顶管施工技术在城镇燃气管道建设中的应用研究

顶管施工技术在城镇燃气管道建设中的应用研究

于 春美 张永强

新地能源工程技术有限公司 河北省廊坊市 065001

摘要：随着城市化的不断进步发展，城市人口越来越多，城市燃气用气需求量也在随之增加，建设燃气管道的任务也逐渐增多。但是，在建设城市燃气管道的时候，会受到多方面因素的影响和制约，导致施工建设不能使用传统明开槽的方式来进行。基于此，本文分析了顶管施工技术原理，探究了顶管施工技术在城镇燃气管道建设中的应用现状，以及顶管施工技

术在某工程中的应用。

关键词：顶管施工；燃烧管道；建设应用

前言

应用顶管施工技术对现有设施、环境、公共财产的破坏程度小，对于大气的污染影响也相对较小。不过，在以往的应用过程中，经常会出现沉降、穿越段路面隆起、顶进过程遇阻等问题，严重影响着施工质量和施工安全，因此需要针对顶管施工技术展开进一步探究。下面将分析探究顶管施工技术在城镇燃气管道建设中的应用。

1.顶管施工技术原理及其在城镇燃气管道建设中的应用现状

1.1顶管施工技术原理

顶管施工技术也就是非开挖施工技术，属于少开挖或者不开挖的管道埋设施工技术。利用顶管施工技术，就是在实际现场的工作坑内，利用顶进设备多产生出来的顶力，使土壤周围与管道之间的摩擦力得到克服，然后在土中顶入初始设计管道坡度，接着再运走土方。在完成了一节管子顶入土层之后，又继续第二节管理子的顶进。原理就是通过中继间、管道间和油缸的推力，在工作坑内穿过掘进机和工具管，使其穿过土层一直予以推进，直到吊在接收坑内。管道紧跟着掘进机或者工具管，埋设在两个坑之间。

顶管施工分类根据顶进管材的材质可以分为钢筋混凝土顶管、钢制管道顶管、铸铁管道顶管等；要是按照顶进管材的管径规格来区分的话，可以分为大口径顶管、中口径顶管、小口径顶管、微口径顶管；而根据顶管施工顶进设备的原理来进行分类，可以分为手掘式人工顶管、泥水平衡式机械顶管、土压平衡式机械顶管^[1]。

1.2顶管施工技术在城镇燃气管道建设中的应用现状

最近几年，在建设城镇燃气管道的时候广泛应用到顶管施工技术。现阶段的顶管施工技术在进行燃气管线铺设的时候，主要应用在河流、公路、穿越铁路等位置。但是，在之前的应用过程中，经常有顶进偏差大、沉降、穿越段路面隆起、顶进过程遇阻、竖井变形或坍塌等问题出现，不仅会损坏国家公用设施，还使施工安全和施工质量得不到保障。

2.顶管施工技术在某工程中的应用

2.1应用原理

某工程采用了土压平衡机械顶管施工，此施工方法属于机械顶管中的一种类型，应用了封闭式设计理念，掘进机顶进力与土压力及地下水压力之和相等，且掘进机的前进量与切削量及排土量相同。当土体被刀盘旋转切削下来之后，使用搅拌棒搅拌土体。要是粘土的含水量少，那么可以加入适量水，使其含水量增加^[2]。若是砂砾土质，或者粘粒量少，那么可以加入泥浆使其粘土成分得到增加。经过搅拌之后的土，必须要有良好的止水性、流动性和塑性。

为精确控制土压力大小，可以调整螺旋输送机的排土速度，或者调解顶管机的推进速度，使其位于主动土压力与被动土压力之间。但是因为刀盘没有面板，所以土仓的土压力与挖掘面以上的土压力是等价的，继而使土压平衡得到实现。

顶管施工的工作流程为：刀盘切削土体，螺旋输送机传输土壤，运送土壤主要由土车来进行。管道在液压油缸的工作作用下得到推动，然后进入到切削土壤所在的其余。通过这种方式的利用，在铺设管道的同时还不会影响到原有的土壤结构，使土地具有稳定性。

2.2技术特点

应用土压平衡顶管，有较广的适用土质范围。机器对于复土的深度没有苛刻规定，高出管径的1.5倍即可。使用全土质顶管机顶进粘土层的时候，需要的推力不带，不会影响到地面构筑物稳定性，控制好顶进速度，10m/d为平均的顶进速度。在实际进行顶进施工的时候，很少出现地面沉降问题，公路稳定性可以得到有效保障^[3]。

2.3顶管竖井的施工

顶管施工过程中的开挖地面面积虽然不需要太大，但是，需要进行接收竖井和顶进竖井的开挖。在此工程中，接收竖井和顶进竖井的结构都设计为矩形，使用钢筋格栅锚喷混凝土来进行支护，采用逆作法施工，其中主要的支护手段就是临时支撑、钢格栅、喷射混凝土、钢筋网片。需要工作人员在竖井内完成穿管、焊管、顶管等工作，所以必须要严格把控好竖井施工质量和施工安全。同时，浇筑混凝土锁口圈梁在地平处，以确保工竖井的结构强度。

在进行顶管施工的过程中，要在顶进前开挖竖井，为避免在开挖竖井的过程中出现坍塌现象，在实际的开挖过程中必须要时刻注意土体情况，确保其稳定性。锁口圈梁施工、井身施工、封底这3部分组成了顶管竖井，随着开挖深度的不断增加，要将钢格栅、连接筋、钢筋网片都进行逐层安装，以起到支护作用^[4]。另外，为使土体结构得到稳定，要利用喷射混凝土的方式来进行。

完成锁扣圈梁土方开挖之后，等到强度与原始设计强度相符合的时候，要砌筑挡土墙，当圈梁混凝土的强度达到90%之后，再来开挖基坑土方，应用分层开挖、分层支护的方式来进行竖井施工。每层土体的开挖要分块进行，从上到下、对角开挖、中心留核心土为开挖顺序，通过这种方式，才能确保在开挖过程中对于周围土体结构的影响得到降低。需要注意的是，禁止在同层贯通挖土^[5]。

开挖竖井的深度不断加深，为使竖井结构强度得到保障，以免出现竖井变形的问题，需要临时支撑竖井，一般情况下采用对撑或者角撑的方式来进行，最深区域的两道临时支撑使用角撑，要注意避开顶管洞口的位置。

结束语

通过上文的分析探究，我们知道在城镇燃气管道建设的过程中应用顶管施工技术，不仅可以避免出现沉降问题，还能确保土体结构稳定性，并且不会影响到施工现场周边的构筑物，有利于弥补以往城镇燃气管道施工过程中所存在的不足，提高施工质量和施工安全性的同时，还能满足人们对于燃气的需求，提高燃气供应企业的服务质量，同时也能进一步推动城镇燃气管道建设的发展以及顶管施工技术的发展。

参考文献

[1]贺国防. 城镇燃气管道建设前瞻性应用分析[J]. 城市燃气(7):19-22.

[2]李涛. 城镇燃气管道建设期完整性管理研究[J]. 石化技术, 2019(5):337-337.

[3]张胜刚, 黄一媛. 城镇燃气管道工程的施工特点及监检对策[J]. 建材与装饰(13):78-79.

[4]宋祎昕, 姚安林, 徐涛龙. 城镇燃气管道建设期完整性管理研究[J]. 煤气与热力(3):86-90.

[5]梁凤如. 市政给排水管道顶管施工技术的运用研究[J]. 建材与装饰, 2018(16):16-17.