顶管法在城市污水管道中的应用

顶管法在城市污水管道中的应用

方怀谦

北京城建道桥建设集团有限公司 100124

本文介绍了市政污水管道的特点、常见的五种施工方法、适用对象和优缺点，并以顶管法施工为例，详细分析了工作井和接收井施工、顶管出洞、顶管进洞以及顶管测量控制等方面的难点、操作注意事项和顶管法在施工中可能遇到问题的解决方法等，为污水管道工程施工提供参考。

关键词：污水管道；顶管法；重难点

污水管网是城市市政基础设施的重要组成之一，合理地建设城市污水管道对于保证城市生产生活的正常运行具有重要意义。在建设城市污水管网中，污水管道的施工安装技术是非常重要的一环。

1市政污水管道的特点及常见的污水管施工方法

1.1 城市市政污水管网特点

（1）城市建设中由于社区和道路分布较广，致使城市污水管网分布面积广，安装路线长，并且牵扯的构筑物类别较多，不能一概而论。

（2）由于城市污水排放一般靠自重流动，即从高到低的趋势流动。因此，城市污水管道的埋深一般较大。

（3）城市污水管道直径大小不一且材质类型较多，不同的污水排放类型对管道的直径和材质要求不一，导致其成本差别较大。

（4）由于城市遍布各种构筑物且地下空间分布复杂，各种建筑物基础和管线纵横交错，导致实际施工过程中情况复杂多变。

1.2 常见的污水管施工方法

1.2.1 明挖（开槽）施工方法

开槽法施工由于其施工方法简单，在城市建设初期得到了广泛的应用，目前多用于污水压力管的施工。该方法主要是利用开槽技术在路面进行一定宽度和深度的开挖，之后在槽内进行污水管道的配装施工，最后进行回填恢复路面。虽然开槽法施工具有施工方便等特点，但该方法对污水管道的埋深和作业区域面积有较高要求，一般适用于浅埋管道且作业面积大等工程。此外，该方法破坏了原始的地面，不仅扩大施工周期，而且影响地表交通。

1.2.2 暗挖施工方法

（1）顶管施工方法

顶管法作为常见的一种城市污水管道施工方法，在城市污水管网组建中得到了广泛的应用。该施工方法在施工前应建立相应的工作井来配合施工，其主要方法是采用千斤顶顶推预制好的污水管道，从而将管道从始发井推至接收井。该施工方法一般要求工程所处的土质较为松软，设计埋深较大且管道直径大小为0.3m~4.0m。此外，该施工方法具有扰动小，对地表交通影响较小且施工精度高等优点，但同时其造价较高，一般会在复杂的施工条件下采用。

（2）水平定向钻施工方法

水平定向钻施工方法按照设计的施工路线，采用水平定向钻机工具精准地钻出一个导向孔，之后将导向孔进行孔径拓宽，待孔径拓宽到设计值后利用牵引装置将管道就位，最后完

成管道拼装。该施工方法常用在城市交通等不宜开挖穿越的工程中，且管道管径一般适用于0.3m~1.0m，对于短距离管道施工具有较大优势。该方法具有施工速度快、对地表影响小

且建设成本较低等优点，同时具有精度低、误差大以及适用面窄等缺点。

（3） 盾构施工方法

盾构法施工时需要先设立始发井和接收井，通过始发井将盾构隧道安装就位，之后在盾构机刀盘和自身推力的作用下向前推进，在盾构机推进的过程中同时安装预制管片进行注浆加固处理。该施工方法适用于埋深较大、地表有大范围构筑物以及管径较大的城市污水管道主干施工中，管道管径一般不小于3.0m。该施工方法具有施工速度快，精度高以及对环境影响小等优点，但施工成本较大，技术要求高且可能会对地表沉降产生一定的影响。

（4） 夯管施工方法

夯管施工法即采用夯管锤夯击方法，将带有钢制切削管头预制污水管按照设计要求并在冲击力的作用下夯入地层，待完成夯击后，拆除钢制切削管头并采取一定的方法将管道内遗留的土体取出，最终拼接管道，完成安装。该施工方法适合于路面宽度较小且距离较短的工程，且管道管径一般在0.2m~1.8m。该施工方法具有施工简单、速度较快以及建设成本低等优点，但对污水管材质有一定要求，即仅限于钢制污水管，且夯管锤冲击力可能会造成管道损伤。

2 顶管法施工安装技术

2.1 工程概况

某城市污水管道建设项目处于城市主干道附近，由于路段的交通流量较大，导致管道施工过程中需要规避车辆的影响。该污水管道工程土管选用管径为600mm~1500mm的钢筋混凝土管，管道长2.2km，采用顶管法进行施工。

2.2 顶管法施工工序

顶管法施工过程中需要先进行始发井施工，之后进行预制污水管道顶进施工，同时对接收井进行施工，可以分为8个施工阶段，即：水通、电通、道路通以及场地平整；始发井施工；钢筋混凝土井壁施工；钢筋混凝土管道顶进施工；接收井施工；检查井钢筋混凝土施工；超挖区域混凝土灌实施工；地表及周围环境恢复。

2.3 施工重难点及解决方法

2.3.1 工作井、接收井施工

（1）对于工作井和检查井，采用逆作法进行施工，土方开挖过程中可采用人工和机械开挖，并将土方运输到临时渣土场堆放处理。

（2）进行第一次的开挖工作，一般开挖至1.5m～2m深度时进行衬砌施工处理。

（3）工作井的主要施工工艺流程为：首先进行井筒的开挖工作，接着进行临时支护工作，之后再进行钢筋绑扎，最后进行混凝土浇筑。顶管工作井施工工艺流程见图1。

图1

（4）重复上述工作，直至井筒施工完成，最后进行底板施工。

（5）对于检查井施工，首先进行井筒开挖工作，接着进行临时支护工作，之后再进行钢筋绑扎和混凝土浇筑，最后进行检查井回填和恢复。

2.3.2 顶管出洞施工

顶管出洞是顶管法施工重要的步骤之一，因其施工难度大，被称为最易发生事故的施工工序。工具管的使用对施工人员专业素质要求很高，施工前应进行专业培训，保证施工过程中顶管出洞顺利进行。工具管使用注意事项：

（1）工具管在使用前应进行严格调零至其成为一条直线，然后将纠偏油缸进行锁死。

（2）工具管出洞后要在井壁上设置支撑，防止其前端下跌。

（3）若工具管发生下跌，应在其出洞后立即进行测量并纠偏。

（4）为了防止工具管在出洞后下跌，可在出洞前提前预设一定大小的初始角。

2.3.3 顶管进洞施工

顶管进洞施工为上一段管道施工完成之后，顶管机进入接收井后再进入下一段顶管进洞推进的过程，应做好以下工作：

（1）提前在接收井的砖墙门内描绘出工具管的位置。

（2）对砖墙门进行拆除。

（3）适时将工具管顶入接收井内部预制好的平台上面。

（4）按要求对第一段管和接收井之间的间隙进行封堵。

2.3.4 顶管测量控制

（1）建立测量控制和井下测量平台。严格按照设计要求，在设计位置合理布置测量控制点，并对起始点的顶管精度进行反复确认。在测量点布置之后，应进行有效地保护，防止发生移动。

（2）顶管轴线与标高控制。利用激光经纬仪对顶管机上方的基准点进行准确确认，并做到每天对基准点进行复测。

（3）顶管测量定期检查校核。施工过程中由于不可抗力的因素，可能会对既有测量点产生扰动，应定期进行检查复核。顶管允许偏差值见表1。

表1 顶管允许偏差值表

结束语：

市政污水管道的建设对于保证城市排水安全具有重要意义，顶管法施工技术在施工过程中对地面交通及周围环境影响小，并能够避免对道路路面破坏，不仅适合城区内道路施工，而且其施工布设也更加灵活。

参考文献：

1. GB 50268-2008. 给水排水管道工程施工及验收规范 [S]. 2008

2. 马宁.  城市建设污水管道顶管施工技术探析 [J]. 江西建材. 2017(21)