【摘要】随着现代化城市进程的加快，城市地下管线越来越复杂，这对于城市排水管道施工提出了更高的要求。顶管技术作为一种新型施工技术，其在城市排水管道施工中的应用，不需要开挖路面，管道埋深范围广，不影响正常的交通出行，因此应积极推广顶管技术在城市排水管道施工中的应用。本文简要介绍了顶管技术，分析了顶管技术在城市排水管道施工中的应用。
【关键词】顶管技术；城市排水管道；施工；应用
近年来，城市基础设施日益完善，排水管道施工范围越来越广泛。传统的排水管道施工技术经常需要开挖路面，给人们的交通出行和日常生活带来很多不便。在城市排水管道施工中应用顶管技术，可有效解决这个问题，在实际施工过程中，应严格把关各个施工工序，加强顶管施工管理，不断提高城市排水管道施工质量。
一、顶管技术概述
顶管技术也称为非开挖管道敷设技术，是一种施工难度较大的技术。顶管技术在应用过程中，不需要开挖路面层就能穿过河道、铁路、公路、地下管线和地面构筑物[1]，和传统的开挖敷设技术相比，大大节省了施工工期和投资成本。并且顶管技术可减少施工粉尘，降低噪音，减轻对城市环境状况和交通条件的破坏和干扰，维持顺畅安全的交通秩序，是一种高效率、无污染的施工技术。由于顶管技术具有上述这些优点，被广泛的应用在城市排水管道施工中。
二、顶管技术在城市排水管道施工中的应用
1、合理选择顶进管
在城市排水管道施工中应用顶管技术，首先要合理选择顶进管，一般可以选择钢筋砼管，如果对顶进管没有相关的腐蚀要求，可选择钢管。按照钢筋砼的技术规程和标准，做好钢筋砼管的应力验算、配筋和规格设计。
（1） 顶进管长度
在应用顶管技术时，要合理设置顶进管长度，顶进管长度直接影响着顶管过程的经济性和可控性。在直线推顶过程中使用较长的顶进管可有效减少装管次数，施工下料较高。随着顶进管长度的不断增长，一旦顶进管偏离原定施工路线，再恢复正确的施工路线难度较大。在建设顶压坑时，如果顶压坑长度较长，在修复、支护、回填、挖坑等工序的施工费用也会早呢更加；反之，在直线推顶过程中使用较短的推进管同样也存在难度，由于短管很容易挤入周围土层，造成管列发生蛇形弯曲，从而降低管路顶进的准确性和可控性。因此，顶管技术在城市排水管道施工中的应用，必须合理选择顶进管长度，通常情况下，可根据管径来衡量的顶管长度，当L/D外 2.1时，是长管；当L/D外=1.15时，是标准管；当L/D外 1.10时，是短管[2]。
（2）顶进管直径
根据城市排水管道施工要求和施工现场的实际情况，确定合理的顶进管内径，然后再结合顶进管施工中所承受的荷载确定砼管的壁厚和配筋，从而确定顶径管外径。由于顶进管技术施工时，地上工作面上需承受挖土人员，因此一般情况下，顶进管内径应大于500mm。
2、做好顶管施工的准备工作
（1）现场布置
在城市排水管道施工现场，合理布置弃土坑、注水系统、拌浆材料堆场、拌浆棚、管片堆场、料具间、自动控制室、起重设备等，在工作井中设置反力架、主推千斤顶、前顶铁、顶管机、发射架等顶进设备，在井边安装下井扶梯，便于施工人员上下。
（2） 顶进管后背墙设计
后背墙用于支撑千斤顶，因此后背墙必须具有较高的坚固程度。一般情况下，后背墙主要通过加厚或者加宽的方法进行制作，保障后背墙的坚固度。在设计后背墙时，要采用水泥加钢筋工艺，确保后背墙受力均匀，用钢板对后背墙形成辅助作用，可有效延长后背墙使用寿命。另外，后背墙设计还应考虑到顶进管顶进方向和后背墙表面保持垂直，将误差控制在允许范围内，包括水平扭转度和垂直度。
（3）顶管机进出洞口位置加固
为了确保顶管机进出洞口的安全性，可采用高压旋喷桩对顶管机进出洞口区域的土体和后靠土体进行加固，为了防止顶管机进出洞口造成泥土流失，应在工作井洞口设置止水装置。
3、顶管井设计
在城市排水管道施工中，采用顶管技术，利用顶进设备将圆形或者箱形构造物缓慢顶入路基中，形成立体交叉的涵洞或者通道。顶管施工之前，应在城市排水管道确定的施工管段设置接收井和工作井，在工作井中安装推力装置，将导轨顶管机头逐渐推入土体，利用机头导向，向前顶进钢筋混凝土管，从工作井中运出前端土体，完成排水管道铺设。
顶管井有多种建造结构，一般主要使用钢筋混凝土结构，工作井结构形式主要有单排孔井和单孔井，单排孔井多是矩形，单孔井有矩形、正方形、圆形等，从矩形、正方形、圆形，它们的结构受力性能逐渐递增。在布置顶管井结构时，在顶管井中设置内支撑，改善顶管井结构受力。在施工过程中，工作井应按照双向顶进设计，和接收井保持一定间隔距离，顶管井施工完成后，按照设计要求在接收井和工作井位置做检查井。
4、顶管施工工序
（1）穿墙
将穿墙闷板打开，用工具管顶出，设置穿墙止水设备，在施工过程中注意以下几个问题：其一，在穿墙管中填充和夯实低强度拌合土和水泥粘土或者密实的纸筋粘土，发挥临时挡土和阻水作用；其二，为了确保穿墙孔外侧土体有足够强度并且保持稳定，在工具管穿墙之前，采用注浆方法来固结窗墙管外侧；其三，穿墙前仔细分析可能出现的问题，制定有效的解决措施。
（2）顶管出洞
在顶管施工作业中必须要注意顶管出洞，第一节管子和顶管机从工作井中破出进入土体中，这个过程是顶管技术施工的关键工序，为了防止顶管发生偏斜，要使用工具管调零，在工具管井壁上安装支撑设备，一旦发现下跌，及时用主顶油缸纠正偏移，在工具管出洞之前，设定初始角来弥补顶管下跌。
（3）注浆减阻
在顶管施工过程中，可通过压注触边泥浆将顶管周围空隙填充严密，形成泥浆保护层，起到降低顶进阻力、减少地面沉降、支撑地层等作用[3]。首先，和顶进工作同步进行，对顶管机头进行压浆，然后在混凝土管道和中续间合适位置做好跟踪补浆。
（4）顶管纠偏
当顶管机头偏离排水管道施工的设计轴线后，利用纠偏千斤顶组，适当调整机头端面方向，控制偏差，使顶管沿着施工设计轴线逐渐顶进。城市排水管道的顶进纠偏可设置4台纠偏千斤顶组，做好纠偏控制操作，如果管道偏左，应千斤顶右缩左伸，如果管道出现方向和高程的偏差，要注意先纠正偏差大的一面。在纠偏时，要尽量采用小角度分级逐步的顶进。
结束语：
在城市排水管道施工中应用顶管技术，具有很多不可比拟的优势。结合顶管施工技术的特点和城市排水管道施工现场的实际情况，采用合适的施工工艺，严格把关顶管施工技术的各道工序，提高排水管道施工质量，降低对周围环境和城市交通的影响，提高城市排水管道施工的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]周岩. 顶管技术在城市排水管道施工中的应用[J]. 现代物业（上旬刊），2012，04：28-29.
[2]黄贵. 顶管技术在城市排水管道施工中的应用[J]. 科技信息，2011，18：272.
[3]詹仕发. 顶管技术在市政给排水管道施工中的应用探讨[J]. 福建建材，2014，01：31-32.
