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一、引言
定向增发具有发行门槛较低、审批流程简单、融资方式灵活的特点，被认为是融资“pecking order”中仅次于公开增发的次优选择（Ferreira and Brooks，2007），已成为上市公司再融资的重要途径，2010年至2012年沪深两市定向增发融资额分别为3300亿、3588亿和3441亿，后两年融资规模均超过IPO。
定向增发在国内股权融资市场占主导地位的原因，除了近年来的政策支持，重要的一点是其用途并不限于融资功能，实施定向增发主要基于三个动因：首先是对大股东实施增发以收购资产，甚至是母公司整体上市；其次是引入新的战略投资者，提高公司竞争力，或是实现战略重组；第三则是为新的募投项目筹集所需的项目资金。
二、文献综述
总体来看，定向增发的相关研究主要集中于解释发行中的折价现象和股价的市场效应两个方面，并由此延伸到大股东利益输送、定增前后企业的绩效变化、定向增发的投资价值、定向增发盈余管理等领域。研究的出发点主要是信息不对称和问题。
（一）定向增发的基本现象
定向增发折价、短期市场效应是定向增发现象研究的主要结果。
1、折价
实证研究结果表明，美国私募的折价率约为11.3%-20.14%，而台湾地区的定向增发折价率约为20%。
2、短期公告效应
对于折价发行的定向增发股票，市场上基本上持乐观态度，而定向增发中的短期市场效应（公告效应），则并未发现一致的国际证据。Wruck（1989）最早研究发现，宣告日前后存在4.5%的异常收益，Hertzel and Smith（1993）发现1980-1987年间，NASDAQ106家定向增发公司的公告期超额收益为1.72%。一些学者对日本、挪威、美国、新加坡、瑞典等国上市公司的实证研究也得到了相似的结论。但是Chen et al.（2002），Anderson et al.（2006）的研究没有发现显著的正异常收益。
国内方面，戴爽（2007）选取已实施定向增发的57家上市公司作为统计样本，发现了11.8%的异常收益，章卫东（2007）的研究也发现了类似规模的公告效应，且面向控股股东及其关联方的定向增发将获得更高的累计超额收益。此后陆续也有学者发现股改后定向增发存在正面宣告效应。
3、长期市场效应（公告效应之谜）
与短期公告效应相反，Hertzel et al.（2002）发现，市场对定向增发的长期反应为负，三年持有期异常收益为-23.8%。Krishnamurthy et al.（2004）和Marciukaityte et al.（2005）也得出了类似的结论。这一问题被称为“Puzzling announcement effect（公告效应之谜）”。
公告效应之谜在我国目前尚无定论。吴育辉等（2010）分析发现，增发后的6个月时间段，股票具有更高的累计超额收益率。章卫东、李海川（2010）的研究表明，资产注入类型、注入资产与主营业务的相关性，将显著影响到定向增发股票的长期收益率，而与短期市场表现无明显关系。邓路等（2011）发现中国上市公司定向增发前后5年业绩显著好于配比公司，定向增发后两年内总体上表现强势特征，原因是投资者对定向增发的公告反应不足。徐静，余斌（2012）则发现了公告效应之谜的现象，即短期内定向增发股票市场反应为正，而长期的市场反应为负。
（二）定向增发的影响因素
对于定向增发的影响因素，一般可以分为两类，一类是所有形式的新股发行都具备的一般性影响因素；另一类为定向增发的特有研究成果。
1、定向增发的一般影响因素
（1）价格压力假说
Scholes（1972）指出，每只股票彼此之间不可完全替代，因此需求曲线应该向下倾斜，任何股票的发行都会导致价格下跌。有大量文献实证研究了股价和发行规模之间的关系，但是得到的结果并不明确。Loderer et al.（1991）对增发宣告异常收益与需求的价格弹性进行了检验，但是并未发现需求的价格弹性导致了负的异常收益。盖锐、熊发礼（2010）指出再融资将会导致企业长期财务指标下降，尤其是以包括定向增发在内的股权再融资行为。
（2）投资机会假说
Miller and Rock（1985）指出公司的投资需求为定值，任何再融资行为都是对未来现金流预期下降的结果，从而构成了公司未来收益的负面信号。Healy and Palepu（1990）认为股票发行体现了预期未来收益的波动性变大，经营风险将出现上升，再融资行为是一个“坏消息”。贺薇（2011）也得出了类似结论。顾馨、李双杰（2012）以2006-2009我国主板定向增发的上市公司为研究样本，发现定向增发对股权结构的改善有积极影响，70%左右的上市公司增发实施后业绩指标出现提升。
（3）财富转移假说
股票发行伴随着财富在股东与债权人之间的重新分配，Galai and Masulis（1976）；由于股权融资可以降低公司的债务风险，超预期的股票发行会使得财富从股东向债权人转移。因此，股票增发导致公司的D/E比例下降，同时出现负的异常收益，DeAngelo and Masulis（1980）。但是在韩国市场，Kang（1990）和Dhatt et al.（1996）发现配股前后伴随着正异常收益，其根本原因是股权融资使企业出现财务困境的概率下降。
（4）流动性假说
交易受限股票的折价均值达34%，Silber（1991）；Brennan and Subrahmanyam（1996）、Fiori（2000）等发现，股票的流动性与收益率负相关。考虑到定向增发股票往往存在限售条款，因此其应当存在发行折价，并具有正的异常收益。
2、定向增发的特有研究成果
（1）监督效应假说
Wruck（1989）的监督效应假说指出，定向增发会带来股权集中度的提高或是产生新的大股东，随着大股东利益与公司趋同，大股东可能凭借自身的影响力改善公司的资源分配，或者促使公司进行有价值的兼并收购，那么公司价值将得到提升。值得注意的是，Hertzel and Smith（1993）以及Wu（2004）的实证结果并不支持监管假设。
（2）管理层权力扩张假说
Wruck（1989）还发现，如果定向增发导致管理层滥用权力，公司价值将会下降。基于此，Barclay et al.（2007）提出管理层权力扩张假说解释定向增发，他们认为管理层只会对不会影响其地位的友好投资者实施增发，因此定向增发对于非参与（不干涉公司管理）投资者来说是不利的，而折价现象正是对这种非参与的补偿。
（3）大股东利益输送假说
Cronqvist and Nilsson（2005）发现家族企业为不稀释控制权，不愿意选择配股和公开增发，Baek et al.（2006）通过对韩国企业集团的研究，对此提供了证据证明。张鸣、郭思永（2009），何贤杰、朱（2009）的研究结果表明，大股东的机会主义行为是影响上市公司进行定向增发的重要因素。李传宪、何益闯（2012）指出大股东有更大的动机和能力借助定向增发进行隧道行为，而股权制衡机制在一定程度上会约束这一行为。邓路等（2011）也未发现直接证据支持大股东将定向增发作为实现利益输送的工具。从投资者保护，监管大股东行为的角度，郭思永（2012）提出，良好的投资保护环境能够抑制上市公司的财富转移行为。
（4）信息不对称假说
Hertzel and Smith（1993）的实证研究结果表明定向增发的折价程度与信息不对称程度显著正相关。他们认为，在支付一定的搜寻信息成本前提下，投资者可以观察到存在信息不对称问题的企业的内在价值，而定向增发的折价就是为了补偿信息获取成本。同时，定向增发本身也释放了公司价值被低估的信号，投资者的认购就是对公司价值的鉴证。因此，定向增发公告会带来正的市场效应。Lee（1997），Kahle（2000）的研究支持了公司会凭借信息优势在股价被高估时实施股权再融资的结论。Anderson et al.（2006）对新西兰的研究发现，分析师关注较少的企业，认购者对企业的价值挖掘付出了较高的成本，折价将作为他们投入信息成本的补偿。
（5）市场时机
Huson et al.（2006）提出，定向增发的定价和数量受资本市场的状况影响。当股市市值上升时，定向增发数量也会增加；定向增发折价与市场收益正相关。耿建新等（2011）发现公司长期经营业绩与长期回报率会出现下滑，其原因不是市场对短期公告效应过度反应的修正，而是投资者对募投项目过度乐观。卢闯，李志华（2011）研究发现市场错误定价是投资者情绪和定向增发折价的中间变量，投资者越乐观，定向增发折价越大。徐静、余斌（2012）进一步发现，无论是长期或是短期，市场低迷时定向增发的市场反应较之牛市行情下的市场反应更好。
三、总结
近年来，我国A股市场定向增发相关问题研究已经日渐成熟，取得了大量的研究成果。但由于我国定向增发市场开展较晚，研究样本的时间跨度相对有限，且市场环境、制度安排具有一定的独特性，很多研究结果仍有待进一步验证。
首先，除了最简单的融资目的外，国内的定向增发还被广泛应用于如并购重组、整体上市等领域，《上市公司非公开发行股票实施细则》对以重大资产重组、引进战略投资为目的的发行和以筹集资金为目的的发行采取了不同的定价方式。然而由于定向增发一般以相对二级市场价格折价发行，定价水平较低，大股东通过定向增发谋取私人利益成为一个不容忽视的现象，如何进一步的优化和改进定向增发的定价机制，修正其缺陷已成为学界的一个重大议题。
其次，国内发行周期长于国外的私募发行，一般来说，从董事会预案公告到定向增发完成需耗时半年到一年，更有甚者可以达到两年以上。这其中主要包括董事会预案公告、股东大会审议通过，证监会审核通过，发行批文颁布，承销路演，股权登记。
最后，国内定向增发还面临着“九折规则”的约束，《管理办法》在定价基准日的规定上具有模糊性，公司可以自由选择基准日。目前A股市场上市公司定向增发定价基准日普遍选取董事会预案公告日，其原因可能是以董事会预案公告日作为定价基准日，方便董事会通过盈余管理等手段，对发行底价区间进行控制。
概述：传统的挖槽埋管地下管线施工技术由于对地面交通影响较大。使本来就拥挤繁忙的城市交通如同雪上加霜。同时给市民工作、生活带来许多不便。顶管技术就是在这种情况下发展起来的一种非开挖技术。随着顶管技术在市政工程的广泛运用。本论文主要讨论在顶管作业施工过程中出现了一些具体的技术问题。值得施工技术人员重视。并以此和同行共享。
一、顶管技术在城市给排水中的发展
地下给排水管网是城市基础设施的重要组成部分，对城市给水管网进行改造的时候，管道安装工作需要专业的工程技术人员进行。传统的地下管线施工技术通常对地表有很大的破坏，而且地下管线的改造是在城市道路下的工程，必然会对本来就拥堵的城市交通带来更大的不便，也严重影响了人民群众的正常出行，施工后的道路恢复工作也比较麻烦，在一些人口密集交通易堵塞的大城市这个问题显得更加明显，因此，这个问题成为了众多专家研究的话题，也是我们急需解决的问题。
非开挖工程技术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的堵塞等难题，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，它将为城市创造一个洁净、舒适和美好的环境。非开挖技术是指在进行地下管线的铺设改造中尽力不开挖或者少开挖。
顶管技术就是在目前的形势下发展起来的一种菲开挖技术，这种技术在国外应用非常普遍，在我国也有很大的普及空间。伴随着顶管技术的投入使用，在运用中也经常出现一些问题，本文主要提出在顶管技术施工中容易出现的技术问题，值得施工技术人员重视，并以此和同行共享。
二、顶管施工的特点
顶管法又称为非开挖管道敷设技术.它具有不需要开挖面层.就能穿越地面构筑物和地下管线及公路、铁路、河道的特点，相比开挖敷设技术。投资和工期将大大节省。同时，顶管施工技术可以降低噪音，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.属于真正的无污染、高效率的施工技术。顶管施工法由于其上述多方面的优点.在市政工程中尤其是在市政给排水管线工程中得到了广泛地应用。概括起来，顶管施工技术具有几大方面的优点：施工面由线缩成点，占地面积小；地面活动不受施工影响，对交通干扰小；噪音和震动低.城市中施工对居民生活环境干扰小.不影响现有管线及构筑物的使用；可以在很深的地下或水下敷设管道，可以安全穿越铁路、公路、河流、建筑物，减少沿线的拆迁工作量.降低工程造价。其主要缺点是施工技术难度较高，需要详细的工程地质和水文地质勘探资料。
三、顶管技术施工应用分析
1、顶进管的选择
顶进管一般选州钢筋砼管.如没有腐蚀要求可选用钢管。钢筋砼管的规格设计、配筋和应力验算应遵守有关钢筋砼的标准和技术规程.特别是有关钢筋砼管的标准和技术规程。
2、顶进管岛径的选择
顶进管的直径选择是片先根据工程性质、工程需要确定内径。根据顶进管所受荷载确定砼管的配筋及壁厚.进而确定外径。因为顶管工程工作面上需要配备挖土工人.所阻一般管内径不小于500rm。
3、顶进管妊度的选择
顶进管的长度对顶管过程的可控性和经济性有很大的影响。在直线推顶的情况下使用长管可以减少装管的次数.取得良好的效果.但随着管长度的增长.如果偏离原定的路线，建造顶坑时顶娅坑的长度也要增大.挖坑、支护、回填、修复的费用将相应地增加。反之，在直线上推顶很短的管也较困难.闪为短管比较容易向周闱土层中挤入.致使整个管呈蛇形弯曲，这便降低了管路顶进的可控性。
4、顶管施工的前期准备
现场平面布置，平面总体帛置包括起重设备、自动拧制室、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，始硼t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。
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，对后靠土体机进。为防止腰管机进、出预留空间导致泥水流失.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。
三、顶管施工的工艺
顶管施工又称为顶进法施工.是指利用顶进设备将预制的箱形或圆形构造物逐渐顶入路基.以构成立体交义通道的施工方法。顶管施工需先在确定的管段之间设置工作井和接收，在工作井内安装推力设备将导轨上的顶管机头推入土体，机头导向。将预制的钢筋混凝上管向前顶进.前端土体通过上作井运出，最后完成管道铺设。
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，它们的结构受力性能由高至低依次为圆形一矩形。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，问距与设计枪杳井间距一致.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、顶管施工工序
①穿墙：打开穿墙闷饭将工具管顶出井外.并安装穿墙止水装置，主要技术施工措施如下：a穿墙管由填夯压密实的纸筋粘上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嗣内土体基本稳定并有足够强度.工作井工具管穿墙，对穿墙管外侧采取注浆同结措施；
c穿墙前对可能出现的问题进行分析并制定相应处坪措施：d蝴板开启后迅速推进工具管.同时做好穿墙止水.
结束语：管工艺的施工从技术上讲是完全可行的.相对于开槽坪管从社会效益与经济效益睐讲更具有优越性，另外一方面从切实做到保护环境人手.加人推广顶管施上技术力度势在必行.可以预见未来的管线铺设技术将以顶管工艺为支撑。
0 引言
地下管网是城市基础设施的重要组成部分，日夜肩负着传送信息和能量的重要任务。为城市处理污水的系统、自来水、煤气、电力和通讯设施等等都属于地下管网之内，要对上述市政设施进行改建、新建、扩建，需要工程技术人员进行安全的管道安装。传统的挖槽埋管地下管线施工技术由于对地面交通影响较大，使本来就拥挤繁忙的城市交通如同雪上加霜，同时给市民工作、生活带来许多不便，特别在人口稠密的城市和交通拥挤的地区以及不允许开挖的地段，这个矛盾就更加突出。市政工程如何使这些安装工程对城市的影响减至最小，如何尽可能减少对人们日常生活的影响。已经成了一个迫切解决的问题。
非开挖技术将完全能解决这些难题，提供安全及经济的施工方法。非开挖技术是指利用少开挖和不开挖技术来进行地下管线的铺设或更换的工艺。顶管技术就是在这种情况下发展起来的一种非开挖技术，其在国外已广泛使用，在国内也已逐渐普及。随着顶管技术在市政工程的广泛运用，本论文主要讨论在顶管作业施工过程中出现了一些具体的技术问题，值得施工技术人员重视，并以此和同行共享。
1 顶管施工的特点
顶管法又称为非开挖管道敷设技术，它具有不需要开挖面层，铁路、河道的特点，相比开挖敷设技术，投资和工期将大大节省。同时，顶管施工技术可以降低噪音，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，属于真正的无污染、高效率的施工技术。顶管施工法由于其上述多方面的优点，在市政工程中尤其是在市政管线工程中得到了广泛地应用。概括起来，顶管施工技术具有几大方面的优点：施工面由线缩成点，占地面积小；地面活动不受施工影响，对交通干扰小；噪音和震动低，城市中施工对居民生活环境干扰小，不影响现有管线及构筑物的使用：可以在很深的地下或水下敷设管道，可以安全穿越铁路、公路、河流、建筑物，减少沿线的拆迁工作量，降低工程造价。
2 顶管技术施工应用分析
2.1顶进管的选择一般选用钢筋砼管如没有腐蚀要求可选用钢管。钢筋砼管的规格设计、配筋和应力验算应遵守有关钢筋砼的标准和技术规程，特别是有关钢筋砼管的标准和技术规程。①顶进管直径的选择：顶进管的直径选择是首先根据工程性质、工程需要确定内径，根据顶进管所受荷载确定砼管的配筋及壁厚，进而确定外径。因为顶管工程工作面上需要配备挖土工人，所以一般管内径不小于500mm；②顶进管长度的选择：顶进管的长度对项管过程的可控性和经济性有很大的影响。在直线推顶的情况下使用长管可以减少装管的次数，取得良好的效果，但随着管长度的增长，如果偏离原定的路线，使之恢复正确路线要比使用短管更加困难。建造顶压坑时顶压坑的长度也要增大，挖坑、支护、回填、修复的费用将相应地增加。
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IJD外≥2.10时为长管。
2.2顶管施工的前期准备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，必须在工作井安装止水装置。
2.3顶管施工的工艺：是指利用顶进设备将预制成椭圆形或圆形构造物逐渐顶入路基，以构成立体交叉通道或涵洞的施工方法。顶管施工需先在确定的管段之间设置工作井和接收井，然后在工作井内安装推力设备将导轨上的顶管机头推入土体，由机头导向，将预制的钢筋混凝土管向前顶进，前端土体通过工作井运出，最后完成管道铺设。
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一正方形一矩形。
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：1）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；2）为确保穿墙子L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；3）穿墙前对可能出现的问题进行分析并制定相应处理措施；4）闷板开启后迅速推进工具管，同时做好穿墙止水，本工程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，顶管出洞，即顶管机和第一节管子从工作井中破出洞口封门进入土中。开始正常顶管前的过程，是顶管技术中的关键工序，也是容易发生事故的工序。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注浆减阻：在顶管施工中还有一个重要的技术措施就是通过压注触变泥浆填充管道周围的空隙，形成一道泥浆保护套，起到支撑地层，减少地面沉降，减少顶进阻力的作用。在施工中，首先对顶管机头尾部压浆，并要与顶进工作同步，然后在中续间和混凝土管道的适当位置进行跟踪补浆，以补充在顶进中的泥损失。注浆工序一般多应用于长距离顶管施工中。④ 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。
2.3.3顶进过程遇地下障碍物的处理措施：① 孤石：如所选用的土压平衡机头直径较小，前端没有检查孔，在顶进过程中，碰到软土中的孤石，当多次调整机头自身操作也无法再继续顶进时，应停止顶进，用开挖的方法来排除孤石，待排除孤石后，继续顶进。② 混凝土、砖墙：一般来说，对于小体积的C30以下的混凝土、砖墙均可以切削。具体操作时降低顶进速度，减少每次切削，通过仪表随时注意观察刀盘电机的电流大小，另外切削扭矩也会使机头产生扭转，应不断改变刀盘旋转方向，使机头不至扭转过大。③ 如遇机型利用自身操作也无法穿越障碍物时，应停止顶进用钢套筒或开挖的方法来排除，待障碍物排除后，再重新顶进。如果顶管作业穿越道路底下而遇到上述情况且无法采取开挖的方式排除障碍物时，则采取反向（由接收井向工作井方向）人工顶管的方法来解决，但需做好足够的安全措施。
3 膨润土悬浮液在疏松土层中的应用
在无粘性的疏松土层中以及在粘性很小的土壤中，例如在砂砾土中，若不采取其它辅助措施，土层由于本身极不稳定，以致在刃脚推进之后立刻就会坍落在管壁上。所以对这类土壤来说，膨润土悬浮液的支承作用尤其具有重要意义。为了起到这种支承作用，先决条件是要尽可能准确地掌握膨润土悬浮漓在砂砾上中的特性。充满孔隙，并继续在其中流动。流速取决于孔隙的横断面与悬浮液的流变特性，同时也取决于压浆压力。因此为了在同样的压浆压力下达刭相同的渗入深度，在孔隙横断面很小的细粒土层中便需要低流限的悬浮液，面孔隙横断面较大的粒粒土层则需要高流限的悬浮液。在克服流动阻力的过程中，压浆压力随着渗入深度的增加而成比例地衰减，所以相应每一种压浆压力，都有一个完全确定的渗入深度。尽管就某种场合来说，随着管子的推进同时在管子整个圆周上和管路全部长度上均匀地压浆证明是相宜的，而在另一些场合下，正确的方法则又可能是分段压浆。例如现已得知，在管子下半部，膨润土在顶进过程中比静止状态下更容易流出，而上半部的压浆则是在管路静止的情况下更容易进行。静止状态的管道以其全部很大的重量沉落于底部。这样便在管道的顶部形成了小空隙，或者至少是形成了一个压力较低的区域。因而在这种状态下，膨澜土在管项处比在管底部更容易流出。反之，在顶压力和浮力同时作用下，管道有向上拱起的倾向。这时管道离地升起，于是管底下方便形成了一个低压区，致使膨润土更加容易渗入其中并均匀地散开。
4 顶进管在膨润土悬浮浪中受到的浮力
只要顶进管在整个圆周上被膨润土悬浮液所包围，浮力定律便对它有效，即使悬浮液层的厚度很小也同样如此。在钢筋混凝土管情况下，浮力均为管子自重的1.4倍。这样，只要通过正确地压人膨润土悬浮液，从而在土层中围绕顶进管形成一个支承环带，并保持悬浮液压力等于土压力，于是管子就会在膨润土悬浮液中漂浮起来。为此必需的前提在于悬浮液应是液体状态的，亦即呈现为表观流限相应较低的溶胶状态。在悬浮液的膨润土含量低到接近运动状态下的稳定极限时，这个条件便能得到满足。浮力可使管外璧摩阻力减小，因为管底部由于自重产生的法向力减少了。这一效果首先会对大直径管子的长距离推顶产生有利的影响
5 结语
顶管设计在市政工程中，特别是深覆土大管径的管道工程和交通繁忙的城市主干道改造工程设计中显得尤为重要。在特定工程条件下，相对与开槽埋管更具优越性。时代要前进，城市要发展。市政设施配套完善，地下各种管道建设将会大量增加，顶管设计和施工也会增多。管径加大，长度加长，有直有曲，种类繁多，这将是今后大城市顶管施工的发展趋势。因此，我们要重视这个良机，进一步地完善和提高我们的顶管设计和施工技术，使之综合施工技术达到国际水平。
参考文献：
1. 顶管技术的必要性和作用
随着社会城市化进程的推进,地下空间的开发和利用越来越受到人们的重视。顶管施工作为一种暗挖施工技术,可以在不开挖地表土的情况下将管道敷设完毕,具有无可比拟的优点,得到越来越广泛地应用。
1.1 城市交通建设发展的需求。在高速发展的现代化城市建设中，开挖铺设地下管道会一定程度上造成交通拥堵和中断，同时影响城市环境，造成资源浪费。特别是在铺设大型管道下穿城市主干道的时候，严重阻碍交通，造成更大的经济损失。在非开挖情况下，进行管道的铺设和修复，采用浅埋顶管施工技术，一方面提高了工程建设速度，也更大的减少了建设资金投入。
1.2 当地面建(构)筑物较多,无法采用开槽工艺进行地下管线施工或开槽施工支护费用过大,易造成建筑物的破坏,以及碴土堆放、外运造成市区污染,给市民工作、生活带来不便时,宜采用顶管施工工艺,进行地下管网施工。
2. 顶管施工关键质量控制
2.1 顶管施工场地的勘察
1）、施工单位应组织有关人员，对勘察、设计单位所提供的顶管施工沿线的工程地质及水文情况，以及地质勘察报告进行学习了解;尤其是对土壤种类、物理力学性质、含石量及其粒径分析、渗透性以及地下水位等的情况进行熟悉掌握。2）调查清楚顶管沿线的地下障碍物的情况，对管道穿越地段上部的建筑物、构筑物所必须采取的安全防护措施。
2.2 选择合理的施工工艺
施工工艺的选择在顶管施工工程中起到重要关键的作用。顶管施工工艺是指从机械设备开始进入场地到顶进全部结束的整个过程。主要包括顶管施工方法的选择，顶进机械的选择,顶进线路的选型,机头的进出洞技术及注浆减摩技术的应用等。
2.3 顶管施工线形控制技术
控制好顶管的线形,既满足了设计的要求,又避免了过大纠偏造成的地面较大的沉降。通常情况，直线顶进较曲线顶进对周围土体及环境扰动较小。但实际工程中往往由于使用位置及工程地质条件的限制,必须绕开地下构筑物或由于土质不好顶管较难顶进,就需要选择合适的曲线顶进线路。
2.4 顶推动力控制技术
1)顶推后座设计:精心设计顶推的反力墙,确保顶推时后座安全。2)泥浆减阻、中继站的采用:配制优质泥浆,压力注入管体与岩土之间有效地降低两者间的摩阻力,从而降低顶推力,有利于顶进系统安全、减小管体偏移、降低地面沉降。3)在管道顶进过程中油泵操作工应严格注意观察油泵车压力是否均匀渐增，若发现压力骤然上升，应立即停止顶进，待查明原因后方能继续顶进。要处理好管道接头的密封问题。密封不好会产生渗漏,增加地层损失,也给施工带来不便。解决密封问题首先要选择合适类型的管道。4)适速顶进,缓慢顶入；顶进速度过快,极易造成地面隆起，极易造成管道偏位。
2.5 顶进纠偏
顶管施工方向控制方面，首先要做好控制预防措施，比如根据顶管顶力的不平衡，加强顶进系统的检查和监控,可基本消除顶力不平衡的现象,在很大程度上预防了管道的偏位。可采用以下方式进行纠偏:a.当轴线偏差在10 mm～30 mm,采用挖土纠偏法;b.当轴线偏差30 mm以上,采用顶木纠偏法;还可采用千斤顶纠偏,即配合挖土纠偏法,在超挖的一侧管端壁支上小千斤顶,利用小千斤顶的顶力来纠正工具管端部的方向。纠偏时,采取逐步顶进逐步纠偏,限制每一次纠偏量,禁止一次纠偏量过大,防止反向偏差产生。
2.6 关于穿越密集建筑群的顶管施工控制
顶管埋深要达到足够的要求,这样才能在开挖时形成拱效应,使开挖面上部的土体不至于在地面较大的荷载下发生坍塌。对于某些情况当地表建筑物或地下管线基础与顶管距离较近时,为保证建筑物和构筑物的安全,就需要对建筑物和管线下面的土体进行加固。一般采取压密注浆的方式,将浆液注入上中,改善结构物周围的土体力学性质,以减小施工对结构物的影响。
3. 顶管施工安全事项
1）在顶管施工过程中，必须在施工相应位置范围设置警戒标志，注意行人和车辆通行。禁止非施工人员进入靠近现场。设置一处以上的由基坑底部通往地面的爬梯，爬梯高出地面1.2米为事宜。
2）在施工中，如果遇到石方地质，首先采用钻机把套管前方的石方击碎，随后人力在碎石托运到管道外部。吊装作业，起重工持证上岗指挥，起重机械性能保持完好吊索具要安全可靠。起重臂下严禁站人。无关人员不得进入吊装作业范围。
3）每次工作面宜控制在0.2-0.3m左右，土方和碎石清理结束后，启动管后端的液压顶进设备向前顶进套管，循环工作，将套管全部顶进。土质密实的操作坑，可不设防护，但必须对坑壁进行放坡，保证坡壁边缘无活动的土块。土质松软且水位高时，采用操作坑整体刚性支护，并于坑壁打加密桩支护。严格控制挖掘长度，本着少挖勤顶的原则确保施工安全，掘进时人员不得于砼管外作业。
4）在套管内施工的时候，必须采用加长分管向管内强制通风，以保障管内空气流畅。长距离顶管时应采用通风设施进行通风，如采用鼓风机向洞内鼓风。
5）顶管施工时，管内为存在危险的有限空间，人员清渣时严格规定连续作业时间每人不得超过1小时，避免因缺氧造成的呼吸困难。
6）施工作业人员必须佩戴防护镜和防尘口罩和其它的必要防护安全用品。
7)管内通风。长距离顶管的顶进时间比较长，人员在管内要消耗大量的氧气，管内氧气含量本来就非常低，长久会影响施工人员的身体健康。为了保证管内施工环境达标，可采用二路供气的形式或在其头部安装接力抽吸式风机进行接力。
8）在沼泽、化学垃圾堆等特殊地段顶管时，应对洞内气体进行监测，使用气体测试仪检测洞内气体含量。主要用于测试地下可燃气体、有毒气体的含量，即甲烷、二氧化硫等。
结束语
顶管施工是一门施工管理要求高、设计知识面广、施工作业要求严的综合性施工技术，并已具有较大的社会和经济效益，是保护环境的一种有效的施工方法。随着顶管工程的不断增加，其技术和工艺也将不断的得到改进和完善。
参考文献
[1]韩选江。大型地下顶管施工技术原理及应用[M].中国建筑工业出版社，2008.
随着顶管技术在排水管道工程的广泛运用，本论文通过太原道泵站改造顶管工程主要讨论在顶管作业施工过程中出现了一些具体的技术问题。
1、工程概况
本工程是位于天津市和平区，是太原道泵站改造工程排水工程的部分工程，且穿越大沽北路，管道较深度（顶管管道深度为11.7米）。顶管穿越土层土质为淤泥质粉质粘土,土质较差,周边建筑物较多，并且太原道为主要交通干道。
2、施工技术方案
（1）经调查分析研究，根据本工程具体情况，采用土压平衡式顶管工艺进行施工。其主要原因是：a、它的适应范围都比气压平衡、泥水平衡两种方式宽。b、土压平衡掘进机在施工过程中所排出的渣土要比泥水平衡掘进机所排出的泥浆容易处理。C、土压平衡掘进机的设备要比泥水平衡和气压平衡简单得多。
（2）顶管施工工艺流程:
施工前期准备测量放样、复核工作井施工搅拌桩施工工作井上下设备安装准备工具头吊车下井、全套设备调试工具头穿墙顶进后续吊放管道管道顶进、测量控制及纠偏管道排泥和废泥浆外运下一节管吊放就位下段顶管顶进管道贯通、回收工具头竣工验收、清场
（3）施工顺序：
顶管法施工采用先施工顶管工作井及接收井，后顶进管道，然后施工检查井的施工顺序，顶管工作井及接收井施工、管节制作、顶进施工、检查井施工尽可能平行交叉进行、以缩短工期。
3、关键施工技术措施
1）测量和轴线控制技术
确保顶管施工的关键在于控制好顶进轴线。在进入前30m,顶进测量的频率提高到1 次/m,并每顶进15m 就进行一次顶进轴线复核,确保顶管机头在进入穿越段之前处于准确的姿态,轴线偏差控制在10mm 以内。进入穿越段后,每顶进50cm 测量一次顶管姿态,做到勤推、勤测、勤纠。避免因为轴线出现过大偏差而进行强制纠偏,从而将对管体外土体的扰动减少到最小。
2）触变泥浆压浆控制技术
在顶管管节外壁与土层之间形成良好性能的触变泥浆套,不仅可使顶进阻力成倍的下降,而且对控制地表沉降、减少土体的扰动有很好效果。因此,在实施穿越时,为了确保完整泥浆套的形成,严格控制泥浆质量并选用优质膨润土,并根据顶进情况,不断优化泥浆配比。在控制好泥浆配比的同时,控制泥浆拌制质量;拌制好的泥浆静置24h 后,要求漏斗粘度时间大于26s,并使用前再次搅拌。其次,在压浆时还着重控制以下4 个方面:
①出洞口的止水装置要确保不渗漏,管节接口和中继间的密封性能良好,是形成泥浆套的先决条件;
②从出洞口开始压浆,出洞口的压浆可以避免管子进入土体后被握裹,进而引起“背土”的恶果;管道在“背土”条件下的运动将对土体产生很大的扰动;
③机尾的同步压浆,使泥浆套随机头不断延伸,若不及时压浆,机壳外面也很容易产生背土现象,尤其是在穿越地铁隧道阶段,确保机尾处泥浆套形成对减少土体扰动非常重要;
④对管道沿线定时补浆,不断弥补浆液向土层的渗透量,在穿越过地铁隧道后的后续顶进中,不断地补浆有助于减少管道前移时对地铁隧道上方土体的摩擦扰动。
3） 控制泥浆置换质量
及时利用触变泥浆压注孔对管道外的触变泥浆进行纯水泥浆置换,从而减少了管道的后期沉降。
4、其他技术措施
1）安装导轨
导轨采用重型导轨，安放在砼基础面上，导轨定位时必须稳固、准确，在顶进过程中承受各种荷载时不移位、不变形、不沉降，两根轨道必须相互平行、等高，导轨面上的中心标高按顶管管内底标高设置。在顶进中经常观测调整，以确保顶进轴线的精度，导轨安放前先校核管道中心位置。
2）顶管后背处理
顶管后背采用整体钢板焊接的后背，后背铁和支护桩之间用C20混凝土浇筑，这样使千斤的集中应力传导至后背铁上，最后逐步扩散到后背土体，由土的被动土压力承担。后背铁的摆放垂直度满足规范的要求。后背铁的摆放要对称于管道中线，同时千斤架的摆放满足对称要求，反方向施工顶进以已经顶进的管道为后背，在原有管道的接口处放置大于10mm厚的橡胶板，再放环形顶铁一块，保护好原有管口。
3）做出洞止水封门
在顶进方向出洞口处增加止水封门。止水封门做法，将洞口处的土挖掉并清理干净，形状为内圆外方，内圆直径为管外皮直径加100mm，外方横向尺寸为以内圆直径加600mm，高度为管材半径；露出水泥搅拌桩支模，厚度为300mm，浇筑混凝土。在与水泥桩的接触缝隙处一定要灌满砼，并用振捣棒细致振捣，在距内圆5―100mm的位置上予埋ф16螺栓，长350mm，埋入混凝土200mm，外露150mm。螺栓间距150mm，分内外两排，梅花桩交错布置，待混凝土强度达到50%后，先对封门迎面进行找平，凸起处用錾子剔掉，凹处补高标号水泥砂浆整体找平后，安装环形橡胶板，厚20mm，内环直径要比管外皮直径小200mm，外环直径同封门外边尺寸，在环形橡胶板上和螺栓对应的位置挖孔，将环形橡胶板紧紧贴住封门的迎面，并使螺栓从与其对应的孔中露出，再在橡胶板外面压上同厚度同形状的环形钢板（但钢板内环直径为管外皮加60mm，这一点与环形橡胶板不同，其余都同），最后用双螺母拧紧螺栓，将环形钢板和环形橡胶板与封门紧紧顶严，保证破洞后坑外的泥水不会顺着封门与管外皮的缝隙处流进坑内，
5、结论
顶管法又称为非开挖管道铺设技术，它具有不需要开挖面层，就能穿越地面构筑物的特点，相比开挖铺设技术，投资和工期将大大节省。同时，顶管施工技术可以降低噪音，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，属于真正的无污染、高效率的施工技术。2、顶管技术施工应用分析 2.1 顶进管的选择
顶进管一般选用钢筋砼管，如没有腐蚀要求可选用钢管。钢筋砼管的规格设计、配筋和应力验算应遵守有关钢筋砼的标准和技术规程，特别是有关钢筋砼管的标准和技术规程。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IJD外≥2.10时为长管。 2.2顶管施工的工艺
顶管施工又称为顶进法施工，是指利用顶进设备将预制成椭圆形或圆形构造物逐渐顶入路基，以构成立体交通道或涵洞的施工方法。顶管施工需先在确定的管段之间设置工作井和接收井，然后在工作井内安装推力设备将导轨上的顶管机头推入土体，由机头导向，将预制的钢筋混凝土管向前顶进，前端土体通过工作井运出，最后完成管道铺设。 2.3.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一正方形一矩形。 2.4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，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，顶管出洞，即顶管机和第一节管子从工作井中破出洞口封门进入土中。开始正常顶管前的过程，是顶管技术中的关键工序，也是容易发生事故的工序。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注浆减阻：在顶管施工中还有一个重要的技术措施就是通过压注触变泥浆填充管道周围的空隙，形成一道泥浆保护套，起到支撑地层，减少地面沉降，减少顶进阻力的作用。在施工中，首先对顶管机头尾部压浆，并要与顶进工作同步，然后在中续间和混凝土管道的适当位置进行跟踪补浆，以补充在顶进中的泥浆损失。注浆工序一般多应用于长距离顶管施工中。④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迸。顶进纠偏是采用调整4台纠偏千斤顶组方法，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。
3、膨润土悬浮液在疏松土层中的应用 在无粘性的疏松土层中以及在粘性很小的土壤中，例如在砂砾土中，若不采取其它辅助措施，土层由于本身极不稳定，以致在刀脚推进之后立刻就会坍落在管壁上。所以对这类土壤来说，膨润土悬浮液的支承作用尤其具有重要意义。为了起到这种支承作用，先决条件是要尽可能准确地掌握膨润土悬浮液在砂砾上中的特性。膨润土悬浮液将渗人土层的孔隙内，充满孔隙，并继续在其中流动。流速取决于孔隙的横断面与悬浮液的流变特性，同时也取决于压浆压力。因此为了在同样的压浆压力下达刭相同的渗入深度，在孔隙横断面很小的细粒土层中便需要低流限的悬浮液，面孔隙横断面较大的粒粒土层则需要高流限的悬浮液。在克服流动阻力的过程中，压浆压力随着渗入深度的增加而成比例地衰减，所以相应每一种压浆压力，都有一个完全确定的渗入深度。 4、顶进管在膨润土悬浮浪中受到的浮力 只要顶进管在整个圆周上被膨润土悬浮液所包围，浮力定律便对它有效，即使悬浮液层的厚度很小也同样如此。在钢筋混凝土管情况下，浮力均为管子自重的1.4倍。这样，只要通过正确膨润土悬浮液，从而在土层中围绕顶进管形成一个支承环带，并保持悬浮液压力等于土压力，于是管子就会在膨润土悬浮液中漂浮起来。为此必需的前提在于悬浮液应是液体状态的，亦即呈现为表观流限相应较低的溶胶状态。在悬浮液的膨润土含量低到接近运动状态下的稳定极限时，这个条件便能得到满足。浮力可使管外璧摩阻力减小，因为管底部由于自重产生的法向力减少了。这一效果首先会对大直径管子的长距离推顶产生有利的影响 5、结语 顶管设计在市政工程中，特别是深覆土大管径的管道工程和交通繁忙的城市主干道改造工程设计中显得尤为重要。在特定工程条件下，相对与开槽埋管更具优越性。时代要前进，城市要发展。市政设施配套完善，地下各种管道建设将会大量增加，顶管设计和施工也会增多。管径加大，长度加长，有直有曲，种类繁多，这将是今后大城市顶管施工的发展趋势。因此，我们要重视这个良机，进一步地完善和提高我们的顶管设计和施工技术，使之综合施工技术达到国际水平。
参考文献：
[1]廖霞柳.《洛河电厂取水工程顶管施工质量控制分析》
中图分类号：TU99 文献标识码：A 文章编号：
地下管网是城市基础设施的重要组成部分，日夜肩负着传送信息和能量的重要任务。为城市处理污水的系统、自来水、煤气、电力和通讯设施等等都属于地下管网之内，要对上述市政设施进行改建、新建、扩建，需要工程技术人员进行安全的管道安装。传统的挖槽埋管地下管线施工技术由于对地面交通影响较大，使本来就拥挤繁忙的城市交通如同雪上加霜，同时给市民工作、生活带来许多不便。市政工程如何使这些安装工程对城市的影响减至最小，如何尽可能减少对人们日常生活的影响。已经成了一个迫切解决的问题。
非开挖技术将完全能解决这些难题，提供安全及经济的施工方法。非开挖技术是指利用少开挖和不开挖技术来进行地下管线的铺设或更换的工艺。顶管技术就是在这种情况下发展起来的一种非开挖技术，其在国外已广泛使用，在国内也已逐渐普及。随着顶管技术在市政工程的广泛运用，本论文主要讨论在顶管作业施工过程中出现了一些具体的技术问题，值得施工技术人员重视，并以此和同行共享。
1 顶管施工的特点
顶管法又称为非开挖管道敷设技术，它具有不需要开挖面层，就能穿越地面构筑物和地下管线吸公路、铁路、河道的特点，相比开挖敷设技术，投资和工期将大大节省。概括起来，顶管施工技术具有几大方面的优点：施工面由线缩成点，占地面积小；地面活动不受施工影响，对交通干扰小；噪音和震动低，城市中施工对居民生活环境干扰小，不影响现有管线及构筑物的使用；可以在很深的地下或水下敷设管道，可以安全穿越铁路、公路、河流、建筑物，减少沿线的拆迁工作量，降低工程造价。
2 顶管技术施工应用分析
2.1 顶进管的选择
顶进管一般选用钢筋砼管，如没有腐蚀要求可选用钢管。钢筋砼管的规格设计、配筋和应力验算应遵守有关钢筋砼的标准和技术规程，特别是有关钢筋砼管的标准和技术规程。
①顶进管直径的选择：顶进管的直径选择是首先根据工程性质、工程需要确定内径，根据顶进管所受荷载确定砼管的配筋及壁厚，进而确定外径。因为顶管工程工作面上需要配备挖土工人，所以一般管内径不小于500mm；
②顶进管长度的选择：顶进管的长度对顶管过程的可控性和经济性有很大的影响。在直线推顶的情况下使用长管可以减少装管的次数，取得良好的效果，但随着管长度的增长，如果偏离原定的路线，使之恢复正确路线要比使用短管更加困难。建造顶压坑时顶压坑的长度也要增大，挖坑、支护、回填、修复的费用将相应地增加。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IJD外≥2.10时为长管。
2.2 顶管施工的前期准备
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，必须在工作井安装止水装置。
2.3 顶管施工的工艺
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一正方形一矩形。
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
1）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；
2）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；
3）穿墙前对可能出现的问题进行分析并制定相应处理措施；
4）闷板开启后迅速推进工具管，同时做好穿墙止水，本工程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，顶管出洞，即顶管机和第一节管子从工作井中破出洞口封门进入土中。开始正常顶管前的过程，是顶管技术中的关键工序，也是容易发生事故的工序。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注浆减阻：在顶管施工中还有一个重要的技术措施就是通过压注触变泥浆填充管道周围的空隙，形成一道泥浆保护套，起到支撑地层，减少地面沉降，减少顶进阻力的作用。在施工中，首先对顶管机头尾部压浆，并要与顶进工作同步，然后在中续间和混凝土管道的适当位置进行跟踪补浆，以补充在顶进中的泥浆损失。注浆工序一般多应用于长距离顶管施工中。
④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迸。顶进纠偏是采用调整4台纠偏千斤顶组方法，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。
3 膨润土悬浮液在疏松土层中的应用
在无粘性的疏松土层中以及在粘性很小的土壤中，例如在砂砾土中，若不采取其它辅助措施，土层由于本身极不稳定，以致在刃脚推进之后立刻就会坍落在管壁上。所以对这类土壤来说，膨润土悬浮液的支承作用尤其具有重要意义。为了起到这种支承作用，先决条件是要尽可能准确地掌握膨润土悬浮漓在砂砾上中的特性。膨润上悬浮液将渗人土层的孔隙内，充满孔隙，并继续在其中流动。流速取决于孔隙的横断面与悬浮液的流变特性。因此为了在同样的压浆压力下达刭相同的渗入深度，在孔隙横断面很小的细粒土层中便需要低流限的悬浮液，面孔隙横断面较大的粒粒土层则需要高流限的悬浮液。在克服流动阻力的过程中，压浆压力随着渗入深度的增加而成比例地衰减，所以相应每一种压浆压力，都有一个完全确定的渗入深度。
尽管就某种场合来说，随着管子的推进同时在管子整个圆周上和管路全部长度上均匀地压浆证明是相宜的，而在另一些场合下，正确的方法则又可能是分段压浆。例如现已得知，在管子下半部，膨润土在顶进过程中比静止状态下更容易流出，而上半部的压浆则是在管路静止的情况下更容易进行。因此最好是将管子下半都的注浆孔和上半部的注浆孔分别组合起来。这种半侧压出韵原因在于，静止状态的管道以其全部很大的重量沉落于底部。这样便在管道的顶部形成了小空隙，或者至少是形成了一个压力较低的区域。因而在这种状态下，膨澜土在管顶处比在管底部更容易流出。反之，在顶压力和浮力同时作用下，管道有向上拱起的倾向。这时管道离地升起，于是管底下方便形成了一个低压区，致使膨润土更加容易渗入其中并均匀地散开。
4 顶进管在膨润土悬浮浪中受到的浮力
只要顶进管在整个圆周上被膨润土悬浮液所包围，浮力定律便对它有效，即使悬浮液层的厚度很小也同样如此。在钢筋混凝土管情况下，浮力均为管子自重的1.4倍。这样，只要通过正确地压人膨润土悬浮液，从而在土层中围绕顶进管形成一个支承环带，并保持悬浮液压力等于土压力，于是管子就会在膨润土悬浮液中漂浮起来。为此必需的前提在于悬浮液应是液体状态的，亦即呈现为表观流限相应较低的溶胶状态。在悬浮液的膨润土含量低到接近运动状态下的稳定极限时，这个条件便能得到满足。浮力可使管外璧摩阻力减小，因为管底部由于自重产生的法向力减少了。这一效果首先会对大直径管子的长距离推顶产生有利的影响
5 结语
顶管设计在市政工程中，特别是深覆土大管径的管道工程和交通繁忙的城市主干道改造工程设计中显得尤为重要。在特定工程条件下，相对与开槽埋管更具优越性。时代要前进，城市要发展。市政设施配套完善，地下各种管道建设将会大量增加，顶管设计和施工也会增多。管径加大，长度加长，有直有曲，种类繁多，这将是今后大城市顶管施工的发展趋势。因此，我们要重视这个良机，进一步地完善和提高我们的顶管设计和施工技术，使之综合施工技术达到国际水平。
Abstract: Pipe jacking technology due to its many advantages in the construction of municipal works gradually been widely used, the papers in a brief entry tube construction features based on the focus pipe jacking technology in the construction of municipal works and pipe jacking construction process, certain references to further improve the level of quality of pipe jacking construction.Key words: pipe jacking technology; municipal engineering; application; construction process
中图分类号：TU99 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
引言
地下管网是城市基础设施的重要组成部分，日夜肩负着传送信息和能量的重要任务。为城市处理污水的系统、自来水、煤气、电力和通讯设施等等都属于地下管网之内，要对上述市政设施进行改建、新建、扩建，需要工程技术人员进行安全的管道安装。传统的挖槽埋管地下管线施工技术由于对地面交通影响较大，使本来就拥挤繁忙的城市交通如同雪上加霜，同时给市民工作、生活带来许多不便，特别在人口稠密的城市和交通拥挤的地区以及不允许开挖的地段，这个矛盾就更加突出。市政工程如何使这些安装工程对城市的影响减至最小，如何尽可能减少对人们日常生活的影响。已经成了一个迫切解决的问题。
1顶管施工的特点
顶管法又称为非开挖管道敷设技术，它具有不需要开挖面层，就能穿越地面构筑物和地下管线吸公路、铁路、河道的特点，相比开挖敷设技术，投资和工期将大大节省。同时，顶管施工技术可以降低噪音，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，属于真正的无污染、高效率的施工技术。顶管施工法由于其上述多方面的优点，在市政工程中尤其是在市政管线工程中得到了广泛地应用。概括起来，顶管施工技术具有几大方面的优点：施工面由线缩成点，占地面积小；地面活动不受施工影响，对交通干扰小；噪音和震动低，城市中施工对居民生活环境干扰小，不影响现有管线及构筑物的使用；可以在很深的地下或水下敷设管道，可以安全穿越铁路、公路、河流、建筑物，减少沿线的拆迁工作量，降低工程造价。
2顶管技术施工应用分析
2.1 顶进管的选择
顶进管一般选用钢筋砼管，如没有腐蚀要求可选用钢管。钢筋砼管的规格设计、配筋和应力验算应遵守有关钢筋砼的标准和技术规程，特别是有关钢筋砼管的标准和技术规程。①顶进管直径的选择：顶进管的直径选择是首先根据工程性质、工程需要确定内径，根据顶进管所受荷载确定砼管的配筋及壁厚，进而确定外径。因为顶管工程工作面上需要配备挖土工人，所以一般管内径不小于500mm；②顶进管长度的选择：顶进管的长度对顶管过程的可控性和经济性有很大的影响。在直线推顶的情况下使用长管可以减少装管的次数，取得良好的效果，但随着管长度的增长，如果偏离原定的路线，使之恢复正确路线要比使用短管更加困难。建造顶压坑时顶压坑的长度也要增大，挖坑、支护、回填、修复的费用将相应地增加。
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IJD外≥2.10时为长管。
2.2 顶管施工的前期准备
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，必须在工作井安装止水装置。
某给排水施工项目位于开发区内，顶管工程全长215.5m，工作井处左侧为某建筑工地，右侧为居民楼，接收井处左侧为医院，右侧为空地，地下有污水、雨水、电话、上水四道管线。
1.施工准备
1.1顶管机头选择
根据土质和施工环境条件，同时考虑到顶管距离、顶管施工排土、施工时地面沉降控制难易程度等，顶管机头选型为：Ф1000管和Ф1350管,采用泥水平衡顶管机，Ф1650管采用土压平衡顶管机。
1.2顶管总推力计算
掘进机头迎面阻力F0
经计算机头切削面泥水压上限值和下限值分别为:
机头土舱实际控制值应介于理论计算值的上下限之间。如设定值为：
Ф1000管机头：110KPa 上限值130KPa
Ф1350管机头：115KPa 上限值135KPa
Ф1650管机头：125KPa 上限值145KPa
此时机头迎面阻力按式F0=1/4πD2Pmax计算，则有：
F0（Ф1000管机头，外经1.24m）＝157KN
F0（Ф1350管机头，外经1.65m）＝289KN
F0（Ф1650管机头，外经2.07m）＝488KN
管道的综合阻力F1
F1＝μπDL
考虑施工时实测管壁外周摩阻力值，在管壁外侧同步注入触变泥浆情况下，平均值均为4KN／m2，故μ取此值。
1.3洞口地基加固
在洞口围护桩外圈增加一排水泥土搅拌桩，与围护结构同时施工，该排桩宽度比洞口宽度大3m，深度比洞口下沿深4m，施工方法与洞口水泥土搅拌桩类同。
2.施工技术
2.1顶进施工
2.1.1 注浆减摩
在顶管顶进过程中为使管壁外周形成的泥浆环始终起到支承土体和减阻作用，在中继环和管道的适当点位还必须进行跟踪补浆，以补充在顶进过程中的触变泥浆损失量。一般压浆量为管道外周环形空隙的1.5～2.0倍。要达到以上的效果，压浆不仅要及时和适量，还必须在适当的压力下由适当的点位和正确的方法向管外压注。压浆压力应根据管道深度H和土的天然重度γ而定，一般为2～3γH。
2.1.2注浆孔布置
注浆砼管的安排：在掘进机头后连续放4节有注浆孔的砼管子，然后隔2节管子放1节有注浆孔的管子，这样放设4节带注浆孔的管子后，每隔6节管子安放一节有注浆孔的管子，在中继环前后各连续放3节管子。
每节带注浆孔的管子设1个补浆断面共4个注浆孔，均匀布置。带孔管1个补浆断面上的4孔为对称布置，但安装时不能将注浆孔按水平轴、竖垂轴这样的状态布置，左扭转22.5°～40°，前后相邻带孔管上的注浆孔扭转至孔位相差45°左右。
2.1.3泥浆施工
由于顶管机头外周空隙是压浆的主要部位，施工中采取同步注浆方式，即在机头被顶进过程中所有补浆管路关闭，只开通注浆管路，注浆量要根据机头型式具体情况具体确定，主要以压力控制，约为0.2～0.3MPa（太高的压力会产生触变泥浆向机头前端泥土仓（泥水仓）内串聚，使机头段周围泥土在泥浆液压的作用下形成一定的空隙容纳触变泥浆。
在后续管道的四周泥浆套，由于可能产生的局部漏失，泥浆微粒渗入土体空隙内，管壁的拖动作用等原因，使局部泥浆套厚度变薄，甚至消失，难以始终起到支承土体和减阻的作用，就需要进行跟踪补浆。补浆按顺序进行，定量压注每班不少于2次。
洞口注浆压力和注浆量根据洞口止水装置情况实际确定。
总之，施工中应坚持“先压后顶、随顶随压，及时补浆”的原则。
2.1.4泥浆置换
在顶管结束后，立即用纯水泥浆置换膨润土泥浆，水泥浆水灰比为0.4，置换量约为：
Ф1000管：0.12m3/m
Ф1650管：0.20m3/m
2.1.5排泥系统与弃土
泥水式盾构排泥管与机头输泥泵出泥口口径相同，管节接头采用卡箍式活络接头，在中继间处用高压橡胶波纹管过渡，以适应中继间的伸缩。泥水输送距离较远的顶管区段（＞150m）在工作井底增设一台管道泵串联在管道线路中接力输送泥水提升至地面沉淀箱内。论文参考网。
直径较大（Ф1650管）的顶管，由于采用泥土平衡式机头，顶管距离全长为71m，故本工程中间采用手推车将土从管道内运至工作井内，再由起重机将手推车吊运出井。
输泥泵输出的泥水被泵送到地面上的5只储泥箱（每只容积8m3）内，经沉淀后（除泥浆被调配改良后返回到泥水仓继续使用）的稠泥浆通过密封车外运、小车运出的土方，在工作井附近设土方临时堆场，晚上用土方车外运。
2.2管道接口施工
接口是顶管工程的关键部分，保证做好接口部分是顶管工程成败的关键，因此对组成接口的每一部分都必须严格遵照有关规程的要求逐一分别严格制作。
2.3顶管机头出洞与防旋措施
顶管机头出洞的步骤是：机头被主顶顶入洞口止水钢橡护套内，穿过内衬砼墙，旋转切刀切削洞前搅拌水泥土加固土体，主顶回缩，加装砼管，主顶顶进送机头出洞进入自然土层。
顶管机头穿过加固土体后，正面即受到约0.12MPa以上的水土压力，使顶进机头后退力约140KN，因此当千斤顶缩回安装管子之前必须作临时支撑。机头正面承受的140KN的退缩力需要顶入4节管子后产生的摩阻力才能被平衡掉，因此在出洞施工中必须按防退要求周密考虑安排施工。
4节管子顶入后不再安装临时支撑，但洞口附近管子由于管接缝受到地下水的压力仍有被推出的可能。因此必须在靠洞口的管缝间安装临时连接钢板，防止收回千斤顶后管子后退而使管缝脱开。
为了防止顶管机出洞时产生磕头现象，应在洞口下部制作一块素砼托板。
当顶管机头开始切削搅拌水泥土体时，推进速度应较慢。因为机头在一定的坡度上且土体面不平整等原因，开始切削的土体只是断面的一部分，而且顶管机只靠机壳与导轨之间的摩擦力来承受切削的反力矩，如推进速度过快，有可能刀盘不转而机身转，因此，设置防旋转措施很有必要。
防旋措施之一就是在机身和洞口上各焊一环，之间用5t手拉葫芦连接起来，用以承受顶管机切削的反力矩。
顶管机出洞的推进过程是一个泥水平衡建立的过程（对泥水压平衡机头而言）。泥水机头施工前，必须有一定粘度的、足够量的泥水供应，在泥浆槽里第一次准备的泥浆量应有5m3。
机头在出洞段施工中，开始时由于处于水泥土加固区域，在不影响泥水系统正常输送平衡条件下，切口水压较低。论文参考网。当机头穿越加固区后，随着顶进距离增长，必须提高切口水压达到正常控制状态。
2.4机头纠偏操作
顶进纠偏普遍采用调整纠偏千斤顶的编组操作，若管道偏左侧千斤顶采用左伸缩方法，反之亦然。如同时有高程和方向偏差，先应纠正偏差大的一面。顶进中发生顶管机头旋转时应采取措施防止偏转扩大，常用措施为改变切削刀盘的转动方向和在管内的相反方面增加压重块直至正常。
2.5顶管机头进洞段施工
2.5.1接收井准备
接收井施工完成后，必须对洞内的方位测量确认，根据实际标高安装机头接收基座，并配备拔提接收井洞口H型钢的机械设备。论文参考网。
2.5.2机头姿态的复测
顶管贯通前的测量是复合机头所处的方位，确认机头状态、评估机头进洞时的姿态和拟订机头进洞的施工轴线及施工方案等的重要依据，必须使顶管机在此阶段的施工中始终按预定的方案实施，以良好的姿态进洞，正确无误地座落到接收井的基座上。
2.5.3接收井洞口临时支护
为了顶管机头快速进洞，又不致于出现施工风险，拟将洞口H型钢在机头靠近接收井前便进行拔提，让出洞口位置，封内衬洞口的砖砌体不拆，在洞口处砼内侧连同砖砌体采用16厚钢板临时封挡，并用钢管水平支撑杆撑住，以抵抗机头进洞前洞口截面土体的水平推力。
2.5.4机头进洞
当机头接近洞内时，保持好顶进时的泥土压力在0.1MPa左右，在距洞口砖墙前0.5m左右时，停止前进，拆除内侧临时封挡。当封挡拆除后应迅速、连续顶进管节，尽可能缩短机头进洞时间，让机头破开封洞砖砌墙，在充水水囊的止水状态下完成安全进洞。
3.结束语
本工程采用顶管施工方法，大大加快了施工进度，对施工沿线房屋和公用管线起到了很好的保护作用，基本没有影响施工沿线居民的出行交通，也无噪音、粉尘污染，取得了良好的社会效益和经济效益。
【参考文献】
[1]褚若升.大口径供水钢管顶管出洞施工技术[J].安徽建筑,2009,(01).
中图分类号：TU99 文献标识码：A 文章编号：
引言
顶管技术是一种非开挖式的施工技术，与传统的施工技术相比而言，给地面的活动带来的影响较小，如果施工控制严格的话，就可保证交通畅通无阻，人们正常活动，尤其是在穿越公路、建筑物等是就可减少沿线的拆迁工作量，节约时间与资金的投入，在一定程度上降低了工程造价，因此，顶管技术在市政污水管道的施工中得到了广泛的应用。
一、顶管施工的特点
顶管法又称作非开挖式的管道敷设技术，它并不需要一定的开挖面层，就可以穿越地面构筑物及地下管线等的特点，与开挖敷设技术相比，将大量节省投资和工期。与此同时，由于施工面是由线缩成点，占地面积较小；噪音、震动较低，不影响现有管线和构筑物的正常使用，因此属于真正的无污染、高效率的施工技术。施工方案应注意的问题：
1、在开挖施工时，由于市政管道穿越市政各种建筑物，因此为避免不必要的麻烦，大多数都应沿路铺设。但是在非主干道、路边不大影响交通的情况下可以采用明挖施工。
2、顶管施工，如果市政管道在跨路施工开挖时，可能会影响到交通，那么顶管施工是一种很好的可行性方案。顶管施工从考虑人员在管道内施工作业考虑，管径一般在0.8m以上。
二、顶管施工的前期准备
1、现场的平面布置
平面的总体布置主要有自动控制室、起重设备、拌浆棚及拌浆材料堆场、注浆系统、弃土坑的布置等。在进行顶管施工之前井内应该安装发射架、顶管机、前顶铁、主推千斤顶、反力架等进行顶进的设备，在工作井的边侧应该设置下井扶梯。
2、顶管机进、出洞处以及后靠土体加固
为了保证顶管机出洞的安全性，就需要对后靠土体和进、出洞区域土体进行相应的加固，而加固的方法主要有以下几种（1）高压旋喷桩加固混凝土后背墙；（2）堆土反压法。为了防止顶管机进以及出预留洞发生泥水流失，且在顶进的过程中压注的触变泥浆不会流失，则必须在工作井的洞口安装止水装置，以保证工程顺利实施。
3、顶管施工主要设备
顶管管道通常在淤泥质的砂和粘土层中进行顶进，在施工现场无法采用明沟开挖埋管施工而管道沿线又无其它建筑物基础的时候就应该采用顶管管道，管道的直径最好大于800mm。在此前提下，应根据管道材料、管径的大小、土体摩阻力计算顶进机具和千斤顶的大小个数和反力墙、起重设备。
4、机械设备的交班检查
在进行管道的顶进之前，机械工人就需要进行交接班得相关手续，将在机器设备的运转情况的有关记录表交给下一个班组的机械工以便其在下一道工序中的记录，并需要进行口头的设备运转状况的交班，刚上班的机械工需要对控制台、各个泥浆泵、管道、测量系统、工具头等进行例行检查。
三、顶管技术施工措施
1、止水圈
就泥水平衡式的顶管机而言，在顶管机通过洞口进入土体的过程中，如果顶管机与建筑空隙的止水密封性能不好的话，不仅会使开挖面的土体失去平衡，而且极易导致泥水的流失，从而造成顶管机周围的土体损失，引起严重的洞口土体的塌方，因此为避免上述情况的发生就必须在洞口设置密封性能好的止水圈。
止水圈主要是由压环、压板以及橡胶圈组成，止水圈的安装首先应该打好膨胀螺丝，紧接着将橡胶圈牢牢地套在膨胀螺丝上，然后将压环压在橡胶圈的上面，最后一步就是将压板压在压环上后上紧螺丝即可。一般情况下压板需要有36块，可以沿径在50mm内进行移动，这样就可以控制橡胶圈的压紧程度。
2、材料
通常，材料都选用粘土及膨润土等材料来制作成泥浆液体。若采用膨润土制成的材料，其泥浆浓度应该保持在5-15%，必须使膨润土泥浆随顶管机慢慢向前移动，形成连续的环状浆套。出洞的时候，在洞口土体较稳定的情况下，可以降低材料的浓度，在离洞口大约有6m的时候，就选择清水把泥水压力降到最低点，以免由于正面的土压力减小，因为过大的泥水压力会使洞口的土体发生扰动。
3、注浆减阻
在顶管的施工过程中有一个非常重要的技术措施，即注浆减阻。该技术主要是通过压注触变泥浆来填充管道周围留有的空隙，使之形成一道泥浆保护套，从而起到支撑地层、减少地面沉降以及减少顶进阻力的作用。注浆减阻的措施适用于长距离的顶管施工。
4、校正顶进偏差
在顶进的过程中常常会出现10mm左右的管位偏差，此时就应立即进行校正。纠偏校正要缓慢的进行，使管子逐渐复位，不能猛纠硬调。若在施工过程中同时存在高程和方向偏差，就应先纠正偏差大的。纠偏时应该做到在顶进中采用小角度逐步进行，勤调微纠。如果顶管机头发生旋转，就可在管内相反方向增加压重块或在中间站提供旋转纠正力矩。
5、挖土校正法
当顶进的偏差值10～20mm时就应该采用挖土校正法。在管子偏向设计中心左侧的时候，就可以在管子的中心右侧进行适当的超挖，而在偏向管子中心—侧的地方可不挖或者留台，使管子在继续顶进中，逐渐校正到设计的位置。
6、顶木校正法：如果偏差较大或采用挖土校正无效的时候，就要采用圆木或者方木，将其一端顶在管子偏向一侧的内管壁上，而另一端则支撑在垫有木板的管前土层上，同时开动千斤顶，充分利用顶木产生的分力，将管子的位置进行校正。
四、顶管井
1、顶管井开挖注意事项
（1）每个顶管井采用一台抓斗挖土机进行作业。
（2）开挖的时候必须预留相应的土方进行人工开挖，以避免基底土壤受到干扰发生移动。
（3）在开挖过程中如果发现地址情况异常或与设计图纸的不相符时，应该立即向监理工程师及设计单位汇报等待处理。
（4）开挖时要随时保持警惕，及时对开挖尺寸和土体质量进行检查，严格按照施工图纸进行边坡的整修、夯实。
（5）基坑的底部应该沿着四周设置2%坡度的排水沟，四角设置集水坑，集水坑的深度要比四周的沟深500mm，并且应及时将集水坑内的水排入下水道。
（6）由于夏秋季节雨水期较多，因此就应该及时做好防雨的准备，避免雨水冲刷边坡及侵蚀基底的土壤。
2、顶管井的施工
当土方开挖完成后就可以对顶管井进行施工了，其施工主要涉及到钢筋工程、模板工程以及混凝土工程,在此主要介绍顶管井施工的要点。就钢筋工程而言，在遇到洞口及相邻墩墙时必须按相关规范进行加强处理，构件受拉区的同一截面钢筋接头的数量不能超过钢筋总数的50%，接头之间应该相互的错开，间距大于钢筋直径的35-40倍，并且接头和相邻钢筋之间的净间距应该大于混凝土骨料的最大粒径。而模板工程则采用钢管扣件进行支撑，模板的设计、制作、安装则必须按照混凝土的浇筑和振捣要求进行作业。模板之间的接缝应该平整严密，保证在浇筑混凝土时不漏浆。当混凝土达到设计规范的强度是就可拆模,应该遵循这样的原则：先支的后拆，后支的先拆，非承重的先拆，承重的后拆。在浇筑混凝土井壁时，应该从两边向中间逐渐浇筑的顺序进行作业，以防止模板吸水膨胀，造成壁板弯曲变形。
结束语
综上所述，就是顶管技术在市政道路污水管道中的应用。当然就目前而言该技术还不是很完善，相信随着科学技术发展步伐的不断加速，顶管的施工技术一定会达到巅峰。
参考文献：
[1]王义强，《顶管技术在管道施工中的应用》，《西部探矿工程》，2006.7
[2]任凤鸣、袁兵，顶管技术在城市环境保护中的应用[J].湖南师范大学自然科学学报，2007，（01）
中图分类号:TU992文献标识码:A文章编号:1009-2374(2010)01-0141-02
沉管的发生和造成的危害在同行业中早已形成共识,沉管已成为一种灾害。由于受技术条件的限制,以往发生沉管,一般都是采取开槽翻挖,重新敷设管道。随着城市交通的逐渐拥挤,传统的开挖技术的应用也开始受到了限制,采用非开挖技术抢修沉管倍受青睐,新材料、新工艺的引进,使沉管抢修传统的“开膛破肚”技术受到挑战。“非开挖技术”,既降低成本,又便利交通,使传统的开挖技术望尘莫及。
本论文主要讨论非开挖技术在排水工程中的应用,其施工工艺及应该注意的问题,对于进一步提高非开挖技术在排水工程中的应用水平是非常有意义的。
一、常用的非开挖技术施工分析
(一)顶管法
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。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,主要是重力管道。当前,顶管法应该最为普遍的是采用水平定向钻头实施的顶管作业技术。
1.顶管法施工技术。顶管法又称为非开挖管道敷设技术,它具有不需要开挖面层,就能穿越地面构筑物和地下管线及公路、铁路、河道的特点,相比开挖敷设技术,投资和工期将大大节省。同时,顶管施工技术可以降低噪音,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,属于真正的无污染、高效率的施工技术。简单来说,顶管施工就是借助于管顶油缸以及中继间的顶进力,把工具管或顶管掘进机从工作坑内穿过土层一直顶进到接收坑内吊起。与此同时,把紧随在工具管或掘进机后的管道埋设在两个工作坑之间。概括起来,顶管施工技术具有几大方面的优点:(1)施工面由线缩成点,占地面积小;(2)地面活动不受施工影响,对交通干扰小;(3)噪音和震动低,城市中施工对居民生活环境干扰小,不影响现有管线及构筑物的使用;(4)可以在很深的地下或水下敷设管道,可以安全穿越铁路、公路、河流、建筑物,减少沿线的拆迁工作量,降低工程造价。其主要缺点是施工技术难度较高,需要详细的工程地质和水文地质勘探资料。
2.水平定向钻进非开挖施工技术。水平定向钻机施工工艺顺序是:现场勘察钻进轨迹设计钻进先导孔扩孔回拖铺管。
这里需要强调的是,采用水平定向钻进非开挖技术,可以提高施工的效率和质量,同时避免了交通的高峰拥堵,但是,钻进结束后,应当根据铺管直径及种类的不同,换上不同的回扩钻头和旋转接头,然后在旋转接头后接上回拖钻杆一次或多次回扩,直至达到所需孔径。扩孔的目的主要是为了减小拉管时的扩孔工作量。对直径较小的管线可不进行专门的扩孔钻进,而是在扩孔的同时将待铺设的管线拉入;对直径较大的管线,可进行多次扩孔钻进,使钻孔直径逐渐扩大,在扩孔钻进时,同步拉入钻杆。
(二)顶杆法
顶杆法是利用小直径杆完成的非开挖铺管技术,它的最大特点在于该方法简单易行,占地少,施工成本较低;另一方面需要注意的是,顶杆法主要是利用小直径完成的非开挖技术,因此它只适合于在土层中铺设小直径和短距离的水平管线,一般用来铺设直径200mm以下、一次铺管长度20m以内的各种管线。该方法适合在工程量较小的非开挖铺管工程中应用。
二、非开挖技术在排水工程中的应用分析
(一)工程背景介绍
杨浦区位于上海市中心的东北部,地处黄浦江下游西、北岸,黄浦江的支流杨树浦港纵贯区域南北,杨浦区由此得名。国和路是杨浦区东西向的主干道,自2005年以来,在国和路有路面沉降现象发生,有关部门对该路面进行了修复。但由于无法对雨、污水管道进行处理,管道外水土继续从脱开、错位的管缝间流失,围土也在不断松散,地面的不均匀沉降范围不断增加。上述分析说明该管道地基松散,基础不坚固,管道接缝的脱开、错位,地下水土的涌入,管道围土的不断流失及道路车辆动载的不断冲击,这一系列现象都是互相关联的,且随着时间的推移会产生恶性循环。如果不及时采取有效的技术处理措施制止其继续恶性发展的势头,将会直接影响国和路的交通安全及该路段雨、污水管的正常运行。
经潜水调查发现:该路段的雨水管和污水管道都有不同程度的损坏。污水Φ300污水管己经严重堵塞,Φ100、Φ800雨水管内有裂缝,管内土体流失严重。为了保证国和路的交通安全及畅通,彻底修复雨、污水管道,上海市排水处、杨浦水政管理所组织有关专家分析论证,决定对Φ300污水管采用开槽埋管,原Φ300污水管拆除后排设Φ300 UPVC管,为保证交通的正常通行,采用非开挖技术,直接铺设新排水管道,并对原损坏的部分管道进行修复。结合工程的实际情况,非开挖技术选用水平定向钻进施工作业。
(二)施工过程及工艺分析
1.进场前的准备工作。进场前的准备工作,主要是要完成该路段的地下管线施工分布图,并完成现场施工的方案设计,施工机具要安装到位,并着手开始进入施工环节。
2.钻机的进场及其放置:根据现场情况及设计的钻孔曲线在现场确定出了钻进中心线;为使钻机的位置满足方案设计曲线要求,即满足所铺设管线的允许曲率半径要求。
3.泥浆混配。由于该路段地下为中强风化泥岩,除加入化学泥浆及膨润土等原料外,还需加入剂、派克添加剂,计算泥浆理论用量约60m3。
4.导向钻进。导向孔的钻进是非开挖铺管施工的关键环节。为了保证先导孔的成孔质量,先导孔钻头选用适用于质地较为坚硬的地层和软质岩石层的斜面岩石钻头;同时,钻机调整好位置后,安装导向钻头,标定控向仪,调整好入土角度,按照设计曲线开始导向钻进。另一方面,在实际施工时应该根据地层的变化,及时调整钻压、泥浆配量以及泵送量,顺利完成导向孔的施工。
5.孔洞回扩。因为岩质较硬为提高扩孔效率,加快施工进度拟采用Ф250、Ф550、Ф750回扩器分三级进行切扩,然后用Ф650回扩器挤扩、清孔。实际施工中,导向孔钻通后,用回扩器进行扩孔,按照钻杆-回扩器-DCD接头-钻杆顺序连接好后,试验泥浆,检查水嘴,然后开始回扩。
6.管线回拖。为避免管线在钻孔中卡住,回拖一般要一次完成,但本工程中实际拖管长度有80m,受到道路实际宽度及交通管制的限制,仅能安放不大于45m长的管道,同时,考虑到钻孔基本上都处于中强风化泥岩中,孔形保持较好,而且已进行多次挤扩和清孔,采用了一个接口两次回拖,每段管道长40m。回拖管道前,对检验合格的燃气管道采用了外包裹措施,以免其防腐层遭到破坏。管道就位后,在挤扩器引导下,回拖敷设管道管线施工,顺利完成。
通过上述的施工工序,及时、顺利的完成了该路段的雨、污水管铺设及修复问题。
三、结语
我国从事非开挖铺管施工的单位(公司)目前约有40家。目前全国拥有各型铺管机(含进口的)100台左右,并且多数集中在上海、天津、北京等大城市。现在国内已能施工穿越黄河、海河、黄浦江等大直径、长距离油气管道。但和世界发达国家相比,尚处于发展初始阶段。随着我国城市、交通、电信、油气管道等基础设施的建设,包括西部大开发和西气东输等工程的启动,加上国家环保立法的完善,非开挖技术在我国的市场容量十分宽广,均有待有志者的努力与开拓。
参考文献
[1]中华人民共和国建设部.给水排水管道工程施工及验收规程[S].1997.
