市政道路排水顶管施工技术

市政道路排水顶管施工技术

浅谈市政道路排水顶管施工技术

摘 要：市政排水管道工程分布于城市每一个角落，是保证城市

地面水及时排除、防治城市水污染并使城市水资源保护得以良性循

环的必不可少的基础设施，确保其工程质量至关重要。文章就市政

道路污水管顶管施工和施工质量做出以下探讨。

关键词：技术简介；施工工艺；质量控制

中图分类号： o213.1 文献标识码： a 文章编号：

1前言

随着我国经济的快速发展，城镇规模不断扩大，特别是临近大中

城市的县镇，发展势头迅猛，为满足日益增长的排水量并合符国家

对城镇污水的监察和管理，县镇必须积极主动的建设更多、更大管

径的污水排水管。然而，对城镇特别是县城中心采取顶管施工不仅

能降低施工对城市交通、绿化带等市政设施的破坏，还能节省施工

成本。在城镇排水管顶管施工中，必须做好城镇排水管顶管施工前

的准备工作，科学矫正好泥水平衡压力和管壁摩擦力，并及时引入

和革新顶管施工技术，在确保顶管施工质量和工期的情况下尽可能

降低施工成本，为进一步完善和发展城镇排水管顶管施工技术提供

基础性的理论知识和实践经验。

2市政道路污水管顶管施工

2.1 城镇污水管顶管施工技术简介

顶管施工技术是一种用于城镇市政管道施工的非开挖掘管道推进

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技术，其优越性在于施工速度快，施工管道内表面光滑，密封性能

好，施工安全性好，基本不影响施工区域周围环境或者影响很小，

施工场地小、噪声小、作业深度较深。但排水管顶管技术也有诸多

问题，主要是顶管施工周期较长，工程造价昂贵等。目前，顶管技

术的发展已经非常成熟，且顶管施工工艺和方法也层出不穷。

（1）顶管施工工作原理：顶管施工技术作为一种新型的地下管道

施工技术，在不需要开挖路面的情况下，仅需要在垂直地面方向上

开挖顶管施工工作井，然后采用高压液压千斤顶将水泥或者将钢制

管道顶入地下。排水管顶管施工使用来自主顶油缸和管道间中继站

等方面的推力，将工具管等顶管施工顶进设备从工作井内穿过地质

层，同时，将市政排水管道紧随顶管顶进的设备进行埋设，实现排

水管道的非开挖敷设。

（2）顶管施工平衡理论的分类：常用的顶管施工平衡理论主要分

为三种，分别是气压平衡、泥水平衡和土压平衡理论。对顶管施工

技术，首要解决的是施工技术的适应性问题。在实际顶管施工中，

应根据区域不同的地质情况、施工和设计要求，科学选用顶管施工

工艺，科学地选择顶管机和配套辅助设备，保证排水管顶管施工的

顺利进行。

在顶管施工工艺中，工具管的作用十分重要，因此，选择工具管

必须重视其材质和质量，一般来说，市政排水管顶管施工中选用的

工具管是钢筋砼管，不仅能保证顶管施工的顺利进行，还能承受来

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自地面及周围等各方面的压力且具有耐腐蚀的性能。

2.2 顶管施工工艺及流程

目前，在我国常用的市政排水管顶管施工方式主要有2种：开放

型和密封型。其中，顶管施工密封型的应用最为广泛，并可分为顶

管泥水式推进法、顶管土压式推进法和顶管泥浓式推进法。

（1）泥水式推进法。通过使用刀盘掘进机并用科学设计的顶速来

平衡正面土压力，调节循环水压力用以平衡地下水压力。该工艺的

施工特点：在顶管施工过程中施工不间断，施工速度较快，且不需

要特别的改良地基或降水处理，地表沉降小。如图1为泥水式推进

法施工工艺示意图。

图1泥水式推进法施工工艺示意图

（2）土压式推进法。该方法主要是采用向工作间的切削仓内注入

一定比例的混合材料，使其充满整个泥仓的方法来平衡正面土压力

和地下水压力；施工推进中并不需要泥浆泵等输送混合材料的设

备，整套施工推进机器造价低廉；不需要对泥浆进行处理，整体推

进顶管施工的成本较低。土压式推进工法选用的顶管掘进机一般为

单刀或多刀盘土压平衡掘进机。土压式推进工法适用的施工管径一

般在φ1 000～3 000 mm之间。如图2为土压式推进法施工工艺示

意图。

图2土压式推进法施工工艺示意图

（3）泥浓式推进法。该工艺采用二次注浆处理，不仅能在很大程

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度上消减与地层间的摩擦阻力，还能顺利排出粒径为顶管直径1/3

的砾石等废弃物，保证顶管施工的顺利进行，较适用于城市排水管

长距离顶管推进施工。该顶管推进方法在顶管施工过程中，将地下

的土、砾石等废弃物分成两部分通过不同的方式输送至地表后再外

运处理。因此，泥浓式推进法的适用性非常广泛，除岩石外所有土

质条件均可适用。它适用的顶进管径一般在φ700~2 200 mm之间。

如图3为泥浓式推进法施工工艺示意图。

图3泥浓式推进法施工工艺示意图

顶管施工工艺流程为：挖掘工作坑，制作顶管的砼管→组装砼管

→油泵顶进→出泥→管道贯通→拆工具管→砌检查井→回填。

3市政道路排水工程污水管顶管施工管理

在城镇排水工程污水管顶管施工过程中，必须科学地对施工范围

内的各种地下管线进行详细的勘测，记录备案，并对施工区域地质

条件进行科学的勘测，并结合当地的顶管施工技术的现状，科学设

计顶管施工的路线和施工工艺，保证施工工艺的选择在符合当地经

济的前提下，尽可能提高顶管施工的进度和精度。在顶管施工中，

由于是非开挖施工，需要配套的施工自动测量和纠偏的仪器和设

备，科学的指导排水管顶管施工，确保顶管施工按照预定路线推进。

在顶管施工中，施工单位应建立并完善施工区域地面与地下测量控

制系统，并科学选择测量控制点，以便能确保地面观察者视线清楚、

方便测量和校核。在城镇顶管施工中一般采用土压平衡式工艺，封

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闭式顶进施工，确保施工地面沉降的影响较小。特别注意的是在排

水管顶管穿越地面建筑物时不准停机，并科学控制推进角度，但可

适当放慢顶进的速度来减轻对地面土层的破坏。

在城镇市政排水管顶管施工中，顶进过程中的测量与纠偏主要依

靠全站仪和激光水准仪来完成。在通常情况下，测量频率一般是1 m/

次，而纠偏校核一般为半节排水管测量校核一次，并运用激光水准

仪对顶管施工中的高程进行测量和校核，确保正确顶进的方向和深

度，对于工具头的方向偏差一般不超过5 mm。

在顶管施工穿墙顶进施工中，必须科学计算墙体及上面建筑物的

荷载和周围的承压力，制定科学的保护措施，保证顶管施工的顺利

进行。排水管管节的接头和防水措施：常用的混凝土管一般选用f

型橡胶密封圈柔性接口，氯丁橡胶楔形胶圈，并在排水管接头内设

止水钢环。

4市政道路排水管道的施工质量控制

4.1 防止测量和施工造成的病害措施

首先，施工前要认真按照施工测量规范和规程进行交接桩复测与

保护；施工放样要结合水文地质条件，按照埋置深度和设计要求以

及有关规定放样，且必须进行复测检验其误差符合要求后才能交付

施工；施工时要严格按照样桩进行，沟槽和平基要做好轴线和纵坡

测量验收。其次，施工过程中如意外遇到构筑物须避让时，应在适

当的位置增设连接井，其间以直线连通，连接井转角应大于135°。

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4.2 防止管道渗漏水

首先，认真按设计要求施工，确保管道基础的强度和稳定性。当

地基地质水文条件不良时，应进行换土改良处治，以提高基槽底部

的承载力。其次，如果槽底土壤被扰动或受水浸泡，应先挖除松软

土层后和超挖部分用砂或碎石等稳定性好的材料回填密实。③地下

水位以下开挖土方时，应采取有效措施做好抗槽底部排水降水工

作，确保干槽开挖，必要时可在槽坑底预留20cm 厚土层，待后续

工序施工时随挖随封闭。

4.3 做好管道闭水试验