的施工使用来自主顶油缸和管道间的中继站等方面的推力，将工具管等一些顶管施工顶进设备从工作井的内部穿入到地质层，与此同时，将市政的排水道紧随着顶管顶进的设备进行埋伏，实现排水管道的非开挖敷设。
2、关于顶管施工的平衡理论的分类
一般来说，常用的顶管施工的平衡理论一般包括三类：气压的平衡、泥土的平衡以及土压平衡。对于顶管施工技术首先要去解决的就是对于施工技术的适用性问题。在实际的顶管施工中，应该具体问题具体分析。简要点说，就是根据地质的状况和工程需要这两方面出发，选择顶管施工技术以及与之相配的施工设备，以保证施工的顺利完成。
3.顶管施工的方式
顶管施工的方式包括两种：开放式和密封式。而应用最为广泛的主要是开放式，开放式又可分为泥水式、土压式、顶管泥浓式推进法。下面，我们将对着三种推进法进行简要的介绍。
(1）关于泥土式的推进法
泥土式的推进法是用刀盘掘进机加上科学设计的顶速来平衡正面的土压力、平衡地下的水压力。它的特点就是在施工过程中施工的速度不仅快，而且过程不中断，并且不需要进行特别的降水处理。
(2）土压式的推进法
这种方法主要是向工作间的切削舱内注入一定比例的混合材料，使得这些材料充满整个的泥仓，以此去平衡正面土压力和地下的水压力。在施工推进的过程中，往往并不需要输送混合材料的设备，且施工推进机器的造价相对来说较为低廉，整体推进的顶管施工成本比较低。
（3）顶管泥浓式的推进法
顶管工艺主要运用的是二次注浆的处理，不仅能够很大程度上消减与地层的摩擦阻力，而且还会排除一些废弃物，以保证工程的顺利实施。这种推进方法在顶管施工的过程中，将废弃物分成两批输送至地表后再进行外送处理。所以，该工艺适用的范围非常的广泛，除岩石以外基本上所有的土质都可以适用。
二、顶管施工实施的工序以及注意问题
顶进管的实施过程：首先应当在顶进的一侧设置工作坑，修筑上底滑板，并且在管体的尾部修筑后背，从而对挺进力进行抗衡。然后将行车线的路基挖空，一直达到设计的标高，并且超挖出滑板的厚度，直到全部的就位为止。
1、开掘工作坑
在开掘工作坑之前首先要做的就是在工作坑的用钢板桩对进其进行加固，周边做好排防水的防护工作。开挖工作坑采用的是人机结合的方法，用电葫芦吊土箱出土。工作坑的底板采用的是一百五十#的钢筋混凝土，厚度达到20米，在每3米的地方设置一道地锚梁，在地锚梁的两侧设置导向支墩，钢筋网采用Φ8钢筋以20乘以20的间距步在顶面下的5厘米处，底板的中心线与钢筋混凝土管的中心线基本上一致，并在工作坑的四周布设几个降水的井点。
这里需要注意的是，在灌注底板混凝土的时候，用Φ16的钢筋头埋进混凝土之中，分成2.5米的方格网，严格的控制高成，按照点抹平混凝土的表面，使其平整度达2米和5米之间。
2、安装设置刃脚
进行准确的测量定位，使得工作坑的底板中心线和混凝土管的中心线达到重合，对外表进行处理，从而减小顶进的阻力。刀刃主要起的是导向和保护施工人员安全的作用。这里需要注意的是，安装时必须严格要求，不能够出现向上或者向下的倾角，防止顶进时出现偏差。
3、对于后背的修筑
后背主要是承受顶进时的水平顶力之反力的临时的结构物，它是保证顶进工作能够顺利实施的重要设施。所以，后背应该达到足够的稳定度和强度，始终不能裂开或者断开。后背的尺寸和规格是是经过严格周密的计算得出的，它必须能够承受钢筋混凝土管在顶进的过程中所能出现的最大的顶力，并且还应该有适当的安全储备。
4、顶进设备的安装及调试
顶进设备包括两个方面:液压设备和传力设备。一般说来，设施布置是否恰当关系到顶进的成效。因此，在安装之前，对于液化系统的各个部件应当进行单体的实验，试验合格后方可进行安装。
5、顶进工艺
顶进就是开动高压油泵，使得千金顶受的液压产生顶力，以此推动钢筋混凝土向前推进，每次的顶程，都会达到190到800毫米。钢筋混凝土管前进以后，千斤顶活塞恢复到原位，在空当的地方填放上顶铁，进行下次的顶进。如此的循环往返，一直到钢筋混凝土就位。
结语
随着社会的急遽发展，城镇的规模也在不断地扩大，尤其是一些临近大城市的县镇，发展的势头更加地迅猛。为了满足日益增长的排水量；为了符合国家对于城镇污水的监察以及管理，这些县镇必须采取积极的态度，去建设更多和更大管径的污水排水管。事实上，对于城镇特别是一些县城中心采取顶管施工技术不仅能够降低对于城市的交通等方面的破坏，而且还能够节省大量的施工成本。因此，在未来的日子里，我们应该继续采用顶管施工技术，并不断的改进，使其能更好的的服务。
参考文献
[1]吴广秀.市政道路排水工程污水管顶管施工技术.技术与市场.
顶管施工技术论文范文4
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.
顶管施工技术论文范文5
关键词：控制顶进速度 路面沉降 触变泥浆
1 国内外发展概况
我国顶管施工技术起步较晚，自从1954年（也有认为是1953年的，无确切记载）在北京进行的第一例顶管施工以来，我国从国外引进顶管技术已经60周年，早期发展较慢。1984年前后，我国的北京、上海、南京等地先后开始引进国外先进的机械式顶管设备，使我国的顶管技术上了一个新台阶。尤其是在上海市政公司引进了日本伊势机（ISEKI）公司的800mm 直径的Telemale顶管掘进机之后，国外的顶管理论、施工技术和管理经验也进入中国，如土压平衡理论、泥水平衡顶管的各种试验和相关的一些理论研究。当时，口径在2m的钢筋混凝土管的一次推进距离可达120m，后在1988和1992年研制成功我国第一台多刀盘土压平衡掘进机（DN2720mm）和第一台加泥式土压平衡式掘进机（DN1440mm），均取得了较令人满意的效果。
我国顶管技术应用虽有所发展，可面对不同地质条件、巨大管径、穿越高速公路依然缺少经验，也缺乏相应的技术规范。
2 工程概况
本科技项目的工程载体为津南污水处理厂配套管网工程第七标段。本工程的范围为现状纪庄子污水处理厂至迁建后津南污水处理厂污水输送干管、西青大寺污水处理厂至蓟汕联络线输送干管及津南污水处理厂出水管道。起点为污水WE10井，终点为WF7井，管道直径为d3000mm和d3200mm，其中d3000mm管道882m，d3200mm管道1933m，总长度为2815m，全部采用顶管施工，深度约为10m。
污水干管：
WE12～WF1为过津晋高速双排顶管，管径d3000mm，顶管长度155m，两管中心距离为6.6m。
3 双排顶管穿越高速公路施工技术研究
3.1 顶管机的选型；
顶管机头选型是顶管施工的关键环节，顶管机制造要依据工程地质、水文地质、地貌、地面建（构）筑物及地下管线等具体特征来“量身定做”，顶管机选型正确与否决定着工程施工的成败。
现顶管机头得到主要应用的为泥水平衡顶管机和土压平衡顶管机，现对两者进行对比确定最终选型。
3.1.1施工的连续性
土压平衡式顶管掘进机将切削产生的泥渣土通过螺旋机排到机内，然后用专门的泥土压送装置或人工的手推车送到地面，这种方法在时间上存在着一定的间隙，使得作业无法连续进行；泥水平衡式顶管掘进机利用泥水把切削下的泥土转化成泥浆，使用排泥泵排出工作井外。这种方法可以进行连续不断的作业。
3.1.2适应的土质
土压平衡式顶管掘进机可适用于含有少量淤泥土或沙砾土的不同土质，但对于地下水的变化适应性较差； 泥水平衡式顶管掘进机可适用于大部分土层，它通过调整注入水压可以平衡切削断面的地下水压力，因此更稳定安全。尤其适用于地下水较高的土层，但不适用于渗水性高的土层。
3.1.3口径大小
由于土压平衡式顶管掘进机需要安装螺旋机出土，因此其口径不能过小，一般口径在400mm以上；而泥水平衡式顶管掘进机不受此类限制，其口径可从100mm到3000mm以上。
3.1.4顶进速度
如上所述，由于土压平衡式顶管掘进机的顶进是非连续的，因此其速度会受到中断施工的影响而有所下降。
3.1.5总结
经过上述分析确定，本工程采用了泥水平衡顶管机，泥水加压平衡顶管机与其他顶管机相比，具有平衡效果好，结构紧凑，技术先进等优点，由于出土方式是用水力机械化连续出土，所以顶进速度控制容易，对土质的适应性强，地面沉降控制良好。无论是粘性土还是砂性土，均能收到良好的效果，适合于过路顶管。
3.2施工难点分析及应对策略
在穿越高速公路的顶管过程中，如何控制顶管机头顶进速度、注浆压力、轴线偏差等，从而控制地面的沉降或隆起、连续的完成顶进是穿越高速公路顶管的重中之重。
3.2.1管线与高速公路的位置关系
津晋高速路面宽34m，边坡水平宽度12m，边坡以北距WE12基坑26m，边坡以南距WF1基坑55m，管道距津晋高速路面11.7m。根据地质报告本段顶管位于粉质粘土层。基坑底距承压水层顶端15m。
3.3.2施工过程中参数的控制
（1）、控制顶进速度
由于过高速顶管对沉降要求较严，所以顶进速度不宜过快，不应大于2cm/min，应以1.5～2cm/min为宜，以确保顶管过程中不出现因速度过快而导致的迎面土压力过大，从而进一步控制地面的隆起或沉降。
（2）、机头内部土仓压力
泥水平衡顶管机正常顶管工作土仓压力以1.0～1.5Mpa为宜，但是由于过高速顶管确保不因机头前方土压力过小、土体流失扰动过大而导致的地面沉降，顶管机头内部土仓压力不应小于1.3Mpa，也不应大于1.5Mpa。这样使顶管机前方土体总是保持一个压力略高的状态，避免地面沉降发生。
（3）、基坑降水控制
对高速两侧的顶管基坑必须采用坑内降水、坑外观测的方式。施工降水严格遵循“按需降水”的原则，加强对地下水位的监测，杜绝过量抽取地下水，造成高速公路沉降。
3.3泥浆置换
顶管工序结束后，进行泥浆置换充填，最大限度地消除因顶管施工造成的地面沉降，水泥浆充填可以有效地补偿顶管管外侧空隙部分，从而达到管体外侧土体密实。
置换泥浆的配比就显得尤为重要既要到达容易注入的稠度，也要保证置换完成后形成的保护壳体的强度。经过技术团队的研讨，注浆材料以低标号水泥为主，为节约材料可适当添加粉煤灰。
具体配比原定为水泥：粉煤灰=1：1，再加水，水：灰=1：1，但是现场实际施工时发现泥浆稠度过大，注入困难，当即决定更改配比按水泥：粉煤灰=2：1（重量比），加水量以目测稠度适当，（可参考水：灰=2：1）并能够具备注浆泵适用。
4 结论
此项施工技术主要是对顶管所穿越的高速公路进行保护，确保高速公路沉降量控制在要求范围内。以避免因高速沉降或隆起而产生的维修及后期养护费用。
根据往期高速公路维修养护经验，如果因顶管沉降而导致高速公路修补，修补范围在双排顶管两侧15m范围内，维修一次大约需要人民币50万元，而往往一次维修还达不到彻底的效果，需要进行二次甚至三次维修。
采用此工法实施可以使对高速公路的后期维修费用减少至最低甚至不产生这部分费用，从而间接节约了施工成本。
该科技项目为今后此类地区的工程施工、设计提供了经验依据，并可在全国的大部分地区的施工中推广应用。
参考文献
[1]《建筑基坑工程技术规程》JGJ120-99；
顶管施工技术论文范文6
关键词：机械顶管技术；市政排污管道；应用
在实际工作中，机械顶管技术实质上属于一种非开挖式的施工技术，其本身具有开挖工程量相对较少、项目审批相对容易、对交通干扰较小、施工速度较快的优势，很快的被应用到了市政排污管道项目之中，并发挥了重要的作用。随着机械顶管技术在市政排污管道项目施工应用中地位的提升，近年来受到社会的关注越来越多。建筑施工企业应在施工中积极的完善地面的施工区域与地下测量控制系统，采用科学的方法确定测量的控制点，确保地面工作人员能够顺利进行测量与相关的数据的校对工作。在市政排污管道项目的施工中，一般情况下都会采用土压平衡式以及泥水平衡顶管工艺技术的施工方法，用以改善施工中地面沉降的问题。同时，在排污管道遇到地下的障碍物时，必须适当的控制管道的推进速度，以减少市政排污管道项目施工对地面的破坏程度，力争市政排污管道项目施工的每个环节都能达到相关的施工标准。
一、关于机械顶管技术的相关解读
随着机械顶管技术在市政排污管道项目施工中应用范围的逐渐扩大，社会中对于机械顶管技术的研究越来越多。从理论方面分析，机械顶管技术是指通过利用顶进设备将实现制作的箱形或者圆形的构件，将其逐渐的顶进市政排污管道的路基之中，使之可以构成市政道路立体交叉的通道以及特定涵洞的施工条件。在实际的市政排污管道项目施工中，应用机械顶管技术需要事先确定管段之间的工作井以及接收井，在进行工作井内的安装推力设备的工作时，应将导轨中的顶管机头放置在土中，之后利用机头的导向作用，安排相关工作人员进行预制的管道安装工作，确保机械顶管技术在施工中可以正常发挥作用，进而完成市政排污管道的铺设工作。在进行市政排污管道项目的施工作业时，还需注意一些施工中的细节，用以保证市政排污管道项目的施工质量。在实际工作中，无论何时我们必须重视机械顶管技术的施工细节的工作意识。
二、关于机械顶管技术在市政排污管道项目中的应用的相关分析
（一）应用在市政排污管道项目施工中的机械顶管技术，在施工的前期需要做好一系列的相关准备工作，顶进管的选择通常是钢筋混凝土管，并注意观察所选的钢筋混凝土管的规格设计、配筋以及其他的相关标准，是否都达到了市政排污管道项目的施工要求。顶进管的直接选择需要依据市政排污管道项目施工的性质以及施工的实际需要，结合顶进管的受力状况、钢筋混凝土的配筋等情况，精确的确定混凝土的外径标准。并综合所有的因素，确保顶进管的质量不会存在安全隐患的相关问题，以避免顶进管质量不达标造成的市政排污管道的事故。在完成所有的准备工作后，就可以进行下一步设置的工作，设置工作井是一项重要的任务，同时施工人员需要将事先准备好的顶管机导轨以及液压千斤顶在井内设置好，之后利用他们将施工计划中的管段顶入地层内。
在进行此环节的施工时，要在顶进的过程中，接长管道使之可以避开地下障碍物的阻拦，直接到达接收井中。用以确保机械顶管技术能够充分的发挥作用，提高市政排污管道项目的施工质量。在市政排污管道项目施工前，建筑施工企业应安排相关的工作人员、技术人员对施工现场的地质、施工管道的具体直径以及施工场地的地下水位等方面的指标进行详细的勘察工作。并以此作为施工项目的基本资料，制定科学合理的技术施工方案。其次，市政排污管道的设计人员，应根据排污管道的性质以及管道所能够承受的最大受力状况进行合理的预测，精确的推算出市政排污管道的内径、外径应选择的材料以及管道的长度。通常情况下，管长度需要以管径来进行衡量，当 时，属于短管；当 时，属于标准管；当 时，属于长管。
（二）另外，在市政排污管道项目的施工中，还会涉及到运土设备以及高压油泵等施工设备，我们需要计算出相关的数据指标，以做好施工设备的使用安排。其中尤其要注意泥水舱压力值的计算，因为泥水压力大小的确定是泥水平衡顶管工艺技术的关键。在实际工作中，一般情况下都是采用泥水压力值为管道底部起 直径处的地下水压力值，其中泥水舱管道基准面泥浆压力PA按以下思路进行计算：
（三）在应用机械顶管的技术时，建筑施工企业应事前安排相关的工作人员，做好顶管接收井、工作井的准备工作。在施工的过程中，对于接收井以及工作井的处理问题，应首选采用人工开发的方式，以确保接收井、工作井的各个数据指标都能达到相关的施工标准，并做好护壁的防范措施，此外还需要控制好搅拌桩的垂直度、间距的问题。在实际的施工中，还需降低顶进过程中的泥浆阻力，必要的时候应采取专门的触变泥浆减阻工艺，以减少顶进过程中泥浆的阻力对管道施工质量产生的影响。同时，在机械顶管技术应用的后期施工中，还需要做好出洞止水圈的工作，保证顶管出洞时不会影响排污管道的地基质量。另外，止水圈的安装工作，是影响顶管机出洞施工环节的重要因素。因此，相关工作人员必须确保止水圈中的橡胶圈、压环、压板的质量，以保证止水圈的止水密封作用能够正常的发挥。因为一旦失去止水圈的防护作用，因市政排污管道开挖的土体就会失去平衡，从而导致泥土的流失，进而影响顶管机附近的土体的坚固性，在一定程度上造成市政排污管道项目施工质量下降。
总结：
随着我国科技水平的不断发展，应用在市政排污管道项目中的机械顶管技术也在不断的完善之中。在市政排污管道项目施工中，必须做好施工前的相关准备工作，科学的改正施工中的技术要点，在保证市政排污管道项目的施工质量的前提下，合理的降低施工的成本投入。同时，机械顶管技术的合理应用，在一定程度上实现了降低城市道路以及管网与相关的城市建筑之间的不和谐建造格局，减少了市政排污管道的土方开挖量。其次，为有效的解决市政排污管道的磨损、破坏、堵塞以及减小环境的污染等问题提供了一定的便利，进一步促进了市政排污管道项目的发展。因此，在今后的市政排污管道项目建设中，应大力推广机械顶管技术的应用，从整体上改善市政排污管道项目的施工质量以及发展现状。
参考文献：
[1]吉金凤.市政道路排水工程污水管顶管施工技术[J].中国行技术新产品，2010（3）.
