广州地区顶管施工技术可行性分析
摘要：该文详尽分析了目前顶管技术特点、发展趋势、广州地区地质特点、管网系统特点， 认为目前在广州地区进行大规模管网施工的情况下，为了达到最小破坏和最大保护环境目的，采用顶管施工势在必行。另外，本文还提出了顶管施工中值得注意的问题。 关键词：顶管 管网 施工 1．前言 我们生活在一个日新月异，科学技术高度发达、又紧张忙乱的都市生活方式的世界上。人们比以往更多地渴望在都市的良好环境下得到休息，更多地满足与协调他们的需求。当今时代我们城市现存的许多设施不能满足发展的需要。需要提供更好的污水处理系统，自来水、煤气、电力和通讯设施尤其需要工程技术人员安全的安装管道并且使城市的破坏减至最小，非开控技术将完全能解决这些难题，提供安全及经济的施工方法。非开挖技术在不稳定及饱和土层中以最小的破坏和最大的保护环境等方面解决了城市施工中的难题，并在应付最恶劣的地下土壤条件中有丰富的经验，任何地方都能提供最经济、准确、支全、快速而可靠的解决问题的方法。非开挖技术的出现为创建都市的安宁环境造就了勃勃生机。 非开挖技术是近几年才开始频繁使用的一个术语，它涉及的是利用少开挖和不开挖技术来进行地卜管线的铺设或更换的知识、工艺和应用。而顶管技术是非开挖技术重要的组成部分。由于该技术适用范围较广，但在广州地区应用甚少。故本文着重讨论这一技术。（跳转至卷首） 2．顶管的技术特点 这种技术具有许多优势，但如今我们所了解的仅是其中的一小部分，其潜力是无法预测的，设备的施工能力和应用在不断发展。顶管技术在经济、生态和环境上又有许多优点，但仍有许多待人们认识，这正是为什么必须使用顶管方法来进行地下管线施工的原因。 与技术相比，顶管技术起步较晚。但是值得注意的是在最近20多年中，顶管施工技术无论在理论上，还是在施工工艺方面，都有了突飞猛进的发展。 顶管技术是极为更要的一种都市铺设管道的施工手段，采用顶管施工法铺设管道具有如下得天独厚的优势： （1）顶管施工是顶管铺管技术的一种，其在国外已广泛使用，在国内也己逐渐普及。于不开挖地面，所以能穿越公路、铁路、河流，其至能在建筑物底下穿过，是一种能安全有效地进行环境保护的施工方法，堪称为环境保护施工时的环境保护。 （2）顶管施工不开挖地面，故而被铺设管道的上部土层未经扰动，管道的管节端不易 产生段差变形，其管寿命亦大于开挖法埋管。 （3）采用房下顶管施工法能节约一大笔征地拆迁费用，减少动迁用房，缩短管线长度， 有很大的经济效益。 （4）顶管工艺不仅仅用于管线铺设，它还具有灵活的排管施工方式。更为重要的是顶 管施工作为一种工艺，它不仅仅铺设管线，它在管棚施工方面也具有优势。管棚施工是指在地下构筑物施工前，先利用密排的钢管作成各种断面形状的管棚，对地面建筑物在施工过程中起到保护作用或者是为了达到某种特殊要求而采取的一种辅助施工措施。下图是采用顶管施工的常用各种横断面的管棚[1] （5）顶管施工范围的扩大，顶管机械的性能越来越适应各种土质。顶管特别适用中小型管径管道的非开挖铺设。与非开挖设备相比，其具有独特的优点，参见表l。 表1 顶管与非开挖技术的对照表 比较项目 气动矛 水平定向钻 机械顶管 盾构施工 管材 钢管 钢管、PVC管、PE管 钢管、钢筋混凝土管、复合管、PE管、陶管 盾构管片 管径 50—300mm 50—600mm 200—3000mm 3000mm以上 一次施工距离 20—40m 一般100m左右，特大型1km左右 管径＜800mm；130m左右，管径≥800mm；1km以上 500m以上 适用土质 软土，在混合层中困难 一般土，在砂砾，岩层中困难 粘土，砂砾至岩层全土质均可 软土为主 平衡地下水 不能 困难 好(且不用井点降水) 能 控制地面沉隆 不能 不能 好(顶进面有压力管理) 能(需有相当的深度) 机械原理 采用压缩空气、冲击型 先钻进，后扩孔回拖 前面刀盘切削土体，后方顶进 前面刀盘切削土体，顶进机头后设置管片 施工速度(同土质比) 500mm—2m／min 2m—5m/min 70mm—200mm／min 10mm—50 mm／min 施工精度 施工中无诱导 地面方向有诱导 激光定位，机头纠偏 (绝对偏差；上下±50mm，左右±30mm以内) 机内测量 曲线施工 不能 用钻管前方导向板 任意曲线，曲率半径可小于50m 任意曲线 占地面积 小 较小 管线两头需分别设置工作井和到达井 大 穿越对象 穿一般通路 穿路，过河(须设置管内导向) 穿路、过河、市区房下顶管 过河、市区穿越 用途 电缆、通信、煤气、自来水支管 电缆、通信、天然气、自来水管 所有管线，包括重力流的下水、污水，雨水管线 地下铁道、隧道 设备价格 10一40万元 100一300万元 约100万元以上 约500万以上 顶管发展新方向是更新旧管道技术，例如由于人口量的增加，原有的河水管道需要在原来位置的基础上进行扩径，而且不能影响正常的居民排污，这时需要采用更新旧管道技术。另外，在顶管机前方安设探查前方管线或障碍物的探查仪，使得顶进施工时可提前采取防范措施。（跳转至卷首）
