小口径二次顶管简介

一、前言

在市政工程建设中，管道敷设的施工方法分为开挖和非开挖两种。由于其工程大多在建成区（如城中村）实施，其巷道宽度比较窄，这时如果继续应用传统的开槽方法施工则会对周边房屋及道路产生严重的破坏，并且还影响到道路交通，很难达到当前施工的要求。因而采用非开挖敷设管道就显得很有必要了。非开挖施工常采用顶管和拖拉管施工技术（牵引施工），因拖拉管施工难以保证排水管道设计标高，产生的误差大，在小口径排水管道施工中一般不主张采用。而泥水平衡顶管（普通顶管，或者叫中直径大直径顶管）施工方式则受到管道口径的限制，在小于DN800（甚至小于DN500）口径的要求下，一般难以满足。为了解决小口径排水管道遇到交通、建筑等障碍物不宜采用开挖施工和拖拉管施工时的困扰，推荐采用二次顶管法。

二、工法特点

二次顶管工法非常适合在人口居住密集区次支管网施工，施工速度快，精度高，与传统的开挖铺设管道相比有明显的环保技术和经济优势，主要有如下的特点：

1、不破坏既有道路，影响交通小；

2、施工噪音小，排泥少，对环境影响小，文明施工，安全施工程度高；

3、施工精度非常高，技术先进，施工速度快；

4、综合施工成本低

三、适用范围

二次顶管法一般适用于顶管管径在800mm以下、顶进距离在60m内的管道（如果在软弱土层中顶进，顶距可适当加大）。其应用领域十分广泛，可用于给排水、煤气、电缆、通信等市政管道敷设，管道材料可用水泥管、钢管、PVC管。适合的地质范围比较广，除岩层外均可顶进。

四、工艺原理

二次顶管工艺是通过小口径顶管机先进行导管顶进，导管到达接收井后导管传接出泥管更换顶进，出泥管到达接收井后传接机头和管材继续顶进，当机头到达接收井，管道成形。

具体施工操作如下 ：

1、在管道设计线路上做好工作井和接收井，内径300mm~500mm管材顶进需要工作井直径2.0米，接收井直径1.5米。工作井与接收井距离一般不超过60米。

2、顶管机安装。先测量，在工作井内安装顶管机械，并做好防水措施。

3、先导道顶进，先导管是直径100mm每节长度1米至1.5米的铁管。根据测量数据和设计要求，用顶管机把先导管向接收井顶进，顶进一节，加装一节，一直顶进到接收井；

4、出泥管顶进，出泥管是直径210mm，每节长度1米至1.5米的铁管，先导管与出泥管用一个传接头连接，然后出泥管顶进，顶进一节加装一节，此时接收井也同时折下先导管，即是顶进一节出泥管折下一节先导管，如此操作，直至把先导管更换完毕；

5、安装出土螺旋，出土螺旋每节长度1米至1.5米，把出土螺旋顶进到出泥管内，顶进一节加装一节，直至加装到达接收井；

6、机头安装，把机头安装在出泥管上，并连接好出土螺旋，由机头带动出土螺旋，机头动力来源由地面液压站，机头接上液压油管，泥土稀释水管，滑材管；

7、管材顶进，管材安装在机头后面用顶管机顶进，管材和机头有防水胶圈，管材接口也有防水胶圈，顶进一节管材加装一节，此时接收井也同时拆下出泥管和出土螺旋。也就是管材顶进一节，出泥管拆一节。顶进过程中如果顶进压力不高就不用排土，顶进压力过高就开动出土螺旋工把泥土往接收井输出，排出泥土为湿润的土质，不是泥浆，边输出泥土边顶进，当管材到达接收井后，把机头从接收井吊起，管道成形。

五、工程质量

由于二次顶管工艺特点是先导管先行，先导管较小，顶进时易于控制，可以达到比较高的精度，如果没有地质突变，一般成形管道误差小于管道内径1/10

六、同其它施工方法进行对比分析

1、同泥水均衡顶管法进行对比分析

（1）两个施工工艺都需要用到工作井以及接收井进行相关的施工操作，不过两种施工方法所使用的施工设备区别很大，因而施工用所到的工作井以及接收井的尺寸存在较大的差别，泥水均衡施工方法所使用的工作井尺寸大小通常为圆形直径8米或矩形4×8米，接收井的直径通常是圆形直径5米或矩形4×5米，这般大小的尺寸对于较窄的道路地段进行施工是很难进行的，特别是小巷子、握手楼。这时就需要用到二次顶管法了。这种施工工艺的工作井相对较小可以满足狭窄道路的施工条件，其工作井通常是直径 3.5米或2×3.5米，其接收井直径通常是直径2.5 米或2×2.5 米，假如在施工进采用单节长为1米甚至0.5米的管道进行施工，那么工作井与接收井的尺寸还可以进行调整与优化。所以，通过对比分析可知，在不管是在占地面积还是施工造价方面，采用二次顶管法进行管道施工具有明显的优势。

（2）二次顶管法所应用的出土方法是挤压工出土机理，在实施顶进操作时，对周围环境所造成的影响相对较小，同时这种施工操作方法不会对施工管道周围的土质造成影响，可以很好地维护原来土质的稳定性。泥水均衡施工法在施工过程中会出现许多触变泥浆，容易形成二次污染，不利于环境保护。

（3）二次顶管法通常所使用的顶管管径始终保持在DN400~DN800之间，甚至更小。传统泥水平衡顶管方式管径一般是DN800（含）以上。微型顶管管径可在DN800以下，但小于DN500后施工困难。对比发现，两种方式侧重点存在一定差异，各有各的优势。

2、同开明挖施工技术进行对比分析

相对而言，传统的明挖开槽施工方式更加适合用在管道埋深处理浅、场地比较空旷、交通上影响较弱的情况中，包含了放坡开挖与支护开挖两种。而开挖施工和二次顶管技术相比，既存在措施复杂、施工周期长、所用成本较高，且存在一定的安全隐患，可能会直接影响到周围交通与建筑物等。另外，开挖施工方式的工期极易被各种不利天气所影响，导致工期被延误。比如说适逢雨季，开挖施工不单单会对施工周期产生直接影响，还容易让基坑长时间处在一种水浸状态之中，会对基坑本身的稳定与施工安全产生严重危害，极易产生质量安全事故。毕竟排水是基坑施工的头等大事之一。但若是采用二次顶管方式不但能够有效确保施工工期，且施工相对安全。但和开槽施工技术相比，也存在相应不足之处，主要缺陷是若是地下有部分障碍物（如孤石、相交的管线等）存在，顶管就不能顺利进行。