市政工程关乎社会民生,随着城市建设和发展进程加快,现代技术得到了广泛应用。顶管(沉井)施工作为市政工程主要的施工技术,凭借独特优势被广泛应用。在满足工程质量和安全要求同时,最大程度上规避了对环境的不良影响,尤其是在开挖深埋领域,顶管(沉井)施工技术应用效果较为可观。综合把握市政工程顶管(沉井)施工控制要点,改进其中的问题,能够为后续相关工作的开展夯实基础。

1顶管(沉井)施工技术优势分析

顶管(沉井)施工技术是常见的施工方法,在管道建设中应用广泛,可以规避和减少对建筑物和交通环境的不良影响,属于不开挖埋管施工范畴。发挥顶管(沉井)施工技术优势,规避对交通秩序的不良干扰,透过地面进行地下施工,规避气候和环境因素不良影响。同时,在市政工程中应用顶管(沉井)施工技术,能最大程度上降低管道位置形变的可能性。地铁施工中需要运用多种技术进行沟槽和管道施工,在土壤埋设管顶时,一个轴管通过管道>1500m,依托曲线来处理地下管线等障碍,纠偏敷设方向,凭借独特的优势特点在大中型口径非开挖领域被广泛应用,其在提升施工效率的同时,还能够保护生态环境。顶管(沉井)施工技术机械化程度较高,节约了人力成本,又提高了施工效率,在沿海发达区域应用广泛,通常用于油气管道、地下排水系统等管线施工,可以满足非开挖铺设,减少了环境污染和成本,创造更加可观的效益。

2市政工程顶管（沉井）基本情况

2.1顶管（沉井）概念

顶管（沉井）施工技术本质属于不开挖施工技术，是指在管道顶进过程中，借助施工机械推力完成施工。借助该施工技术可以保证施工效率与质量，控制开挖土层数量，降低管道与土壤之间的摩擦力。与传统顶管施工所不同的是，顶管（沉井）施工可以降低管道偏差问题发生概率，降低工作人员后期维修难度，控制施工成本，提高施工单位经济效益。

2.2适用范围

(1）可使用顶管（沉井）施工技术完成城市繁华区域市政工程项目。该技术施工范围较小，不影响施工区域交通情况，可以满足城市发展需求，并且不会破坏施工区域道路外观，施工成本较低。(2）可使用顶管（沉井）施工技术完成城市人口密集区域市政工程项目。该技术施工噪音较小，不会对居民正常生产生活造成影响。(3）可使用顶管（沉井）施工技术完成高植被覆盖区域市政工程项目。该技术具有点状施工特点，可以尽可能缩减动土面积，不会对绿化区域造成破坏。

3市政顶管工程沉井结构方案

顶管井是市政顶管工程中的临时设施，为了保障市政顶管工程的设计质量，在设计阶段，应根据工程实际情况、施工调节、工程相关要求等方面的需求，科学合理地设计工程结构，以充分发挥工程设计结构的重要作用。现阶段常用的顶管井结构类型有以下四种。(1）沉井结构。在顶管工程中使用沉井结构能够保障工程具有较高的刚度。在实际的顶管工程施工阶段，沉井结构具有较大的深度，为了降低沉井结构内部的应力，需要减小沉井结构的厚度，同时选择内撑方式，确保经管工程的建设质量。同时，设计人员还需考虑流砂、涌水等地质状况所产生的影响。(2）地下连续墙。地下连续墙是顶管工程中一种平面构件，具有占地面积小、防渗性能好等优点，但在地下连续墙的实际运用中，存在墙体变形、空间整体性差等问题。在地下连续墙的设计中，设计人员需要借助内撑方式保障结构的稳定性。通常情况下，地下连续墙适用于深度较大的顶管井工程。(3）排桩结构。在顶管井的设计中，若存在顶管井面不规则和施工深度较大等现象，需要选择排桩结构设计。另外，在设计排桩结构时，设计人员要重视止水设施的合理设置，以避免顶管沉井受到地下水的影响，从而保障工程建设进度和质量。(4）钢板桩。合理使用钢板桩能够保障工程的整体强度，其还具有施工便捷、成本低廉等优点，被广泛应用于顶管工程中。实际应用钢板桩时，很容易受到工程地质条件和地下水的影响，因此在设计钢板桩时，需要将钢板打入不透水层，同时要合理设计止水设施，从而避免因地下水位较低而影响工程的整体质量。

4市政工程顶管（沉井）施工方法

4.1工作设计

推压井主要有两部分结构组成，分别是推压井与钻井结构，具有多种存在形式，结构主要形成材料为钢筋混凝土。在其应用过程中，推压井与钻井形状与性能均存在一定差异，比如推压井形状多为圆形、方形，钻井形状多为矩形等。

4.2施工程序

打开通过墙或者墙闷板,使用工具在顶部安装防水墙喷泉装置,主要技术措施如下:管内夯密实加固低强度纸粘土或水泥混合土,起着临时挡水的作用;确保孔壁外侧在一定范围内的基本稳定和有足够的力量支持。通过工具对墙进行施工,墙外采取注浆加固措施;通过前墙的潜在问题分析并制定相应措施;施工后迅速采取相应措施,使用工具板进行工作。本工程在压板的中部使用20mm厚的优质天然橡胶板环,要求具有较高的拉伸强度和耐磨性,通过管道反向驱动的安装进行密封,其目的是防止由于墙面长时间曝光的外部扰动流变。

4.2顶管法

在防水墙安装中，需结合需求完成仪表板、工具以及设备选择，以保证隧道管道运行质量与效率。出洞后应先用顶管机将孔从地面压下，然后开始封孔，这个过程较为普遍，保证工程施工质量安全，尽可能规避工程事故发生的可能性。

4.3注浆顶施工

通过调整膨润土管道悬浮层厚度可以改变膨润土浮力。通常情况下，当悬浮层厚度与标准数值存在偏差时，钢筋混凝土浮力会发生明显的变化。假设土压力大于膨润土浮力，则支撑带整体悬浮压力会呈现为不平均状态。此时，为满足悬浮需求，在实际施工中，可以通过观察表观溶胶流动状态分析膨润土运动状态，以降低浮力和阻力的双重影响，并通过减少重力来减少冲击，有利于大直径和长距离推进。

4.4顶进设备安装

安装前应对液压缸、高压油泵、液压管路控制系统进行检查,顶铁应放置在工作坑内顶进方向的两侧,顶面与轴线垂直,安装后的顶铁轴线应与管道轴线平行、对称,顶进设备安装后应试车运行。

4.5管道顶进

顶管制作材料为D800mm三级钢筋混凝土管，钢管设承插，管接头内间隙采用聚硫密封膏。在进行顶进操作前，需检查轨道第一段管道相关参数是否符合规定，比如中心线、坡度以及高度均需高于最低标准。顶管排空后，拆除开关门，将其推入5～10cm，以增加测量强度。轴线上第一根管道的允许偏差为3mm，高度为0～3mm，顶管后，用聚硫密封膏密封管接头之间的内部间隙。

5顶管(沉井)施工过程的质量把控方法

5.1加强工作井质量控制

顶管工作井一般采用沉井结构,由于地质情况变化采用水泥搅拌桩或高压旋喷桩支护结构方式,不会对周围建筑物造成不良影响。沉井下沉时,井内挖土应先从中间开始,均匀、对称地逐步向刃脚处分层取土,使沉井均匀下沉,防止偏斜;特别是下沉初期,沉井入土较浅,土层对沉井的平衡稳定作用差,容易产生偏斜,尤应注意。在挖土下沉过程中,不应偏除土,避免沉井发生偏斜。井下沉的速度,由挖土的速度来控制。另外,井壁外的回填灌砂必须均匀充实,使沉井下沉时四周摩阻力相近,均匀下沉。沉井活动即将结束前,要放缓挖土速度,规避沉井下沉诱发的安全事故。

5.2沉井下沉及封底控制

施工前应确定不同观测数据的原始起点，进行对比分析，针对不合理之处进行优化。在应用沉井技术（干、湿）进行施工前，施工单位应向有关部门进行申请，获得施工许可。沉井下沉前，应清理沉井底部的混凝土垫层，为同步下沉创造对称条件。在沉井下沉过程中，现场人员应做好记录，按正确的钻孔顺序进行施工监理，明确机械钻孔与人工钻孔之间的差异性，避免因突然倾斜、沉降或偏斜而造成过度开挖。制定详细施工记录方案，及时完成施工变化情况记录，确保后续施工可以顺利开展。当检测到0.25%的偏差时，钻孔深度应无限接近底脚，以降低误差。同时在施工中，其工作重点为防斜工作，根据土壤性质和场地变化进行调整时，应以频繁测量和偏差修正为指导思想。当沉井接近设计高度时，应借助人工开挖方式完成后续施工，以确保沉井在设计高度的下沉精度。沉井下沉至设计标高时，经设计和监理确认后，测量地下室高度并密封。沉井验收标准参照相关工程验收标准，使质量符合设计要求。

5.3顶管过程控制

(1)顶进前应对顶管各机械设备进行全面检查,确保在设备能正常运行的情况下进行顶管施工。(2)通过观察压力表,及时检查泥浆压力,及时运走抽出的泥浆。(3)压注泥浆时,要避免管壁与土体之间有空隙存在,这就需要在顶管设计中,适度地减少主千斤顶顶力大小,降低摩擦阻力,所以多数情况下会导致顶管机头的外径较之顶入管材的外径更大,大概20mm左右。究其根本,是由于顶管期间顶入管、土体本身不可避免地存在空隙,土体一定程度上有沉落问题。所以,在具体操作中要第一时间压注泥浆于空隙中,顶进和压入同步进行,同时中间补浆,确保顶管内部形成符合要求的泥浆套,这样不仅可以解决空隙问题,还可以在最大程度上规避土体沉落问题。(4)严格把控顶进方向,除管端正面挖掘要均衡、对称外,还应注意以下方面:①顶进过程采用测量仪器对管道轴线复核,检查工作井内的导轨,如发现误差,及时纠偏;②千斤顶安装后需保证中心应和正面阻力和摩阻力重合,尽量减少偏心;③在受力过程中经常注意后座墙,观察外形及刚度是否出现变化,如出现各种影响精度的因素应及时采取有效措施进行补救。(5)顶管完成后,采用水泥浆进行置换,确保将触变泥浆全部置换。

5.4地面预制控制事项

确定穿孔沉箱法是否适用，能否保证施工安全和质量，钻孔取样深度是否满足要求，钻孔底部土壤是否可用作垫层、碎石垫层或混凝土垫层，确保沉井施工可以顺利开展。需要注意的是模具工程控制包括多项工作：(1)核查脚手架底部牢固性。(2)核查脚手架底部稳定性，且相邻井壁弧形边缘距离不得超过1.5m，钢管水平与垂直间距应为1.80m×2.00m，检测其是否满足稳定功能的抗剪支撑要求。(3)核查装配式钢模板是否存在漏浆问题，内外模支撑是否可以支撑混凝土振捣，内外模与沉箱壁厚的距离，内外防护层厚度是否满足设计要求。检查现有施工工艺是否符合设计图纸和规范标准，通过加固方法、钢材质量保证书检验、试验报告、原材料批量试验。保证在井壁与钢材结合前提下，井壁截面尺寸符合设计图纸，并以此为标准完成钢筋位置表现。

5.5顶管机进出洞口措施

顶管机进出洞是顶管中一道非常重要的工序,穿墙后工具管方向的准确与否将会给以后管道的方向控制和井内管道的拼装工作带来影响。穿墙时,首先要防止外部泥水大量涌入井内,严防塌方、流砂和流泥,其次要使管道不偏离轴线,顶进方向正确。在砂性土中穿墙,则需要对沉井外部地基进行局部加固或降低地下水位。

5.6顶进施工控制

检查顶管机类型、顶管力等参数是否满足工程地层对顶管距离的要求，参考相关要求核查T型钢止水环、木垫片等密封件的质量证明书与外观质量证明、核查管道减阻措施、落实制定标准作业比，参考顶管施工记录确定最大推力报警值。确保在实际施工中，施工单位可以根据要求完成具体工作，比如平面控制、高程控制、地面沉降观测及顶升位置测量等。及时掌握顶管头位置，改善过电位，及时纠正偏差。顶管施工的地表沉降测量每天进行一次，在开展推进工作前，需检查工作孔止水装置与管道中心导轨位置，以保证止水条的安装和密封，当问题发生后，施工人员需第一时间做出应对，降低损失。

6结论

综上所述,市政工程是推动城市现代化建设和发展的关键所在,大直径管道建设容易破坏周围环境,影响道路交通出行。通过顶管(沉井)施工技术应用,完善配套地下管道设施,有助于提升施工效率和质量,带来可观的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]钟晓琳.市政顶管工程沉井结构设计要点及应用[J].工程技术研究,2021,6(20):178-179.

[2]梁进生.复杂地质条件下污水管道沉井顶管与牵引相结合施工工艺[J].四川建材,2021,47(05):133-134.

[3]姚鑫.装配式可回收顶管工作沉井施工技术[J].工程建设与设计,2021(08):119-121.

[4]刘永鸿,白玉贵,牛文宣.超大口径顶管工作沉井施工控制技术研究[J].广东建材,2020,36(10):24-26+17.

[5]林耿榆.市政工程顶管(沉井)施工控制要点分析[J].住宅与房地产,2020(21):225.

[6]冯佳庆.沉井顶管施工中的技术预防措施[J].建筑施工,2020,42(07):1277-1279.