随着目前社会经济的发展，以及城市规模的扩大及城市高层建筑、居民生活水平提高和基础设施的不断兴建, 市政工程中顶管施工技术的应用日益增多，采用顶管方法施工可以将作业面移入地下， 从而避免对地面交通的影响。只要施工前选线合理， 施工方法恰当， 构筑物并不妨碍施工的正常进行。

顶管施工（非开挖铺管施工）技术是指在不开挖地表、破坏路面的条件下铺设各种地下公用设施( 管道和电缆) 的一种技术和方法。与开挖施工法相比, 非开挖施工技术具有不影响交通、不破坏环境、施工周期短、综合施工成本低、社会效益显着等优点。开挖施工法是铺设地下管线的传统方法，需在地表挖沟槽, 然后将管线放入沟槽中, 最后进行回填夯实土方。随着社会的进步、经济的发展, 开挖施工方法显现出很大的局限性和不足之处。

1.顶管技术在市政管网中的应用

目前，在城市管网施工时，许多城市都存在马路反复开挖的现象，严重妨碍了市区的交通，困扰了居民生活，缩短了路面的寿命。配套的电讯、自来水、煤气、排水、路灯、城市坐标、候车亭、广告箱、路牌、治安岗亭等都要发生反复拆建才行，这无疑增加了对城市设施的破坏和施工难度，城市这方面的问题显得尤其突出。顶管技术在市政管网中的应用主要包括：（1）旧城改造过程中，由于多年形成的各种管网相互交错，很多管线地下位置不明，原始资料丢失或不全等因素，市政管网铺设时无法对地面进行有效开挖。（2）在城市中心地区或商业繁华街道以及城市建设中遇到无法迁移或不能实施开挖的古迹遗址等特殊地段，对不能进行空中架线、开槽埋管来实施作业施工时，一般可采用顶管法来施工。（3）在敷设城市污水管道直径大于600mm时，施工现场无法采用明沟开挖埋管施工而管道沿线又无其他建筑物基础时，可使用顶管法施工。

2.工程实例

开封市某污水处理系统厂外管网工程中，有直径800 mm 的钢筋混凝土管，铺设时需要斜向穿越铁路线长约7.8 m。该段涵管采用顶管施工技术。现结合该工程，对顶管施工技术要点作一介绍。

2.1施工准备与方法选择

该工程在顶进前，对水文、地质情况， 地基土壤种类及物理性质， 各层土的密实度、高程和含水层的渗透系数，地下水位、流量和地表水排水情况进行调查。详细了解列车通过次数及间隔时间，路基中埋设的地下管线及电缆等要及时报告有关单位拆除或改移影响部分。编制好铁路慢行计划，准备好各种防护及抢险用品，保证施工安全、高效运转。顶进作业应在工作坑水位降至基底以下0.5～1.0m进行。在开挖工作坑时，应设置好排水、降水系统。开挖工作坑采用机械开挖， 需按设计作好安全防护，确保线路安全。

按设计制作后背及工作底板。由于工作底板顶面的平整度要求较高，在施工中采用方格网控制高程法，即在灌注工作底板混凝土时，用直径16 mm 的钢筋头埋入混凝土中，分成2.5 m 方格网控制高程，按点找平，再用1∶3 水泥砂浆抹面整平。为保证顶进施工，应在底板顶面做成前高后低的仰坡，底板两侧设置方向墩。在修筑好的底板上就地预制管身。

管顶覆土＞3 m 的可采用“钢板脱壳” 法进行顶进， 在管顶上铺设钢板并与涵体一起前进。当顶进阻力增大或路基土体随管身移动而变形时， 解除钢板与管身的联结， 借助钢板与管顶隔离层摩擦阻力小， 由钢板托着路基土体， 管身在钢板下前进。顶进过程中， 组织加快出土速度， 实行“三班制” 连续作业，并注意管身轴线方向， 发现偏差即时纠正。其“左右” 纠缠可采用一侧超挖， 另一侧少挖土或增减一侧千斤顶顶力的方法进行； 纠正“抬头” 采用在箱底刃脚前超挖土及涵两侧挖土的办法逐步进行； 纠正“扎头” 可采用少挖涵底土利用船头坡或换铺地基纠偏的方法逐步进行。顶进时， 顶铁的安放必须保持与涵体轴线顺直一致，每隔4 m 左右设置一道横梁以使传力均匀。

2.2设备安装与调试

（1）顶进设备。管身和后背建成后，即可安装顶进设备。千斤顶台数根据最大顶力配置。设备安装完后，即可进行调试：全面检查液压元件是否可靠，千斤顶功能有无异常，管路有无泄露； 调整电接点压力表和压力继电器的保安值，调整溢流阀的作用压力；逐步加大油压力，推动管身，测定起动推力；检查后背的变化情况。

（2）辅助设备。管身制作完成后，即可在预埋件上安装顶、侧、底钢刃脚，同时安装人工挖土平台。在安装底刃脚时，应注意形成船头坡。

（3）试顶。上述工作完成后， 即可进行试顶工作，试顶一般以顶动管身为止。试顶中，在各有关部位及观测点处均应有专人负责，随时注意变化情况；开泵后每当油压升高5～10 MPa 时须停泵观察，发现异状，及时处理；同时还要注意观察后背和底板的变化。

3 线路加固与安全措施

工程线路加固采用吊轨纵横梁加固方法。首先应按隔六抽一法将混凝土枕换成木枕，并在线路另一侧搭设枕木垛，在木枕上施作4 组3 根50 kg/m 钢轨扣轨梁。然后挖空道碴，穿入工字钢横梁，用U 型螺栓及钢扣板将横梁与扣轨梁连成一体。为减少顶进阻力，在每组横梁下铺设1 cm 厚的钢板并涂上黄油作滑道。为防止顶进过程中线路横移， 在管身顶设2 台导链， 固定在挡碴墙预埋钢筋上， 如发生横移时， 用导链进行调整。在准备工作全面检查均合格无误后， 再经试顶验证， 顶进的作业程序见图1。为不使管身在顶进时中途停顿， 劳动组织应保证昼夜连续作业。

施工过程中， 如需要对既有线路设备进行拆换、加固或起拨道时， 须先与当地工务部门取得联系， 并经协商同意后方可进行。顶进开始后中途不得停顿，须24 h 连续作业并备足各种机具、材料。严格做到“四不挖土” 的要求， 列车通过时停止一切施工活动，人员撤出施工场地。顶进时顶铁上严禁站人。管身顶进就位后， 即应尽快恢复线路。在拆除加固设施前， 应首先确认道碴、上碴工具、起拨道工具是否备齐，同时安排好抽出横梁的施工作业程序。施工中按隔六取一的方法抽出横梁木枕换一根钢筋混凝土轨枕，随即补充道碴捣固。全部拆除撤换完毕，即对线路进行全面维修，达到标准后，才可报请运营部门恢复正常运行。

4．施工时特别注意的问题

为了确保该工程施工，顶管作业必须做到如下几点：

（1）详细了解设计文件有关规定，根据地质情况核算最大顶力，据以设计足够强度和稳定的后座， 预先做好通过障碍物的各种可靠措施， 保证开顶后连续作业， 以减少对列车的干扰。

（2）对穿越地段的线路，根据地下水、桥涵大小、覆土深度、施工季节等情况考虑架空、加固设计，并按设计要求做好扣轨、扣梁工作。

（3）管道顶入路基前，如需挖去部分边坡，只能与线路架空工作同时进行，不能提前开挖。开挖后要有防护措施，如发生路基坍塌，应及时堆码沙包、草袋和回填。涵洞顶进到位后，立即砌筑端翼墙及护锥，防止路基塌方。

（4）顶进中严格控制超挖。顶管作业一般超挖不得超过30 cm，管下部135°范围内及管底部不得超挖，以保持原状土的路基，并按规定保持安全开挖坡度，防止塌方。如发生塌方危及列车安全，应立即停止顶进，根据线路变化情况降速或封锁线路，同时立即采取抢修加固措施，尽快恢复正常。

（5）要及时测量顶进方向及高程，随时进行纠偏。对顶进过程中的偏差， 必须及时发现并及时纠正，方能确保进度与质量，也是顶管成功的关键

总而言之，顶管工艺的施工从技术上讲是完全可行的, 相对于开槽埋管从社会效益与经济效益上来讲更具有优越性。从根本上改变了城市管网乱挖现象; 另外一方面从切实做到保护环境入手，加大推广顶管施工技术力度势在必行。