小口径顶管技术在市政给水管道施工中的应用

小口径顶管技术在市政给水管道施工中的应用

张永洋

六安叶集路桥工程有限责任公司   安徽六安   237000

作者简介：张永洋（1988.11-），性别：男，民族：汉，籍贯：安徽省六安市裕安区，学历：大专，职称：助理工程师，研究方向：市政工程

摘要：在城市化进程不断加速的今天，市政给水管道施工技术的创新与发展显得尤为重要。小口径顶管技术，作为一种高效、环保的管道施工方法，正逐渐在市政给水管道施工中得到广泛应用。该技术以其独特的优势，如施工速度快、对地面交通影响小、对周围环境影响低等，为城市给水管道的改造与新建提供了有力支持。本文旨在深入探讨小口径顶管技术在市政给水管道施工中的应用，为相关领域的实践与研究提供有益的参考。

关键词：小口径顶管技术；市政给水管道；施工；应用

1 技术准备与现场条件评估

在小口径顶管技术应用于市政给水管道施工中，技术准备与现场条件评估是项目成功实施的关键步骤。首先，需要对施工区域的地质条件进行全面分析，包括土壤类型、地下水位、地层稳定性等，以确定顶管施工的可行性和最佳顶进方案。例如，如果地下水位过高，可能需要采取降水措施，或者选择适应水环境的特殊管材。此外，对现场的交通状况、周边建筑物分布、地下已有管线的位置等进行详细调查，以避免施工过程中可能遇到的障碍，减少对周边环境的影响。

在技术准备阶段，应根据工程规模和复杂程度制定详实的施工方案，包括顶管机的选择、顶进路线的规划、临时设施的布置等。例如，对于小口径管道，可能需要选择具有高精度导向系统的微型顶管机。同时，应进行必要的试验段施工，以验证设计参数的合理性，如顶进力、管材的柔韧性等。这强调了试验和调整在技术准备中的重要性，通过试验可以提前发现并解决问题，确保正式施工的顺利进行。

2 管道设计与材料选择

在市政给水管道施工中，管道设计与材料选择是至关重要的环节。设计阶段需要充分考虑管道的输送能力、耐久性以及对环境的影响。例如，小口径管道通常选择直径在100-500mm的范围，以确保供水效率同时减少对周边土地的占用。此外，材料的选取应兼顾强度和耐腐蚀性，常见的有球墨铸铁管、预应力混凝土管以及PE管等。以PE管为例，其具有重量轻、韧性好、耐腐蚀等优点，尤其适用于复杂地质条件下的顶管施工。在设计过程中，可以采用流体力学模型进行水力计算，确保管道在满负荷运行时仍能保持稳定的水压。同时，应参考相关标准和工程实践经验，如ASCE的管道设计指南，以确定最佳的壁厚和接头形式，从而保证管道的长期安全运行。

3 顶管设备的选型与安装

在小口径顶管技术在市政给水管道施工中，顶管设备的选型与安装是至关重要的环节。设备选型需根据管道的直径、长度、地质条件以及施工环境等因素综合考虑。例如，对于直径小于600mm的管道，应选择小型、灵活的顶管机，以适应狭小的工作空间。同时，设备的推力、扭矩和精度需满足管道穿越不同土层的能力要求，确保在复杂地层中的稳定推进。

在安装过程中，首先要确保设备的安装位置准确无误，这通常需要借助GPS定位系统和激光导向系统来辅助。其次，顶管机与接收井之间的连接必须牢固，以防止在顶进过程中发生偏移或损坏。此外，设备的安装应考虑到后期的维护和检修，预留足够的操作空间，并按照制造商的指导进行，以保证设备的正常运行和使用寿命。

4 地下管线探测与定位

在市政给水管道施工中，地下管线探测与定位是至关重要的步骤。由于城市地下已经布满了各种管线，如电力、通信、燃气、排水等，这些管线的位置、走向和埋深直接影响到小口径顶管技术的实施。例如，根据《城市工程管线综合规划规范》（GB50289-2016），在施工前必须对地下管线进行详细探测，确保安全距离，避免对既有管线造成损坏。采用先进的管线探测设备，如电磁探测仪、雷达探测系统等，可以精确地确定管线的位置和深度，误差控制在50cm以内，为后续的顶管施工提供准确的数据支持。

在实际操作中，例如在上海某次给水管道施工中，通过高精度的管线探测技术，成功避开了12条未在图纸上标注的老旧管线，大大降低了施工风险。同时，结合GIS地理信息系统，可以将探测数据进行三维建模，形成直观的地下管线分布图，为施工方案的优化和施工过程的动态管理提供便利。因此，地下管线探测与定位是确保小口径顶管技术顺利实施，减少事故风险，提高施工效率的关键环节。

5 顶进过程中的控制与监测

在小口径顶管技术在市政给水管道施工中，顶进过程的控制与监测是确保工程质量和安全的关键环节。这涉及到对顶进方向的精确控制，以防止管道偏离预定路线，以及对顶进力的实时监控，防止过度顶进导致设备损坏或地面沉降。例如，采用高精度的陀螺仪和激光导向系统，可以将管道的偏移控制在毫米级别，确保管道按照设计路径准确无误地敷设。同时，通过设置在顶管机头的传感器实时监测土压和推进力，结合地质资料和经验公式，可以动态调整顶进速度和推力，有效防止因施工引发的地面不稳定问题。这一阶段还需要密切关注地下水位变化，防止地下水涌入导致的施工困难。通过科学的控制与监测，可以实现小口径顶管施工的精细化管理，确保市政给水管道的高效、安全建设。

6 道接头处理与密封技术

在市政给水管道施工中，道接头处理与密封技术是确保管道系统安全运行的关键环节。小口径顶管技术的应用要求接头处具备极高的密封性和稳定性，以防止地下水渗透和管道内部水体泄漏，影响供水质量和管道寿命。通常，会采用机械连接、焊接或预制橡胶圈密封等方式，根据管道材质和施工环境选择最适合的接头处理方法。例如，在一些实际工程中，预埋橡胶圈的机械压接技术因其操作简便、密封性能优异而被广泛采用。同时，施工过程中需严格控制接头的同心度和直线度，确保在顶进过程中不产生额外应力，防止接头处因受力不均而发生渗漏。在设计阶段，可能还需要借助流体力学模型进行密封性能的预测分析，以确保在各种工况下都能保持良好的密封效果。

7 施工质量控制要点

在市政给水管道施工中，施工质量控制是确保工程安全、可靠运行的关键环节。小口径顶管技术的应用，尤其需要注重以下几个质量控制要点：

第一，管道材料的质量：选用的管道材料应具有良好的耐腐蚀性、高强度和长久的使用寿命，如采用符合国家相关标准的PE管或钢管。在实际工程中，如上海某项目就因为采用了高质量的PE管，显著降低了后期的维修频率。

 第二，设备精度：顶管设备的精度直接影响到管道的直线度和接头的密封性。在设备选型和安装阶段，需严格控制设备的制造质量和安装偏差，确保顶进过程的精确无误。

第三，地下管线探测：准确的地下管线探测能避免在施工过程中对已有设施的破坏，同时也有助于调整顶进路线，确保管道的正确敷设。例如，广州某工程通过先进的GPS定位和雷达探测技术，成功避开了多条未标明的电缆和管道。

第四，顶进过程监控：实时监测顶进力、管道位置和角度变化，及时调整顶进参数，防止管道偏移或破裂。这通常需要结合专业的监测软件和传感器设备，如在杭州的一项工程中，通过实时监控成功解决了复杂地质条件下的顶进问题。

第五，接头处理与密封：接头是管道系统中的薄弱环节，必须确保其密封性和强度。施工中应严格按照规范进行接头连接，可能的话，可采用预压接头以检验其密封性能，如在南京的某项目中，预压测试成功防止了后期的渗漏问题。

通过上述质量控制要点的严格把控，可以确保小口径顶管技术在市政给水管道施工中的有效应用，从而提高整个供水系统的安全性和可靠性。

参考文献

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[2]柯栋.小口径顶管技术在市政污水管道施工中的应用分析[J].石油化工建设, 2023.

[3]任广林,张杰.顶管技术在市政给排水管道施工中的应用[J].居业, 2023(9):10-1