时间：2022-10-27 15:09:50
关键词：统计技术 大口径顶管 沉井
1998年12月份，我们承接了郑州市污水处理厂厂外5100米D2600大口径顶管工程。我们采用DK式D2600土压平衡顶管掘进机进行顶管施工。
郑州市王新庄污水处理厂是淮河治理的重点工程，D2600大口径顶管工程施工在中原地区是首次。在工程施工过程中，有许多技术问题是我们在以往小口径顶管施工过程中所未面临的。为此，在工程施工过程中，我们采用统计技术对工程中的关键工序和技术措施进行统计技术分析，经过一年多的工程实践，取得了良好的效果，为我公司完成郑州市王新庄污水处理厂厂外顶管工程起到了不小的作用。
下面，对我们在D2600顶管工程中，所用的统计技术进行分析总结。
统计技术：就是在工程实践中，将影响工程质量的一些技术数据进行统计分析，并指导以后工程的施工。
在王新庄污水处理厂厂外D2600顶管工程中，为保证工程顺利施工和总结经验，我们主要采用了如下的统计技术。
1、工程进度统计：
在工程开工前，我们对DK式大刀盘掘进机施工了解甚少，特别是大口径顶管工程施工，而郑州市王新庄污水处理厂工程是全国淮河治理的重点工程之一，如何能按期完成施工任务是我们需要解决的问题之一。为此，我们对工程进度进行统计技术分析，以确保顶管工程能够按照合理的进度完成施工任务。
在施工中，我们主要对工程实际完成工作量和累计完成工作量进行分析总结，及时发现工程施工进度存在的问题，并上报经理及时进行调节，确保以后的工程能够按照合理的进度进行施工。这里就1999年的进度统计分析举例如下：
从成果分析总体来看，全年时间过去3/4，但项目部及顶管项目分部没有达到年责任目标的3/4（即3000万元及2325万元），特别是顶管项目分部只完成年责任目标的35.67%，需在以后的三个月中采取措施，力争完成或接近完成年责任目标。
从成果分析月完成产值来看：
1、 沉井项目分部在6月份没有完成任务。主要原因：当月资金不能及时到位。因浇井壁用混凝土为商品混凝土，不能及时向分供方付款，故分供方提供商品混凝土不及时，井壁混凝土不能及时浇注。经过五公司项目部的努力，这个问题在以后的工作中得到缓解。
2、 顶管项目分部在3、4、5、7月份都没有完成任务。主要原因：
①、 因采用土压平衡式机械顶管施工是新工艺、新技术，职工首次使用，对有些程序和工艺不熟悉，虽有上海师傅的帮助，但施工进度较慢，故影响了2、3月份的施工进度。
②、原计划1#机头从2月份开始顶进，2#机头从3月份开始顶进。1#机头已按原计划执行，但2#机头由于设计部门图纸不能及时提供，使沉井无法施工，至4月份才提供部分施工图纸，使得2#机头从6月份才开始顶进，故影响了4、5两个月的顶管进度。
③、7月份没有完成任务为1#机头出现问题。主要原因：顶管机械出现事故；另外第一段中继间加制过长，造成中继间对顶进作用减小；同时，设计院未对土质情况进行交底，施工中，土质情况发生变化，造成顶管顶力加大。
从以上问题分析总结出影响五公司项目部施工进度主要原因是：
A、 工人对新工艺、新技术掌握熟练程度不够。
B、 设计部门未能及时提供施工图纸。
C、 资金不能及时到位。
通过对施工进度的统计分析，我们将安排工人认真学习，熟练掌握顶管技术，并在每一次掘进机出洞认真进行检修，保证掘进机在顶进过程中不发生不应有的故障。同时，我们将同设计院进行协商，督促他们及时出图，不影响施工。在以后的施工中，得到了明显的效果，保证了工程的顺利。
2、沉井下沉统计：
在D2600顶管工程中，我们采用工作井顶进、接收井接收的施工工艺，工作井和接收井下沉是顶管工程施工的关键工序之一，为保证沉井施工能达到设计和规范的要求，保证顶管工程质量。我们对沉井下沉进行统计技术分析，确定沉井下沉施工重点，分阶段进行控制，在工程实践中，取得了良好的效果，同时也为以后的沉井工程积累了经验。现以6#工作井沉井下沉统计技术分析举例如下：
一．折线图：
关键词：顶管施工；技术；要点分析
中图分类号：TU74 文献标识码：A
引言
在市政工程中，顶管技术在地下的管道工程和繁华路段的道路的建设和改造等工程中起着至关重要的作用。该技术从根本上解决了由市政工程施工造成的路面破损的问题，保证了道路的畅通，保护了城市的环境。相对于传统的老方法而言，顶管技术满足了城市发展对给市政工程的要求，从社会效益上说，因为它不会对人们的生活产生重大影响；从经济效益上说，因为它能提高工作效率，节省大量的人力物力。市政设施正在不断的完善，地下各种管道的建设将会持续增加，顶管技术的发展空间也将越来越大。在实际施工中逐步探索、总结经验，能保证顶管技术更好更快地发展，可以将一些先进的技术运用到实际的施工当中去，不断的发展顶管施工技术可以不断的推进市政工程的建设，进而推动城市的发展。就现阶段而言，顶管施工技术还仅仅是运用到了开挖隧道、铺设管道等工程中，还可以对现阶段的施工总结经验，等到技术成熟后逐步向其他工程推广。我们应紧跟时代的步伐，不断地丰富顶管施工的相关知识，进一步完善顶管施工技术。
一、顶管施工的发展历史和施工工艺
1、发展历史。F形顶管施工技术在发达国家已经有30年的使用史，其中一些国家已经应用普遍，并且在我国的一线城市中也得到了使用和发展。在建设施工中，随着工程的不断完善，顶管施工在向污水和雨水分流制方面发展，造成了污水处理厂的不断增加和扩建，为了防止因为挖路而对道路造成的破坏，以及开挖管施工带来的二次工程，使总体工程的造价成本升高，因此顶管和长距离顶管的数量会与日俱增。
2、施工工艺。顶管施工是借助中继间的顶进力和主顶油缸的作用，把工具管和顶管掘进机从工作中挖设的坑内，穿过一定的土层到达接收坑内再吊起。同时将紧跟着挖掘机后面的管道埋设在挖设的两个工作坑之间。顶管技术是一种最早的非开挖管道施工方法，是在继盾构之后又发展起来的先进的地下管道的施工技术。开始的时候，顶管的施工是跨越孔在施工的时候顶进钢套管，但是随着顶管施工技术的发展和改进，顶管施工方法用于在没有套管的基础下顶进永久使用的公用管道，比较普遍的是重力管道是比较普遍的。顶管施工过程中使用最多的工作面平衡理论是气压: 、泥水、土压三种。
顶管施工法和传统的开挖施工法比较有以下优势:在施工中开挖的部分只是工作坑和接受坑，而且比较安全，对交通的影响也小;在管道顶进的施工中，只需要挖除管道断面的土，文明施工程度高，挖土量非常少;在覆土深度比较大的情况下，进行施工的成本比较低。同时它还存在一些不足，曲率的半径较小，这需要把多种曲线组合在一起才能使用，因此施工的时候就比较困难;在软土层的施工过程中，易产生偏差，然而对这种偏差的纠正比较难，因此管道产生不均匀下沉的几率会比较大。
二、顶管施工技术的适用范围
近几年，“拆迁”这个词越来越频繁的出现在人们的视野里，那么当今社会为什么会有这么多拆迁呢？当然，有一部分是因为新建工厂、房屋改造，但是有一部分是修建地铁、铺设管道。那么，如果运用了顶管施工技术就将完全没必要进行这一部分的拆迁了。在开挖隧道，铺设管道或修建地铁时，施工范围内如果有大量的建筑，传统的工艺技术就不能进行开挖，如果不拆迁。这时候就可以通过顶管施工技术进行处理。目前，国内的工业水平在不断提高，工业废水越来越多，新建的工厂也越来越多，那么需要铺设的排污管道也就越来越多，通过排污管道这些工业废水将进入污水处理厂。在铺设这些管道的工程中，顶管施工技术发挥了不可磨灭的作用。通过不断地实践总结，其结果表明，顶管施工技术在铺设管道时主要具备以下几点优势：施工时不会导致工地地面建筑的拆迁，遇到地下管道时也不必重新设计，减少了设计者的工作量；施工不会破开地面，占用地表面积小，对人们的生活和道路交通影响小；机械是施工的载体，可以节省人力物力还可以提高作业效率；然而有人担心地下挖隧道会使地面下沉，关于这一点顶管施工技术也可以完美解决，这项施工技术对周围的环境和建筑不会产生影响；在人们的印象中工地是很嘈杂的，但这项技术产生的噪音却很小，并且是在地底工作，所以噪音能得到很好的控制，不会出现干扰人们正常生活的情况。
三、顶管施工技术在市政工程中的应用
施工方案的选择首先应根据地质情况而定，要清楚现场的地质状况，其次是设备的选型。2011年我公司承接了广州市北十条污水截流顶管工程。本工程顶管穿越地层时采用力学性能较差，具有较强渗透性的粉质粘土和砂质粉土，宜采用全封闭机械顶管土压平衡掘进机进行施工。
1 主顶进系统设置。 主顶进系统包括顶进环、液压泵站、油缸组和钢后靠等，顶管设备系统的主要组成部分是完成管节顶。
2 注浆设备系统。顶管的使用功能由顶管外壁的泥浆套决定。为确保顶管能够向管节快速压浆，形成良好的泥浆套，真正发挥其作用，施工过程中可设置两套管路系统和两根总管。其中的一根用于掘进机后部的同步注浆，另一根则用于随时进行补浆。
3 泥水出土系统。 该工程泥水系统采用二台泥浆泵。一台放在地面上为输送泥泵，另一台放在基坑下面为排出泥泵，形成泥浆循环系统。顶管工作坑设施布置：将两根50钢轨及钢板预埋件焊接成基坑导轨，在工作井底板基础上以中心线为基准确定钢板埋设的位置，埋设过程中，为确保预埋钢板和导轨的焊接效果，应注意钢板埋设的位置应与钢轨导轨相吻合。因为导轨施工采用的是拼装式主顶油缸架结构，所以一定要按指定的位置和设计要求正确安装主顶油缸架，确保油缸在受力状态下不会出现位移、变形等情况。高程与平面安装误差应控制在5mm以内。
4 顶管施工工艺流程。 首先根据勘察设计资料，对所有水准点和导线点进行复测，然后根据结果进行管道的放样，对将要顶进的所在位置的地面和断面进行标高测量，以便导向施工时精确的控制标高，本工程顶管，采用水准仪和全站仪进行测量和线形控制，“勤测勤纠”根据测量反馈结果，调整千斤顶，使机头改变方向，尽量做到纠偏在偏位发生的萌芽阶段。
4.1 平面控制。为使两井间顶管贯通，将竖、横方向的误差在100mm以内，应在工作井与接收井周围预埋地面导线点，通过地面导线点和空导点，以导线测量的形式，将平面控制成果引测到施工现场。通过地面导线点及空导点构建平面控制网。用科力达全站仪测量导线测量，六测回方向观测，测角精度+1，测距六测回，双向观测，测距相对误差
4.2 高程控制。利用设计交桩给出的水准点，将高程引测至工作井附近，确立施工临时高程控制点。通过钢尺和自动安平水准仪进行水准测量，往返观测。观测过程中要时时关注其发展趋势及机头姿态，一旦发现其位置偏移就要及时纠正，以免影响后续施工效果。
4.3 顶管姿态测量。为了在顶管施工中保证掘进机仍按设计轴线前移，施工时要对顶管动态进行实时观测，根据观测数据绘制出顶进示意图，并对顶管的技术参数进行合理的调整，为顶管的正常推进提供技术支持。
4.4管道排风措施。 该工程采用排风措施，虽然地下沼气不会对封闭式的机头产生影响，但为了防止管内气压过低而缺氧，提高测量精准度，可通过连接PVC管的11KV鼓风机向机头输送空气。
4.5 管道内照明措施 管道照明设施均采用36V安全电压，通过工作井内操作平台上的配电箱进行电源供给，并设置应急照明系统，每隔三个管节上安装1只60W的管道照明灯，发生停电故障后可启用应急照明系统，使作业人员安全撒离。
参考文献:
我于2014年7月毕业于黑龙江科技大学，采矿工程专业。同年9月聘任为某矿掘进区见习技术员，2015年9月-2018年7月期间担任掘进301队主管技术员，负责掘进301队规程、措施的编制、审批及贯彻，并全权负责掘进301队现场技术指导工作 。2018年7月-至今担任集贤煤矿生产技术部掘进组现场掘进技术员，负责掘进各队组现场安全生产质量管理及技术指导；掘进规程、措施技术指导及审批；局部采区巷道设计；月末掘进安全生产质量标准化验收工作；安全风险分级管控和隐患排查治理双重预防机制汇总及编制工作。
担任掘进技术员期间，掘进301队施工的二段东一采区一片下料道110工法，为保证采煤切顶过程和周期来压期间巷道的稳定，采煤在实施顶板预裂切缝前掘进301队在巷道顶板采用锚索挂拔丝网横纵双向加固巷道，并且对巷道前进左侧顶板打设切顶爆破孔。作为掘进技术员的我跟班施工110工法支护及切顶钻孔打设，我在井下现场贯彻施工要求，给点施工，施工过程中此巷道110工法施工难点在于切顶钻孔打设，措施要求切顶眼间距为300mm，孔口距巷道中线向前进左帮侧1850mm，孔深4800mm，切缝炮孔与铅垂线夹角为20度，并且保证切顶钻孔打设成一条直线，施工期间由于采用锚索钻机（MQT-130/3.2）施工直径42mm切顶钻孔，施工切顶钻孔角度不好掌握，施工效率低，由于施工工期紧，在施工的过程中我不断和员工交流，不断总结经验，完善施工方法，最终采用钎杆对比法，在已经量好的角度打设切顶钻孔，再在将一根钎杆插人钻孔中，利用这根钎杆作为参照物，以此类推，并且每10根检查一下钎杆角度，保证了巷道切顶钻孔施工角度，保证了施工效率，完美的完成了110工法顶板支护及切顶钻孔打设工作，并且得到了单位领导的高度表扬，并在于2019年6月在龙煤双鸭山公司第五届科学技术大会中荣获集贤煤矿坚硬顶板薄煤层切顶技术研究应用科技成果二等奖。
担任生产技术部掘进组现场掘进技术员以来，我不断学习，刻苦努力，并能够出色的完成领导交办的各项工作任务，在现场技术指导管理中，我充分利用自己优点，充分发挥自己的长处，不断改善自己的不足之处，经过我的实干工作精神，曾多次受单位领导的表扬，在此我经常深入井下，为掘进各队组提供现场技术指导，保证了现场安全生产。针对掘进各队组的规程、措施的审批，我都认真负责，以现场实际为标准，保证了技术指导到位。对于掘进各队组安全生产质量标注化工作，我始终严抓，只有质量标准化高了，掘进各队组才能安全、高效生产。对于局部采区设计我多方面考虑，优化设计，尽可能减少队组施工难度，保证了队组生产效率的提升。我参与掘进系统安全风险分级管控和隐患排查治理双重预防机制的汇总及编制工作，从中抓风险，制定管控措施，从源头遏制风险，保证了安全生产。
我很庆幸能够进入集贤煤矿生产技术部掘进组这个大家庭，在这里我学习到了很多知识，总之我会继续严格要求自己，我会更加努力的学习专业知识，不断地克服困难，从实践中不断的总结学习，不断的丰富自我，今后我会更加经常的深入井下，有针对性的学习现场、设计知识，努力提升自己业务能力水平，这样我才能更好的为掘进各队组提供技术指导，才能更好的保证集贤煤矿掘进安全生产，从而为煤炭事业贡献出自己的一份力量。
关键词： 顶管技术，给排水，管道施工
Abstract: this paper through the combined with concrete engineering examples, this paper expounds the pipe jacking technology in the construction of municipal engineering application and key points of construction, and discussed the pipe jacking construction of the existing process problems, network retrofit for similar construction with a certain reference.
Keywords: pipe jacking technology, water supply and drainage, pipeline construction
中图分类号：S276文献标识码：A 文章编号：
顶管施工技术是一项涉及到电子技术、冶金、地质学以及化学等多门学科的综合施工技术。随着城市建设的高速发展，城市市政管网的建设已经进入一个新的高速发展期，无论是城市新管网的建设，还是城市老管网的更新改造与配套完善都是当前各城市面临的新课题[1]。
目前，在许多城市市政管网施工时，由于多年形成的各种管网纵横交错，很多管线地下位置不明，原始设计图纸档案丢失或不全等因素，市政管网铺设受到施工现场周边环境限制，无法采用明沟开挖来埋管施工，而顶管施工技术能够保证施工管线线路的精度、管道曲率半径大小、顶进的区间长度，所以顶管技术在市政给排水施工中得到了突飞猛进的发展和应用[2]。
1工程概况
由于老城区市政管网存在多数管道口径细小、年代久远且老化严重等现象，已不能满足正常城区给排水需求。为了保证人民生产生活正常进行，市政府对社区12个点的管网进行更新改造。
这次管网更新改造工程所涉及施工地点地质情况复杂，管道施工中需要多地点穿越公路、区民点、城市道路交通路口，以及现有地下构筑物、管道等。为了不影响上述地点的正常运行，我们根据不同的地点，不同的地质条件，结合施工设计及规范要求，采用了顶管工艺施工技术进行施工。工程现场平面及场地环境条件如图1所示：
图1：工程现场平面及场地环境
2、顶管技术应用特点
顶管施工技术是一种能够通过采用少开挖或者不开挖的管道施工技术。它最显著的特点就是不开挖或者少开挖, 除了对工作井和接收井进行开挖外, 其他的管道铺设均不需要开挖土方, 它的实质就是通过土层穿洞操作来实现管道工程施工。其施工人员仅在工作井和接收井中进行施工, 并可在地面操作及室内进行遥控控制, 施工安全可靠性很高。顶管施工技术能够减少地表沿线的拆迁工作量，降低工程造价，但也存在缺点：施工技术难度较高，需要详细准确的工程地质和水文地质勘探资料。
顶管技术施工原理是在管道的沿线按设计的方案设置顶管工作坑和顶管接收坑，工作坑内设置锁紧片，吊入掘进机以及要顶进的钢管，接驳照明，泥浆管等管线，然后用锤击式掘进机缓慢顶进顶管，通过压浆系统使管节周围形成泥浆套，管道在泥浆套中滑行，在顶进的过程中通过激光经纬仪测量顶管的方向，直至将钢管顶至接收坑内[3]。顶管施工技术结构如图2所示：
图2：顶管施工结构图
3.顶管施工方案
3.1顶管设计
根据《给水排水管道工程施工及验收规范》的规定,顶管总推力按下式计算:：
（1）
其中; P为计算的总顶力，为管道的外径， r为管道所处土层的重力密，H为管道顶部以上覆盖土层的厚度，为管道所处土层的内摩擦角，f为管道表面与周围土层之间的摩擦系数。如果采用触变泥浆减阻措施时,取值为0.15；L为管道的计算顶进长度； PF为顶进时工具管的迎面阻力。
PF的计算公式为:（2）
式中: R为500kN/m2 ， t为0.032m。
普通每节钢管所能承受的最大推力可按下式计算:（3）
式中: 为钢管的外径, m; t为钢管的壁厚, m。
经计算, DN3400钢管允许顶力为75287kN, 顶管主顶选用8台200t千斤顶, 千斤顶顶力为16000kN,可以满足一级顶进的要求, 最大顶力在16000kN时, 可以顶进的长度是84m。
主站最大顶力16000kN,每个中继间设35个千斤顶, 每个千斤顶顶力为500kN，每个中继间总顶力为17500kN。根据推算的结果可以满足工程推力的需要。
3.2施工工艺流程
本工程采用泥水平衡顶管施工，根据顶管施工的工作特点, 该工程的关键施工工序：测量放线工作坑开挖坑内设备安装机头穿墙出洞顶进注浆下管管道接口焊接管道贯通竣工验收结束。具体流程详见图2：
3,3施工难点
1) 泥水压力一定要合理。压力如果过小，会涌入大量的泥砂，会造成路面破坏，地面建筑沉降开裂；压力如果过大，会增大主千斤顶负荷，严重的可能产生冒顶现象。
2)对于工程地质复杂、恶劣的软土层, 必须采用水泥注浆进行加固。
3）如果利用触变泥浆注浆进行减阻，顶力控制的关键在于如何最大限度的降低顶进阻力, 而降低顶进阻力的最有效方法是注浆, 注浆使管道外壁形成泥浆套, 从而降低顶管顶进的阻力。
4）由于可能会存在地下水位较高的情况时,必须采取地面设置降水井点进行降低地下水位, 防止出现管涌现象。
5)在特殊工程地质地段要进行动态施工监测, 观测在顶进过程中地面及建筑是否发生沉降变形和土体移位情况, 以便采取保证质量安全预防措施, 保证施工安全。
6）结合地质情况, 在地下水位高的地区不能采用钢板桩坑、瓦楞钢板坑等防水性较差的结构形式; 推荐采用钢筋混凝土沉井作为工作坑和接收坑的结构形式。工作井和接收井的尺寸及形式应在满足结构和施工要求的前提下尽量减小尺寸,以降低工程造价[4]。
3.4各主要工序施工方法
1) 穿墙顶进。顶管进出洞是整个顶管市政管网施工过程中的关键环节之一。本工程是采用在进出洞口安装可拆式止水钢圈，并在钢圈上安装止水胶圈，达到止水效果，同时在支护桩的外边线做旋喷桩止水幕墙防止外水渗透进入。
2) 正常顶进。管道开始正常顶进时，顶管机大刀盘切削前方土体，切削下来的土体进入顶管机的泥土仓内，经刀盘的搅拌与进浆管送入的清泥浆搅拌成浓的泥浆，再通过排浆管道将浓泥浆排出机头。
3）工具头的偏位作好记录。在工作坑后座位置设置测量基座,测量基座由地面引入地下，避免工作井的变形引起的误差，将全站仪放置在其上调平后，使全站仪发射的激光沿着顶进方向水平射出，打在工具头的测量靶位上，通过望远镜读出工具头的偏差。
4) 中继环接力顶进。随着顶入距离的增加，产生的摩阻力也随之增大，主顶推力也随之增大，管节强度和工作井的结构强度不能满足顶力时，需采取中继环接力顶进。中继环内均匀地安装有许多台小千斤顶，通过中间的小千斤顶的伸出动作，推动外套往前推出，外套向前推动管节一段距离，又通过后部主顶推动管道运动，使小千斤顶缩回复位，不断往复运动推进管节，使整段管道向前推进。
4、结论
顶管技术从根本上改变了市政管网排水工程施工时造成破损路面的现象，大大保护了城市的环境和交通畅通性,相对与开槽埋管从社会效益与经济效益上更具优越性。特别是在不稳定及饱和土层中以最小的破坏和最大的保护环境的特点，解决了市政给排水管网的技术性难题。顶管技术适用于各种复杂的城市地形，顶管技术可极大满足城市发展对给排水工程的要求，加大推广顶管施工技术力度势在必行。
参考文献
[1] 杨军等, 浅谈软土地区大口径长距离机械顶管技术[J],安徽建筑，2008，3（160）：53-55。
[2] 马晋毅, 顶管技术在城市水务工程中的应用[J],黑龙江水利科技，2011，2（39）：71-73。
[3] 刘金龙，郭鹏等, 谈市政给排水施工中顶管技术的应用[J],工程科技，2010，36（7）：238-240。
关键词：市政工程管道给水顶管技术
1 引言
随着现代市政给水管道技术的发展，顶管技术成为市政给排水工程的热门技术，加上它具有降低噪音，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等优点，得到了广大建设企业的极力推广。
2 工程概况
该段工程是本地区的一处截污工程，段合流污水管道总长67m；管径为Φ900mm；敷设深度为4.5～4.8m；管顶深度在3.5～3.8m 之间。
3 工程的难点
考虑到该工程处于市区，由于人流，交通以及地下给水管、煤气管，还有10道密排一起的高压电缆和通信电缆。其中最大的难题是：Φ200上水管和Φ100煤气管管底距施工的管道顶部仅为0.83m 和0.321m以及人工填土1～3m厚，其下为水饱和状态的淤泥层等地下管线错综复杂。结合种种因素，都给施工带来了一定的难度，所以采用顶管法铺设地下管道是很合理的。
顶管施工操作工艺及注意事项
顶管法施工是在管道的沿线按设计的方案设置工作井和接收井，工作井内设置坚固的后座，接好照明、泥浆管、油管等管线，然后用油压千斤顶将需要埋设的管道缓慢顶进，通过压浆系统使管节周围形成泥浆套，管道在泥浆套中滑行，在顶进的过程中不断控制顶管的方向，边顶进边排土边调整，直至将需要埋设的管道顶进接收井内。根据工程的实际情况，本工程采用机械式泥水切削气压平衡顶管工艺。
顶管施工的基本工艺为：测量放线顶管工作井、接收井施工设置平台后座施工铺设导轨顶镐、顶铁、油泵就位复测高程和中心线安装钢管穿墙顶进管壁注射触变泥浆复测、矫正管道中心线工具头回收工作井、接收井回填。
5 顶管施工技术方案及措施
根据工程特点以及存在的种种难题，经过研究分析后，决定选用两段铰接半机械开胸工具管。导轨采用装配式“I”型导轨，轨距830mm，坡度与设计水力坡度相适应，中心标高按设计管底标高抛交1cm。
靠背采用整体式钢后背，主顶系统由2台TB10/49和2台1960K 型千斤顶组成，其中2台油泵并联使用。为防止由于地下水的影响导致井外土体流失而引起的井外地面的沉降，在进出洞时采取井点降水，固结土体的方法来保证土层的稳定性。井点的埋深取6m，井点的打设采用冲空法施工。
为了减小管道顶进的沿程阻力，同时及时填充因工具管与管道外径相差形成的管道空隙，以及因纠偏而形成的管空隙，采用向管外压注膨胀土触变泥浆的方法。它既是管道地层塌落以及控制沉降和移动的支承介质，又是减小管道摩擦阻力的介质。
5 .1施工的数据依据
该段泥浆的压泥采用工具管压泥，并且要求压浆与顶进同步进行，以保证管外护壁泥浆套的及时形成和完整。经过计算该段顶管施工中泥浆的压注力控制在0.1MPa～0.15MPa之间，消耗量为0.22m3/h。在该段顶管中，工作井和设备的设计推力均为800tf；而Φ900钢筋混凝土F 型管的轴向允许承压力经计算Rf=750(tf)，取Rf=750(tf)。
对顶管工作井，井后土体的稳定性允许反力为：=2・B（K p・H2・γ /2＋2C・H＋Kp・h2・γ）经过计算得 =486（tf）根据以上计算比较知，F（允许）=486（tf）
在顶进过程中，管道的顶进点阻力由工具管的正阻力和管道外边的磨阻力组成，其中：工具管的正面阻力：F0=1/4πD2・γ（H ＋2/3D）tg2(45°＋γ/2)经计算得F0=64（tf）
管道周边的摩阻力：F1=πD1μL计算得F1=507（tf）
所以该段顶管的顶进总阻力F=F0＋F1=64＋507=571(tf)>486（tf）允许，故需要设值中继间，中继间的设置位置应满足如下要求：F′=F0＋F1≤F允许,即64＋9.1L′≤486;计算得L′≤46.4m即应在第46.4m 处设置一个中继间，方可满足施工要求。
5.2施工中对管线保护
对Φ300煤气管、200自来水管、Φ300自来水管以及通信电缆和高压电缆的保护，采取打桩悬吊的方法进行保护，并加强监测，为不影响交通，在沟槽口覆盖h=20mm的厚钢板。
6 顶管过程中其他要注意的事项
在确认地下水位降至管底以下50cm时方可开始顶进施工；必须加强对顶管附近地表的沉降观测；要将管道的防腐效果作为验收的重点，同时加强焊缝探伤检验。
7 实验和工作井、 接收井回填土.
顶管工程结束72小时后，才可在管道回填土前进行闭水试验。管道两端用砖砌缝堵，并养护3-4天， 使其达到一定强度后， 向闭水段的检查井内注水， 注水至规定水位后，开始记录。根据井内水面在规定时间内的下降值计算渗水量， 渗水量以不得超过施工规范规定的允许值为合格。
当蒸汽管道安装好后， 并经过验收允许回填，方可进行下一步的施工。回填材料采用石粉及冲水并分层夯实至设计标高。然后对工地现场作恢复原状处理。
8 总结
采用了顶管技术在市政给水管建设中，简化了施工程序，降低了劳动强度，减少了工程量，节约了投资，也免除了拆迁工作，减少了对周围环境的影响。大大节约了施工场地，降低文明施工的费用。彻底解决了管道埋设施工中对城市建筑物的破坏和道路交通堵塞等难题，在稳定土层和环境保护方面凸显其优势。这对交通繁忙、人口密集、地面建筑物众多、地下管线复杂的城市是非常重要的。但是在其施工还存在一些技术问题，可见顶管技术还该有待提高。我们必须加大推广顶管施工技术力度。
参考文献
1 中国土木工程学会《中国土木工程指南》，北京：科学出版社 1999 出版
2 《市政工程施工技术汇编》北京：中国建筑工业出版社1999出版
关键词：矩形顶管施工技术地下过街通道项目建设顶进应用分析
中图分类号：TU74 文献标识码：A文章编号：
在当前技术条件支持下，借助于矩形顶管施工技术开展地下过街通道项目建设不必对施工区域内既有地下管线进行搬迁处理，整个施工区域所处地面道路的既有机构也不会发生破坏，这也就确保了地下过街通道建设过程中现有道路交通的持续且稳定运行。整个施工作业均开展与道路面以下，对周边环境及建筑装置的施工期间影响比较小。更为关键的一点在于：借助于现阶段较为先进的土压平衡顶管装置，整个施工作业过程中的噪音大幅度降低，且地下管线的变形与施工作业地面沉降问题均能够得到有效的控制。本文结合工程实例对其做详细分析。
一、地下过街通道建设工程项目基本情况分析
以笔者参建的南京洪武路过街通道为例---洪武路地下过街通道工程地处南京市中山东路洪武路交叉口位于南京最繁华的新街口商业街区，人车流量大。为缓解该路通压力，形成人车分流，建设地下人行过街通道。本工程由1条南北向主通道、2条东西向副通道及8个地面出口组成；2条东西向副通道及出入口采用明挖法施工。南北向主通道需下穿交通量极大的中山东路且上穿已建地铁2号线盾构隧道（上、下行线），因此不能开挖施工，经论证比选采用矩形顶管法施工建设。整个地下过街通道建设工程项目剖面结构示意图如下图所示（见图1）。顶管结构全部采用预制矩形钢筋砼管节，管节砼强度为C50，抗渗等级为S8，外形尺寸为6m×4m，管壁厚为0.5m，长度为1.5m，单节重约33.7t。本工程总计需要管节29节，包括28节标准节和1节特殊节。管节两端分别预埋钢套环和钢环，管节内还预留对称压浆孔、起吊孔及翻身孔。管节接口采用“F”型承插式，接缝防水装置采用锯齿型止水圈和双组分聚硫密封膏，充分防止管节结合部的渗漏水。
图1：地下过街通道建设工程项目剖面结构示意图
二、矩形顶管施工技术分析
下图（见图2）即为本工程中矩形顶管施工管节顶进施工平面示意图。在顶管施工过程当中，现场工作人员应当重点关注施工前期准备工作、出洞段顶进施工工作以及正常段顶进施工工作这几个方面的问题。笔者现针对以上问题做详细分析与说明。
图2：矩形顶管施工管节顶进施工平面示意图
（一）矩形顶管顶进施工前期准备工作分析：首先应当确保矩形顶管施工前期相应用水、用电及照明设备的正常使用，确保整个顶进施工全过程中的设备材料已处于充裕备齐状态，与此同时确保井上及井下工作面测量控制网性能问题；其次应当确保井下准备工作的完善性，重点关注如下几个方面的内容：①.考虑到本工程管节与洞圈位置存在10cm左右的建筑空隙，为防止顶进施工过程中出现安全隐患应当在施工前于洞圈安装帘布橡胶板密封洞圈，确保帘布橡胶板密封性能的稳定性；②.确保基座安装的稳固性，防止其在矩形顶管顶进过程中出现沉降、变形或是位移问题。基座安装过程中敷设轨道应当与矩形顶管顶进轴线始终保持相对平行状态且将导轨高程偏差参数严格控制在3mm参数范围之内；③.在矩形顶管机头的吊装下井作业过程当中本工程采取两段式的吊装作业，且借助于（7m×2.2m×0.43m）四块钢制路基箱的敷设降低吊装下井过程中吊车对地面的压强作用力。最后应当在顶管施工前期针对全体参与项目施工建设的工作人员进行技术交底，关键岗位应当进行系统且全面的岗位培训，考核上岗。
（二）矩形顶管出洞段顶进施工工作分析：本工程中划定顶管机装置出动圈至顶管机切口距工作井6m参数范围之内为出洞段。顶进施工过程当中应当重点关注如下几个方面的内容：①.封门形式：始发井围护为Ø850SMW工法桩，砼挡墙内预埋钢洞圈，SMW工法桩即为工作井的洞圈封门，顶管的出洞过程即为搅拌桩内拔除H型钢和顶管机头经过出洞段加固区并进入原状土体的过程。为提高进出洞加固区土体的自立能力，在洞门外分别设置2排Ø80@600毛竹，增加加固区土体的自立能力，保证在型钢拔除后机头未靠上加固土之前不发生向坑内的坍塌；②.H型钢起拔作业分析：H型钢拔除按由一边向另一边一次拔除的原则进行。起拔时，起重吊装人员应配合默契，保证H型钢拔出时迅速和安全；③.顶进施工作业分析：顶管机进入原状土后，为防止机头“磕头”，拉紧机头和前三节管节之间的拉杆螺丝，同时适当提高顶进速度，使正面土压力稍大于理论计算值，以减少对正面土体的扰动及出现地面沉降。
（三）矩形顶管正常段顶进施工工作分析：正常段顶进施工过程当中除需要针对顶进轴线进行密切控制以外，还应当关注如下几个方面的问题：①.地面沉降控制分析：在顶进过程中，应合理控制顶进速度，保证连续均衡施工，避免出现长时间搁置情况；不断根据反馈数据进行土压力设定值调整，使之达到最佳状态；严格控制出土量，防止欠挖或超挖；②.压降管路布置分析：压浆系统分为二个独立的子系统。一路为了改良土体的流塑性，对机头内及螺旋机内的土体进行注浆。另一路则是为了形成减摩泥浆套，而对管节外进行注浆；③.管节压浆施工作业分析：现场施工作业人员应当严格按压浆操作规程施工，在顶进时应及时压注触变泥浆，充填顶进时所形成的建筑空隙，在管节四周形成一泥浆套，减少顶进阻力和地表沉降。压浆时必须遵循“先压后顶、随顶随压、及时补浆”的原则，以此种方式确保压浆作业的稳定性与可靠性。
三、结束语
在城市化建设进程持续发展的背景作用之下，城市重要路段的人流量及车流量均呈现出了较为显著的增长趋势，结合对人车分流，缓解重要路段交通拥堵问题考虑，地下过街通道的建设及其应用无疑是最为直接也是最为有效地方式之一。在当前技术条件支持下，矩形顶管施工技术合理解决了地下过节通道建设过程中与地下管线的交互性问题，有着较为显著的综合性优势，是对传统意义上的明挖顺作法的有效改进与完善。总而言之，本文针对有关矩形顶管施工技术在地下过街通道建设中的相关应用问题做出了简要分析与说明，希望引起各方关注。
参考文献：
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[3] 张志勇.复杂环境下大截面矩形顶管施工管线保护技术. [C].第二届全国地下、水下工程技术交流会论文集.2011.65-68.
关键词：顶管技术；给排水管道；施工工艺
中图分类号：TL353+.2 文献标识码：A
给排水管网作为城市的重要基础设施，为城市的生产和生活提供重要的保障。但在传统的给排水管网工程建设中，施工期内由于要对管网所对应的地面进行挖掘，使本来就紧张的交通环境又雪上加霜，造成人们出行的不便，也给城市的整体环境造成相当大的影响。同时在给排水管网的改扩建中由于部分城市特别繁忙的路段是禁止开挖的，所以如果再采用传统的施工方法进行施工就不太可能，随着科学技术的不断发展，非开挖技术已为我们解决了这一难题，顶管技术就是作为非开挖技术的一种已逐渐在城市给排水管道工程中进行普及，此技术是对施工地段进行少开挖或不开挖技术来进行管道的铺设及更换，是一种非常经济安全的施工方法。
1 顶管施工的特点
作为非开挖技术的一种，顶管施工在城市给排水施工中得以广泛应用，由于其不需要进行开挖作业，所以在成本和工期上都会有很大程度的节省。同时由于不需要大面积的开挖地面，所以对地面的交通不会产生影响，同时周围的居民不会受施工中的灰尘及噪音的影响，能正常的生活，城市的环境也不会受到破坏，此技术不受地面建筑等的影响，施工范围大，施工成本低。此技术在国外早已开始广泛应用，由于其具有较高的技术难度，所以在我国还没有广泛的应用到工程当中，在进行顶管技术施工前需要对施工过程中的地质条件及水文环境进行详细的了解，以便于根据不同的地质条件制订不同的施工方案。
2 顶管技术施工应用分析
2.1 顶进管的选择
在进行城市给排水管道施工过程中，对顶进管有一定的要求，正常情况是选用钢筋砼管，但对腐蚀性没有要求的条件下，也可用钢管。同时对顶进管的各项指标的要求较为严格，需要符合相关的钢筋砼管的标准和技术规程。
2.1.1 顶进管直径的选择
在进行给排水管道的施工过程中，可根据该项工程的性质来对顶进管的内径进行选择，正常情况下内径内需要配备作业人员，所以内径一般都不会小于500mm，对于外径的选择则会根据顶进管所需要承受的荷载力来确定配筋及管壁的厚度。
2.1.2 顶进管长度的选择
在施工过程中会根据不同的要求及情况进行顶进管的选择。在施工过程中由于顶进管的使用，经济上有很大的节省，但在施工过程中对施工的可控性和经济性的控制则多数与顶管的长度有很大关系。如果在直线推进的情况下，顶进管长的则会节省工作时间，加快工作效率，但是随着施工的进行，如果顶管铺设过程中偏离了原来的路线，因顶管较长，则恢复起来会很困难，难度加大的同时，费用也会加大。但在直线上推顶时短管也不利于推进行速度，因为管短，所以容易向土层中挤入，这在推进过程中管与管之间就很难保证直线性，会呈弯曲型排列，这在施工中就对管顶进过程中的可控性就会减弱。所以顶进管的长度选择要科学合理。
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L/D外≥2.10时为长管。
2.2 顶管施工的前期准备
2.2.1 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。
2.2.2 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，必须在工作井安装洞口止水装置。
2.3 顶管施工的工艺
顶管施工工艺在市政管道建设中是比较常见的一种做法，又将这种做法称之为顶进法的施工工艺，这种施工方法是利用一定的施工设备将事先定制好的构造物慢慢的顶进到路基当中去，这种做法可以构成立体式的交叉通道或者是涵洞。这种施工工艺需要首先确定施工的管道位置，然后在这个位置上设置工作井和接收井，在工作井当中要安装推力设备对顶管机头进行施力，将其推入到土体当中去，在机头的导向作用下，将事先定制好的钢筋混凝土的土管按照土管方向顶进，在前端的土体可以通过工作井排出井外，通过这一系列的施工过程，完成管道的铺设工作。
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——正方形——矩形。结构布置时，可在井内设置内支撑，改善结构受力。在建造过程中，工作井按双向顶进设计，与接收井间隔布置，间距与设计检查井间距一致，施工完毕，在工作井和接收井的位置上按设计要求做检查井。
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：
a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；
b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；
c穿墙前对可能出现的问题进行分析并制定相应处理措施；
d闷板开启后迅速推进工具管，同时做好穿墙止水，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，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进。顶进纠偏是采用调整4台纠偏千斤顶组的方法，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。
结语
随着技术的不断进步，顶管技术无论从社会效益和经济效益都是具有可行性的一项给排水管道施工技术，同时顶管技术涉及多门学科的复杂应用，所以在顶管技术中的关于顶管推力的计算要准确，这样才能正确的估计泥水平衡压力，高效的完成管道的施工。
参考文献
关键词：开槽敷管法；顶管法；展望
Abstract:Slot pipe method and pipe jacking method can be adopted in the underground pipeline engineering construction.These two methods are chosen because the embedded depth of groundwater development situation and the buried depth and project cost in the urban area pipeline engineering construction,after studying a large number of engineering examples, the two construction methods are compared and summed, and the construction of pipe jacking construction method and matters needing attention are expounded emphatically,some new ideas and suggestions on its construction and several aspects should pay attention on the future development are proposed.
Key words:slot pipe method;pipe jacking method;prospect
中图分类号：P756.2文献标识码： A 文章编号：
1.开槽敷管法
开槽敷管法常被人们称为传统的或通用的管道施工方法，也是地下管道埋设的最基本的方法，其施工方法是先将地表挖开，形成基坑，然后埋设管道，完成后再填土。在实际工程中，要埋设的地下管道沿线往往有道路或建(构)筑物，采用开槽埋管就会对已有建成设施产生破坏，并且还会有额外的拆迁费或重建费用，尤其当管道埋深较大，现场遇不良地质条件，且深挖的坑槽临近重要建成建(构)筑物设施时，一般性的槽壁支挡措施就难以确保施工的安全，严重的甚至危害建成设施。并且在施工过程中，不仅要在工作坑有支撑，还需做沿线支撑，浪费大量木材，产生较大的经济损失。进行沟槽开挖和回填时，要开挖大量的土(石)方，并需要临时存放的场地，具有占地面积大的缺点。穿越铁路、公路、河流、建筑物等障碍物时沿线拆迁工作量较大，浪费资金和时间，增加了工程造价。从环境影响上分析，这种传统的“开膛破肚”技术施工噪音大，对周围环境影响较大。
这种施工方法污染环境，断绝交通，提高了工程造价，给工农业生产和人民生活带来极大不便。
2.顶管法
2.2顶管施工法
顶管施工法是最早用在排水工程施工中的一种非开挖施工方法，起源于美国。它是继盾构法之后发展起来的一种地下管道施工方法。最初，顶管施工法主要用于跨越孔施工时顶进钢套管，随着技术的改进，顶管法也可用于无套管情况下顶进永久性的公用管道，其主要是重力管道。
2.2.2施工的顶进速度
顶进速度的快慢对土体扰动的影响不同。一般顶进速度较快时，配合的出土速度和出土量得到提升，但土体受到的扰动也较大，所需要的后期稳定时间就较长；相反，顶进速度较慢时，出土速度以及出土量下降，对开挖面前方的土体的切削影响较小，土体扰动相应减小。
在顶进速度较快时，若监测到土体有较大的沉降扰动，可以对其扰动较大区域进行注浆
加固，直至土体稳定为止。顶进速度较慢时，就会有相比充分的时间进行相应的施工措施，施工补救和加固也会产生有利的作用，相应的施工工期就会延长。
所以，在施工时应根据具体的土体性质制定合理的施工规划，选择合适的施工速度。
2.2.3对减阻泥浆的设想
随着顶管法在不同施工环境下的不断改进和发展，减阻泥浆在顶管施工技术中的作用
也得到了设计专家的重视。顾名思义，选用减阻泥浆主要就是为了减少顶进阻力，其具体应用及原理是顶进时通过管节上压浆孔，向管道外壁注入一定量的减阻泥浆，在管道形成一个泥浆套，顶管顶进时在泥浆中形成一组剪切面，从而减少顶进时的顶力。但是在施工中经常会发现顶力依旧很大，有时还会发生工作井因承受不了顶力而导致井壁损坏，施工速度减慢，施工成本增加。
通常研究人员会采取增加膨润土的注浆量和次数等措施来解决这类问题，但最终也达不到较为理想的效果。除了增加膨润土的注浆量和次数，还可以考虑在泥浆里添加部分特殊材料或者直接更改泥浆使用一种新型材料发挥减阻作用。这种新型材料可以由滑材、高分子聚凝剂、氧化镁和水按一定比例配方组成，不同的土质，应采用不同的配方，这种有针对性的选用，才能满足不同的需要。国内已有少部分工程对泥浆的材料进行了改良，泥浆的减阻效果十分明显，为顶进施工的顺利进行创造了有利的条件。
2.2.4地质雷达在施工检测中的应用
顶管施工过程中会导致围岩振动，产生引起地面塌陷的隐患。利用地质雷达研究引起地
面塌陷隐患的位置及规模，可以有效的制定治理方案。
探地雷达是一种高频广谱的电磁探测技术，通过向地下发射电磁波，接受地下电性界面的反射、散射回波，分析回波的波形、波幅、旅行时，推断地下介质的结构。通过地质雷达记录的数据进行处理和对异常图像的识别来进行顶管检测，发现顶管施工过程中所产生的隐患，包括围土中强扰动、空洞、坍塌疏松等，进而采取相应的措施解决。
随着微电子技术、数据处理技术的不断发展，地质雷达资料的解释会更加精确，检测效果会更加明显，建议在顶管检测技术中推广。
2.2.5顶管法展望
经过最近几年非开挖技术的发展和应用来看，顶管法技术非常适合于城市排水管道的铺设、更换及修理。但在工程施工方面以及材料和设备的研究、施工部门等方面，我们还有很多的工作要做：
1）目前，我国的顶管法施工主要针对的是地下管线的铺设，随着社会科技与经济的发
展，地下管线的更换和修复工程也将会逐渐增多，这就要求研究人员加强对管线更换和修复方面的研究；
2）在人员组合上存在着失衡现象，缺乏懂得现代管理和经营的人员。增强施工人员的对顶管法的掌握度；
3）要增大对顶管法开挖设备的开发投入。由于大多数的顶管开挖设备大多采用德国、日本等发达国家的进口设备，所以要致力于使设备国产化；
4）使设计尺寸和施工设备模数化，设备能够被充分利用，促进顶管开挖的产业化；
5）应尽量成立明确的行业目录和行业主管部门；
6）在施工过程中，应充分重视采用信息化施工。严格执行对工程的监测，以便于指导施工，实施控制，防止施工事故的发生，并且能为今后的工程实践提供有价值的经验和第一
手资料。
3.结语
本文对开槽敷管法和顶管法进行了比较总结，并且针对顶管法的施工，阐述了顶管法施工速度与周围土体之间的相互影响，提出了：a.对减阻泥浆材料改进的设想，即可以在距离较长管道施工时能够减小顶进时的顶力；b.在施工过程中应推广地质雷达对所产生隐患的检测，并对顶管法未来的发展提出几个需要注意的问题。顶管法作为高新技术产业，既降低成本，又便利交通，将在未来的城市建设中担任重要的角色。
参考文献：
[1]陈家骏，非开挖技术在排水工程中的应用研究，申请同济大学工程硕士学位论文，2008-3
[2]王义强，顶管技术在管道施工中的应用，2006年第7期
关键词：大管径、平行多管道、纯沙层、顶管
中图分类号：TU528.73文献标识码： A 文章编号：
1工程概况
由于广州市北部水系建设引水干渠工程途经某高速公路及其两条收费匝道和两条地方道路，其中下穿高速主线及其两条收费匝道和两条地方道路采用顶管施工，管顶覆土深度为4.1～9.7m。根据过水截面要求采用四条平行DN2.8米的钢筋混凝土管，管道净距3.56米，顶管段长188米，两端采用宽25.5米的四孔箱形闭合结构和净宽18～24.1米的U形开口结构与引水干渠顺接，两端衔接段长度分别为38.5米和43.5米，箱形闭合结构和U形开口结构采用明挖现浇施工。
2工程、水文地质
本工程位于广州市白云区，区内地势较为平坦，地面标高为6~7.5m，属广花盆地河谷冲积平原地貌。根据钻探揭露，影响顶管施工的地层主要为以下几层：
2.1人工填土：表层由混凝土块组成，其下由粘性土、碎石、沙砾等组成，稍湿，松散，厚度1.20~2.30m。
2.2中粗砂：浅灰~灰黄色，饱和，级配一般，磨圆度较差，颗粒呈次棱角状，含大量石英质角砾，粒径3~5mm，稍密，厚度6.20~7.40m。标贯击数3~20击，平均击数14击。主要物理力学指标平均值如下：水上坡角39.71度，水下坡角34.71度，渗透系数（垂直）9.4×cm/s～4.0×cm/s.
2.3粉质粘土：黄褐色，湿，土质较均一，局部含少量砂砾，粘性较好，软塑～可塑状，层厚2.10～2.40m，标贯击数2～3击，平均击数3击。取土样3组，主要物理力学指标平均值如下：含水量28.13%，湿度1.88g/,比重2.68，孔隙比0.722～0.918，压缩模量5.13MPa，属中性压缩性土，直接快剪：c=5.0KPa，Ø=22.03度，渗透系数（垂直）2.6×10-6～6.7×10-7cm/s。
在本工程顶管管底流水面标高0.2m，处在地质勘察中的第二层——中粗砂层，在实际顶进施工过程中除第一条管50～95m范围内砂中含有少量粘土外，其他三条管都处于纯砂层之中。
地下水位埋深0.7~2.2m，水含量丰富，顶管顶进时容易出现流沙、涌水等情况，对顶进施工及其不利。
图1、顶管剖面图
3施工技术及措施
本工程顶管施工为四条平行的DN2800混凝土管在地下水丰富的纯砂层地段，运用泥水平衡顶管机穿越覆土厚度浅、交通繁忙的高速公路，同时必须保证路面的沉降、隆起控制在设计范围之内。现从工程选用的顶管机型的选择及施工技术措施要点作简要分析。
3.1泥水平衡顶管施工技术简介
本工程选用的是一种具有破碎能力的泥水平衡顶管机，切削下来的泥沙在泥土仓内形成塑性体以平衡土压力，而在泥土仓内建立高于地下水压力10～20KPa的泥水、泥浆以平衡地下水压力。通过在进水添加泥土等成份的比重调整到一定的浓度范围内，即使挖掘面是砂的土质，也可形成一层结实的不透水泥膜，同时平衡地下水压力和土压力。
3.2 循环泥浆浓度及压力的调控
泥水系统进排循环泥浆的调配是确保挖掘面稳定的条件之一，同时也是确保泥水能正常输送不可忽视的一个重要环节。根据地质资料，顶管穿越的土质为含水量丰富的纯砂层，比重大，所以，进浆泥水的比重调配在1.20～1.30之间。在施工中测试，排浆泥水的比重在1.40～1.45之间，此排浆泥水的比重能确保中粗砂在输送管内不易沉淀，也能确保挖掘面的稳定。
同时，排浆压力不宜过大，如果排浆压力过大，泥土仓内压力会下降过大，仓前的砂在地下水的作用下会坍塌进泥土仓，从而造成了顶管机头前方地面的塌陷。在现场可通过调频器控制排浆泵的排浆压力，把压力应控制在比出水口水压高0.1～0.2MP即可。此时，进排泥浆即能正常循环，泥土仓内浆液又能形成良好的护壁作用，防止了地面的塌陷，保证了施工期间地面的沉降在设计范围之内。
3.3触变泥浆
在顶进过程中，随着距离的增长，管道的摩阻力也随之增大。为了提高顶进施工的效率，在施工过程中尽可能地降低管道外侧的阻力，必须往管外侧喷射触变泥浆，以降低顶进的阻力。
（1）触变泥浆系统设置：
注浆孔的形状及布置：在每节管的前端布置一道触变泥浆注浆孔，数量为4个，孔的大小呈90度布置，经过不断压浆，在管外壁形成一个泥浆套。触变泥浆管设置在顶管机后面3节管每节管都设置触变泥浆管，在管节外壁形成完整的浆套。以后的管节间隔4节管设置一道，用来对浆套进行补浆。
（2）浆液配置：
触变泥浆系统由拌浆、注浆和管道三部分组成。拌浆是把注浆材料兑水以后再搅拌成所需的浆液(造浆后应静置24小时后方可使用)。注浆是通过注浆泵进行的，根据压力表和流量表，它可以控制注浆的压力(压力控制在水深的1.1—1.2 倍)和注浆量(计量桶控制)。管道分总管和支管，总管安装在管道内一侧，支管则把总管内压送过来的浆液输送到每个注浆孔上去。
触变泥浆由膨润土、水和掺合剂按一定比例混合而成。施工现场按重量计的触变泥浆配合比为：水：膨润土＝8：1，膨润土：CMC＝30：1。本工程拟购置膨润土袋装复合材料，在现场施工加水拌和。
（3）注浆流程：
造浆静置――注浆――顶管推进(注浆)――顶管停顶――停止注浆。
（4）数量和压力
压浆量为管道环形空隙的1.5倍，压注压力根据管顶水压力而定。
本工程中触变泥浆取得了良好的减阻效果，使得实际顶力明显小于设计顶力，其实际顶力与设计顶力比较如下图2：
图2：顶管设计顶力与触变泥浆降阻后实际顶力对比图
3.4沉降监测控制
对地面沉降变化实时进行跟踪测量，及时分析测量结果，指导顶进施工作业。
在正式顶进施工作业前，根据顶进作业范围、周边道路、邻近建筑物情况在高速主线及两边匝道道路两边布设观测点。
项目部沉降观测原则是：在每一段管顶进时，在其穿越所布置的观测点前及穿越后对其轴线上方及其所影响的两边进行沉降观测，及时分析对比前后沉降数据，当发现沉降出现异常时及时分析查找原因，从而有效地指导顶进施工作业。在每一条管完成顶进后，复测所有点沉降，分析沉降数据，从而为下一条管顶进施工提供经验数据。
在本工程顶进施工过程中，由于项目部严格控制了泥浆浓度、排浆压力、排浆量等，使得沉降量都控制在3cm的范围之内。
4 结语
现该段顶管已全部顺利完成，取得了良好的经济效益和社会效益。同时通过本工程的组织实施，为以后同类在含水量丰富的纯砂层平行多管道运用泥水平衡顶管技术进行大管径钢筋混凝土管顶进施工积累了宝贵的施工经验。
参考文献
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关键词：初次放顶；矿压观测；支护措施
中图分类号：O741+.2
所谓初次放顶，即初采工作面从开切眼开始到工作面直接顶冒落的高度达到采高的1.5至2倍，此阶段工作面的垮落称为初次放顶。技术管理表明，工作面初次来压的技术管理是加强顶板管理、减少顶板事故、保证安全生产的一项重要内容。特别是初次来压正确预报和初次放顶期间的顶板控制，对杜绝伤亡事故具有积极作用。
一、综采工作面初次放顶的2个阶段
综采工作面初次放顶容易造成工作面顶板事故，给工作面的安全生产带来不安全因素。因此，加强初次放顶期间的技术管理工作对于保证工作面的安全生产具有十分重要的作用。
综采工作面初次放顶包括2个阶段，第一阶段从开切眼开始推进到直接顶跨落；第二阶段是直接顶跨落到老顶第一次跨落。如果在工作面初次放顶期间加强工作面的矿压观测，并根据矿压观测的结果分析并加强工作面的顶板管理，正确进行顶板来压预测预报、保证工作面支架和单体支柱的有效支撑能力，应该可以防止顶板事故的发生，保证安全生产。初次放顶方法根据顶板的类别不同可以分为2类：
（1）开采到一定距离顶板能自行冒落，且冒落的高度达到要求。该类顶板在开采过程中能够充分跨落，但要特别注意初放期间顶板事故的发生。
（2）顶板坚硬致密，工作面开采到一定距离顶板不冒落或冒落的高度达不到要求的。
二、正确进行初次来压预测预报
为了防止采煤面由于顶板的裂断，支架阻力不足以抗衡岩梁的回转，造成大面积压垮工作面事故，在搞清采煤工作面必须控制岩层的性质及范围，预报直接顶、老顶的裂断运动发展过程的基础上，积极开展对采煤面初次放顶监测预报，在现场实现顶板安全管理工作中发挥作用。初次放顶监测技术包括三部分：①监测仪表的设置要得当；②对矿压显现进行综合判断；③根据判断预测要有一套现场技术会诊，制定措施，加强支护的制度。
监测仪表主要是顶板动态仪（精度达1‰mm）。可在采煤工作面上、下巷（每隔5m各安设3台顶板动态仪，在工作面中部分别在初排和末排各安设1台顶板动态仪进行监测。
三、初次放顶期间顶板控制的特殊措施
（1）在初次放顶期间，对直接顶板必须采取“限定变形”的准则，最大限度地保证直接顶与老顶不出现较大的离层，在控制范围内，保证直接顶完整。一是防止直接顶破碎发生漏冒和回柱时顶板跟下伤人事故；二是防止因老顶来压时对直接顶产生冲击，造成切顶垮面事故。这就是要求采煤工作面从切眼推进开始，狠抓初排支柱的初撑力（不小于90 kN）；同时要抓好对支柱根根、班班进行支护质量监测，保证支柱的有够支撑能力，这应当作为现场会诊的主要内容。根据我矿多年现场管理经验，支柱有效支撑能力保护条件主要是抓好“两个质量，三个环节”，即抓支柱的维修质量和支柱的支设质量；三个环节主要是抓泵站压力不低于17 MPa，底板软要穿合适的柱鞋，每一班要对初排支柱进行二次注液。只有保证了支柱的有效支撑能力，才能使支柱在“限定状态”下工作，使直接顶的位置由支架阻力限定，把顶板下沉量控制在支柱缩量（包括压缩煤粉，鞋、帽等辅支护物的缩量）和顶板允许弯曲值以内，不发生顶板破碎冒落事故。
（2）对老顶的控制措施。在初次放顶期间，直接顶初次垮落到老顶第一次垮落阶段，不但要管好直接顶，而主要是抓好对老顶的控制。随采煤工作面推进，老顶达到其极限跨度而挠曲下沉，直接顶也随之下沉。根据这一动态，综合矿压显现规律及特点，对老顶来压进行预测预报。根据预报放顶小组要立即再次组织进行现场技术会诊，采取针对性的加强措施，按质量标准要求，在基本支柱齐全，并保证其有效支撑能力基础上，使用好丛柱、戗柱、戗棚等特殊支护，来提高支护强度，使支架在老顶“给定变型”状态下发挥作用，防止发生大面积压垮，推垮工作面事故，安全渡过老顶初次来压阶段。
四、初次放顶的管理
1.领导重视，层层抓管理
生产矿长是回采工作面顶板管理的第一责任者，主要职责职责是组织初次放顶领导小组，检查初次放顶进展情况，解决初放面存在的隐患和问题，在顶板管理上负全面责任；矿总工程师负技术管理责任，使制定的规程措施具有科学性、先进性、针对性、指导性，并监督实施从技术上把好关。采煤队主要职责是按规程规定搞好工程质量，加强管理，实现安全生产和文明生产。安全监督部门主要是监督检查规程措施落实兑现情况，检查安全隐患，并监督整改，把好安全关。技术、调度、供应等部门要各尽其责，做好业务保安。采煤队长直接抓好安全技术措施的落实，严格执行规章制度。
回采工作面的放顶距离和方法要在规程中有明确规定，并由总工程师组织专业人员制定初次放顶安全技术措施。初次放顶的顶板冒落高度必须达到采高的2倍以上。
2.领导跟班，发现问题及时处理
依靠科技进步，采用科学手段，全力抓住作为初放主要矛盾的支柱初撑力，工作阻力的鉴定及现场整改，坚持研究、决策再兑现的循环工作。每个跟班的放顶领导小组成员必须熟知有关规定，如泵站压力达到18MPa，要懂鉴定、会记录、会分析，亲自鉴定支柱的初撑力和工作阻力，切实掌握工作面的支护质量和顶板动态，做到心中有数。在初放期间要加强观测，重点观测区应放在靠近放顶线的末排支柱，异常段及有构造变化、悬顶、局部冒顶区等特殊地点上下端头、机、风巷超前支护，要采用巡回检查，发现问题及时处理。观测数据要齐全、完整、真实，对宏观情况有重要记述，对存在的隐患可提出建议，放顶领导小组成员在原始记录上签字。放顶领导小组成员对检查中发现的问题，立即在现场组织整改。如对初撑力未达到要求的支柱采取二次补液等。确保支柱的初撑力和工作阻力。
3.组织学习、增强职工的质量意识
若人员素质不高，质量意识不强，管理工作跟不上去，再先进的技术，再好的措施也不能确保安全生产。近几年，要在人员素质上狠下功夫，全矿从上到下组织学习，努力提高职工队伍的技术水平，注重抓质量问题，队干部经常给工人上质量教育课，增强了职工的质量意识，达到各负其责，从而保质保量地完成任务。为安全初次放顶工作起到了重要作用。
参考文献：
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1、矩形隧道的发展与应用世界最早的盾构法隧道是1826年开始建造的英国伦敦穿越泰晤士问底的公俏隧道,其隧道断面为11.4mx6.8m的矩形,由于采用人工开挖和施工中涌水淹没事故,长458m的矩形隧道掘进了18年才完工。
20世纪70年代以来,随着经济的发展,盾构掘进机施工技术有了新的飞跃。尤其是日本,地下空间的开发和利用的需求,促进了盾构隧道技术的进—步发展。20世纪80钢代后,世界各国掀起了开发异形断面盾构掘进机的高潮,先后进行了矩形隧道、椭圆形隧道、双圆形隧道、多圆形隧道盾构掘进机及施工技术的试验研究和工程应用。从隧道的使用功能来分析,城市交通人行地道、地下共同沟、地铁隧道的断面形式以矩形最为合适,最为经济,因而矩形盾构掘进机的重新研究开发和应用意义十分分重大。
日本对大断面矩形盾构工法开展了研究,主要解决穿越铁路的车行下立交工程施工,用钢管片拼装后再浇筑混凝土内衬,盾构施工最浅覆土仅3m.1981年,名古屋和东京都采用4.29mx 3.09m手掘式矩形盾构掘进2条长534m和298m的共同沟。名古屋还采用5.23mx4.38m的手掘式矩形盾构掘进1条长374m矩形隧道。总之,矩形隧道和矩形盾构技术的应用方兴未艾,其优点日益体现,其技术也日趋成熟。
上海隧道施工技术研究所于1995年起,开始启动矩形隧道研究并通过立题论迅1995年完成2.5mx2.5m可变网格矩形顶管机设计、矩形隧道试验工程方案和工程设计。1999年4月,上海地铁三号线五号出入口矩形通道施工采用上海隧道施工技术研究所自行研制的3.8mx 3.8m矩形刀盘式土压平衡顶管机。矩形隧道于4月中旬始发推进,6月初完成第2条矩形隧道工程,工程质量优良,施工中确保了上海延安东路隧道的正常运营和陆家嘴路地下管线的安全。国内首次施工矩形盾构隧道仅花了40天完成了两条隧道的推进,矩形隧道研究和推广应用取得了成功。
2、城市交通矩形地下通道掘进机的研究2.1矩形隧道应用的经济跬矩形断面与圆形断面相比,其有效使用面积比圆形增大20%以上。城市交通过街人行通道要求埋深浅,因此矩形隧道更能满足人行通道的施工要求。
城市交通过街人行通道作为地铁车站的进出口日益增多,城市地下管线共同沟也将在我国得到发展,而这类地下隧道工程以矩形最为经济,因此矩形隧道的研究和应用可直接为工程建设的需求服务,并有广泛的应用前景。
2.2矩形隧道的研究方法矩形隧道的可行性研究力祛和技术路线如下:
(1)对国外有关矩形盾构和矩形隧道工程的消化吸收;
(2)矩形顶管试验工程的设想和设计;
(3)矩形顶管机机型的技术经济比较,机型方案设计和选择;
(4)试验用矩形顶管机的研制,在试验机的基础研制工程用矩形顶管机;
(5)矩形钢筋混凝土管节通过结构试验了解结构受力分布,改进管节设计节设计优化提供依据;
(6)通过2.5mx2.5m矩形隧道试验工程,了解矩形隧道顶进的施工参数和掌握规律,为工程应用提供依据;
(7)进行工程应用方案设计、施工设计,完成工程应用,进行施工工法研究。
2.3矩形顶管机的研制由于可变网格式矩形顶管机具有加工相对简单、造价低、上马快的优点,在试验中同样可以获取有价值的各类数据,所以选择了这一方案。
2.3.1研发设计原则矩形网格式顶管机采用网格切割土体,并挡住开挖面土体有效防止正面土体坍塌,以人工出土方法进行开挖。它由主顶进推动机头向前运动,机头分成前后两段,中间由纠偏油缸连接,在壳体二侧装有纠转装置,切口环处安装变角切口,可进行一定量的超挖,有利于机头的姿态控制,保证隧道轴线的偏差在设计范围内。网格中包含四个可变网格,可以调整机头正面的进土量,有利于控制正面土体的稳定性。
2.3.2设计基本情况为了保证管节和土体之间有一定的间隙,有利于泥浆套成环,设计中将机头的截面尺寸设计得大于管节的截面尺寸。顶管机主机可分成前后两段,中间由纠偏油缸连接。前后段之间的密封采用一道唇形密封和一道支承橡胶圈,切口环处装有变角切口。网格中装有可调节开口率的可变网格,在壳体两侧装有纠转装置。上述装置可对机头姿态进行控制。
主顶进装置由8台油缸及u形顶铁、顶环、垫铁、底架、钢后靠等组成,8台油缸分成二组,各4台叠加呈对称分布,并用分体式结构的支座固定,工作行程为1450mm.每台油缸可单独控制。纠偏装置主要用于机头左右、上下轴线偏差的控制,总纠偏力为752t,纠偏角度为±2度。注浆纠转系统(翅板+压浆)主要用于机头旋转后的纠正,纠转力矩可达210x2——420kN
2.4矩形隧道工程试验
2.4.1试验工程概况试验工程位于上海南汇县航头地区,顶进距离为60m,覆土深度为6.45m.距离顶进轴线北侧10m处有条小河,南侧10m处是场内钢筋混凝土主干道路,见图1.顶管机所穿越的土层分别为:进出洞段是灰色淤泥质粘土和灰色淤泥质粉质粘土;区间段是灰色淤泥质粘土和灰色砂质粉土,通过工程试验,验证了矩形顶管机的设计选型、矩形管节选型、接头型式和止水带设计选型;通过采集的各种施工参数和工况记录,研究了矩形顶管施工工法。工程试验完成了对矩形顶管机的技术关键进行试验研究,收集了第一手的资料和数据,积累了矩形断面隧道掘进的实际施工经验。 3、矩形在城市地铁地下人行通道的应用1998年2月,课题组提出地铁陆家嘴站五号出入口地道矩形顶管施工方案。上海地铁二号线陆家嘴车站二号出入口通道需建立2条62m,内净尺寸3mx 3m胡矩形隧道。
3.1组合刀盘式土压平衡顶管机的研制3.8mx 3.8m组合刀盘式土压平衡顶管机是在2.5mx2.5m矩形顶管机研制、试验成功的基础上,针对上海地铁二号线陆家嘴车站五号出入口地下通道工程而研制的。
3.1.1矩形地下通道掘进机的选型结合工程情况,通过方案比选,考虑到大刀盘加仿形刀具有结构紧凑、可靠性好、操作简便等特点,一致认为工程应采用全断面切削土压平衡顶管机进行施工。组合刀盘式土压平衡顶管机采用大刀盘及仿形刀切割土体。并挡住开挖面土体,有效防止正面土体倒塌,利用调整螺旋机的转速及顶进速度来控制土仓的土压力,以保持开挖面的稳定。为了保证管节和土体之间有一定的间隙,有利于泥浆套成环,设计中将机头的截面尺寸设计得大于管节的截面尺寸。(机头的外包截面尺寸3.828mx3.828m,管节外包截面尺寸3.8mx3.8m)。
3.1.2组合刀盘式土压平衡矩形顶管机的特点顶管机主机可分成前后两段,中间由16台纠偏油缸连接。前后段之间的密封采用二道唇形橡胶密封圈。正面由大刀盘及四把仿形刀对土体进行全断面切削。由螺旋输送机出土,调整螺旋输送机的转速可保持土仓内的土压平衡,维持开挖面的稳定.
3.2.1矩形顶管机全断面切削问题矩形顶管机若只有一个 大刀盘进行回转切削,只能做到90%左右的截面切削率,矩形顶管帆断面内的四个角就无法切削。针对陆家嘴地区复杂的地质条件、管线、
环境保护和机头进出洞时需穿越SMW加固层等情况,采用大刀盘对大部分的正面土体进行切削,利用设置在刀盘后侧的仿形刀切削四个角上的土体. 3.2.2矩形顶管机机头旋转问题对矩形顶管机机头旋转现象,采用压浆纠转技术措施,盘正转或反转的办法实现纠转。
3.2.3矩形顶管机机头轴线偏差控制方法根据轴线偏差方位以及偏差量,对纠偏油缸进行编组及控制油缸伸缩量,使前、后壳体形成一夹角,从而改变机头方向,以达到纠偏目的。此外还可采用压浆纠偏的办法,达到纠偏的目的,也可将两者结合起来进行纠偏。
3.3矩形隧道工程施工上海市地铁二号线陆家嘴五号出入口顶管工程,位于浦东陆家嘴金融贸易中心区。其五号出入口始发井,四号出入口为接收井,位置分布于延安东路隧道引道段南北两侧。通道由硼张度各为62.25m的平行管道组成,两条管道净间距为2.2m,管道坡度均为0.2%,管道顶平均覆土厚度约5.3m-通道结构全部采用预制矩形钢筋混凝土管节。管节外形尺寸为3 800x 3 800,壁厚为40cm,管节长度为2m.工程管节总用量为64节。
3.3.1顶进轴线的控制轴线控制是矩形顶管顶进的一大难题。顶管在正常顶进施工过程中,必须密切注意顶进轴线的控制。在每节管节顶进结束后,必须进行机头的姿态测量,并做到随偏随纠,且纠偏量不宜过大,以避免土体出现较大的扰动及管节间出现张角。
3.3.2环境保护和沉降控制由于工程沿线将穿越陆家嘴路、延安东路隧道浦东引道段及上水管、煤气管、雨水管、污水管、市话线、电力线等管线。其中管道顶与中450污水管、中1 000而r欠管、小800雨水管底净距均为1m,与延安东路隧道引道段结构底净距为1.564m,见图5,在顶进过程中的地面沉降控制、实施环境保护将极为重要。
当顶管法施工引起隧道周围地表沉降,采用仿形刀装置:对矩形顶管机的四个死角内的土体切削配合大刀盘对正面土体进行充分切削。进行设置沉降监测,数据反馈,调整施工参数,实施信息化施工。
控制好地面沉降,实际已形成和达到环境保护。但本工程对延安东路隧道引道段提出的沉降量控制在+10mm~-30mm之间,故必须采取保证措施控制沉降,在特定的条件下,确保隧道引道段安全。
3.3.3矩形顶管机顶进中的控制技术(1)严格控制顶管的施工参数,防止超挖;(2)严格控制顶管顶进的纠偏量,把“勤纠、缓纠”控制好顶进辆线的原则,贯穿于顶进的全过程;(3)顶进速度不宜过陕,尽量做到均衡施工,顶进速度控制在15mm/min左右。
(4)顶进施工中,必须保证持续、均匀压浆,使出现的建筑空隙能迅速得到填充,确保顶管管道上部土体的稳定。
(5)克服“背土”现象,除在机头处道过压注触变泥浆,避免机头“背土”现象发生外,还须在 顶进过程中专门对出洞段管节上部进行注浆,随时填堵由于管节“背土”而出现的建筑空隙。
(6)监测控制顶管机机头后部已建成管道的高程出现的“下沉”或“上浮”。当出现管道下沉较严重时,应对下沉部位进行底部注浆,防止由此导致地面沉降。
顶管技术属于非明挖施工技术的一种，应用于地下管道施工中，其中在泵站出水管道施工中顶管技术发挥了极为重要的作用，为工程建设节省大量资源。在顶管技术的应用过程中，覆土厚度不宜过大，所选地形地貌应尽量平坦，地基以砂土、粉土或淤泥质土为宜。应用顶管技术通常不会对建筑物地基造成过大扰动，建筑物功能由此得以保全，而施工过程中对外部环境造成影响较小，建筑物不会受到较大损伤，因而顶管技术也可视为一种绿色环保施工技术；同时顶管施工技术具有较高的经济效益，其施工费用基本等同于或更低于明挖施工，并有效规避了明挖施工所带来的搬迁问题。
工程概况
某排涝泵站排涝总流量为13.0m3/s，装机总容量为1120KW，潜水轴流泵共计四台。泵站构成部分主要包括出主泵房、副厂房、出水管道以及进水池。出水管道土层分布情况如下（自下而上）：全风化花岗岩层以及卵石层均低于16.5高程，淤泥质土约在-16.5m～5.0m高程范围内，粉土则在5.0m～8.1m范围内，杂填土则超出8.1m高程。施工方在对施工现场进行勘测和调研分析后发现，该区域低下密布各类管网和电缆，搬迁耗费极大；且处于交通要地，车流量较大，中断道路并修建临时通路耗费较高；工期较为紧迫，各类手续申办和协调过于困难；出水管道明挖与应用顶管技术进行施工所需费用也较为接近，因而施工方采取顶管技术施工方案。
工程设计方案和施工要领
运用顶管设计方案来处理出水管道施工不仅有利于工程如期完成，更节省了人力、物力以及财力资源，满足了时间、空间以及经济性三者的需求。经分析发现，在施工过程中选择顶管与沉井相结合的方案具有较大可行性，这满足了施工覆土厚度、地形以及地质要求，安全性与经济性均较高。参照设计要求与规范，取两根混凝土管作为出水管道用于穿路和破堤，水泥管道强度为C25、壁厚0.3m，直径为2.0m，管底高程为5.0m。
顶管施工流程
工作井管径为2.0m，设置在防堤迎水坡，为混凝土沉井，以此来保证足够强度。工作井底高程为2.0m，内径为7m*10m，顶高程则为11.3m。沉井施工流程如下：①放样和定位；②基坑开挖；③素混凝土垫层、砂垫层；④立模和扎筋；⑤刃脚混凝土浇捣；⑥井壁混凝土第一次浇捣；⑦井壁混凝土第二次浇捣；⑧井壁混凝土第三次浇捣；⑨养护与拆模；⑩沉井下沉与封底。
1.在沉井施工环节中，由于沉井设置在防洪堤迎水面，为保证防洪堤以及边坡的稳定性和安全性，首先应采取放样和定位，并在堤坝坡和外缘部位楔入钢板桩用于支护，经过井壁混凝土三次浇捣，强度不低于70%后则可实施下沉操作。
2.在沉井下沉环节中，该工程采用排水下沉法，在下沉过程中一旦发生偏向中心位移或沉井偏斜则应立刻采取相应处理措施给予纠正。沉井刃脚外壁则设置台阶，沉井下沉过程中同井壁土层以及井壁之间构成空隙，在此空隙内填充以膨润土泥浆，可有效控制下沉时产生的摩擦阻力，由此提高下沉速度。
3.在底板施工环节中，选取厚度为20cm的块石铺设在井底，然后浇筑混凝土底板，底板厚50cm，强度为C25，布筋间隔为200mm，同时以顶管轴线为依据来设置埋件。
4.在注浆环节中，为保持稳定性与整体性，该泵站施工采取单管高压旋喷注浆法，注浆深度为9m。
5.在进行顶管施工时应重视顶管出洞环节。在顶管技术中，正常顶管前的作业是关键工序，极易导致作业事故。施工人员应将工具管调零，针对工具管位置对应的井壁作加固支撑处理，依次来避免管线走偏，一旦发生下跌则应采取主顶油缸及时纠偏，出洞前应预先就工具管设定出一定数值的初始角，以此来控制下跌。
6.工程所用顶管为泥水平衡式，在顶管施工中掘进机工具管是施工机具中最为关键的一种，主要用于掘进、出土、导向以及防塌，出土方式为机械切土与人共出土相结合。掘进机工具管为挖掘面提供了稳定性保障，地层损失相对较小，地面沉降也大幅降低；施工过程中运输并处理弃土也较为便利。
施工中存在的问题与应对策略
1.沉井下沉作业时应尽量控制倾斜、突沉过大。若因土质发生变化而导致发生严重倾斜与突沉，则应采取如下处理方案：（1）在沉井较高一侧挖出刃脚下土体并保留相对一侧的土体；（2）将取钢锭压在井顶上，钢锭重量以实际情况为依据计算得出；（3）取数根垂直管插入相对较高一侧的井外壁，压入压缩空气以及膨润土泥浆，减小井外壁产生的摩擦阻力。
2.顶管纠偏。在顶管施工过程中，方向偏移的发生几率较高，所以纠偏操作是此间关键一环。纠偏方案应严格参照测量所得倾斜仪基数、机头折角、前后尺读数、走动趋势以及机尾处地面沉降量等。严禁在纠偏作业中出现超出0.5°的大动作，若实际情况需要且处于非关键地段，可适当允许操作，但应密切观测。纠偏作业完成后若折角未发生变动则应停顶，并由相关工作人员对液压管路和电路进行检查，及时发现并解决问题，避免轴线超差。下管后的纠偏作业应及早开展，应对倾斜仪读数纠后趋势以及光点滞后变化进行密切观察，同时告知压浆人员提高同步压浆量。
结语
本文对泵站出水管道施工过程中顶管技术的应用情况进行分析与探讨，认为顶管技术的合理运用有效规避了民房拆迁与道路阻断所带来的损失，属于绿色环保施工技术，实现了良好的社会与经济效益。而随着经济的不断发展，城市化进程日益加快，相信顶管技术能够得到更为广泛的应用，在城建工作中发挥出更大的作用。