引言：传统的开挖施工方法常常受到地质条件的限制，容易出现塌方、沉降等安全隐患，且对周围环境的影响较大。相比之下，顶管施工能在不破坏地面结构和交通的情况下有效完成管道的安装，特别是在软土、砂层、碎石或岩层等复杂地质环境中。顶管技术通过精确控制管道的方向和深度，确保施工的安全性和稳定性。

一、顶管施工技术类型

（一）液压顶管法

液压顶管法就是利用液压系统把管子推到地下。简单来说，就是通过强大的液压力量，把顶管慢慢推进到地下，这个方法适合软土层，施工时还能控制推进的速度和方向，减少误差。比如地下水管、通讯管道等项目经常用这种技术，因为其对地面影响小，还可以减少环境的破坏，特别适合在人口密集的地方使用。

（二）机械顶管法

机械顶管法使用的是一种专门的机械设备，其前端有切割工具，通过这些工具破碎地下的土壤，边破碎边推进管道，这种方法适合硬土或者有岩层的地方，能应对比较困难的地质环境。因为机械设备本身具有很强的挤压和切割能力，施工效率高，但对环境的干扰相对会大一点。

（三）气压顶管法

气压顶管法是通过控制气压的差异来推动管道。通过在管道内外建立气压差，让管道前进，这种方法常用于地下水多、土层松软的地方，施工过程中不容易产生地面沉降，能减少对周围环境的影响^[1]。特别是在一些特殊的环境下，或者需要避免对地面干扰的项目，常常会选择气压顶管法。

（四）水平定向钻进法（HDD）

水平定向钻进法是一种稍微不同的技术，采用定向钻机在地下钻孔，然后把管道放进去。这种方法适合复杂的地质条件，如遇到一些岩石层或者地下障碍物时，都可以灵活调整钻进路径，还不需要大面积的开挖，非常适合保护周围环境和避免干扰地面交通的地方。

（五）钢管顶管法

钢管顶管法就是使用钢管作为顶管，把管道推进到地下，这种方法特别适合那些需要承受高压力的管道，或者地下岩层比较坚硬的地方。钢管本身非常结实，能适应较为复杂的施工环境，如深度较大的地下管道建设，所以在一些重要的基础设施建设中钢管顶管法也比较常见。

二、复杂地质条件下顶管施工技术在市政给排水施工中的应用

（一）前期准备

在进行顶管施工之前需要进行详细的地质勘查，了解地下土壤的结构、岩层、地下水情况等，这样才能决定使用哪种顶管技术，施工现场的准备包括清理施工道路，准备好机械设备、管道材料及安全设施。为了保证顶管施工顺利进行，还需要设计好顶管的路线，确保管道能按计划顺利铺设。此外，还需要与周围的居民和企业保持良好的沟通，提前通知施工时间、范围及可能带来的噪音或交通影响，以召开座谈会、发放告知书等方式征求其意见与建议，并尽量采取措施减少施工对周围生活的干扰，如合理安排施工时间，避免高峰时段作业，确保居民和商户的正常生活与经营不受过度影响。

（二）注浆止水施工

注浆止水施工是顶管施工中常用的防水技术，主要通过注入专门的止水浆液来堵住地下水的渗透路径保障施工的安全性。在顶管施工过程中地下水渗透会对施工造成严重影响，可能导致施工区积水、地面沉降等风险。因此，采用注浆止水措施尤为重要。在施工过程中通常通过钻孔的方式，将止水浆液注入地下的裂隙、缝隙或者其他可能存在水流渗透的区域，这些浆液能迅速填充和封闭地下的空隙形成一道坚固的水封层，有效阻止水流继续渗透进施工区域（如图1所示）。注浆材料一般根据土质、水文条件及渗透水的压力来选择，常见的止水浆液包括水泥基浆液、化学浆液等，不同类型的浆液具有不同的粘结性和抗渗性，确保能应对各种复杂情况。

图1  注浆止水工艺

（三）顶管穿墙

顶管穿墙是顶管施工中用于管道穿越已有建筑物或结构物的技术。为了确保不破坏现有的墙体或建筑结构，同时避免对周围环境造成不利影响，顶管穿墙需要采用特殊的设备和精确的方法。在实施顶管穿墙时施工人员要对墙体进行充分的勘察和分析，了解墙体的材质、强度及是否存在钢筋等障碍物，这些因素都会影响穿越过程的顺利进行，因此必须进行详细的技术评估^[2]。在穿墙操作中通常使用专门的钻孔设备和定向钻进技术，确保管道能按照预定路线精准穿越墙体。穿墙作业的关键是保证管道和墙体之间的良好对接，避免施工过程中的任何偏差或损坏，施工前需要对墙体进行详细的测量和规划，确保管道的路径与墙体结构兼容；选择合适的工具和材料，如使用穿墙套管或密封圈，确保管道通过墙体时能稳定固定并避免渗漏；施工过程中要严格控制钻孔的尺寸和位置，以确保管道与墙体之间的连接准确无误，特别注意墙体的结构强度，避免破坏承重结构；穿墙后需要进行严密的检查，确保管道的安装符合安全规范，并通过试压等方法检查管道密封性，防止漏水或其他安全隐患的发生。通过科学的施工方法和精细的技术控制，顶管穿墙能在不影响现有结构的情况下顺利完成。

（四）顶管出洞

顶管出洞指的是在顶管作业完成后将管道从地下顶管的出口位置推出到预定地点，这个过程要求高度的精确控制，尤其是在推进速度和方向上，确保管道能按照设计轨迹顺利到达目的地。施工前需确认地质条件、管道设计要求及施工现场的相关因素，确保施工方案合理，检查顶管设备和相关设施，确保顶管机、推进设备、钢管和密封材料等处于正常状态。顶管推进要启动顶管机，将管道通过土层向目标点推进，推进过程中要实时监测推进力、管道方向、坡度等参数，采用液压系统推动顶管，保持平稳推进，避免管道出现偏移或受力不均。在目标点的接收井区域提前做好准备工作，包括井口的加固、接收管道的安装等，确保接收井内的空间足够容纳顶管机，并与目标管道的连接部分已规划好。顶管出洞顶管机推进至接收井的预定位置，完成管道出洞，在出洞过程中要控制管道与井壁的距离，确保不会产生损坏。顶管完成出洞后立即进行管道对接工作，将顶管与接收井或其他管道系统进行连接，对接部分需要使用密封圈、管道连接件等确保密封性，防止渗漏。再进行管道检查，包括管道是否平直、密封是否良好等，确保没有损坏或偏差，并进行试压或试运行，确保管道的安全性和稳定性。完成所有施工任务后对施工现场进行清理，移除多余设备，恢复现场环境。

（五）注浆减阻

注浆减阻是顶管施工中的一种常见技术，通过在顶管推进过程中向土壤中注入减阻浆液减少管道与周围土壤之间的摩擦力，从而提高推进效率，确保施工的顺畅进行。减阻浆液通常由水泥、化学添加剂、膨润土等材料组成，能有效降低顶管与土壤之间的阻力，尤其在遇到硬土层、粘土或岩层较多的地质条件下，能显著减少机械设备的工作压力和负担。在顶管推进过程中注浆液会随着顶管的前进逐渐注入，确保浆液能均匀分布在管道前方和周围的土层中。通过这种方式，可以有效降低摩擦系数，减少推进过程中所需的推进力，从而提高顶管的推进效率，确保施工的顺利进行，尤其是在复杂地质环境中^[3]。此外，减阻浆液的注入还能起到一定的润滑作用，帮助顶管顺利穿越不同类型的土层，确保工程的安全性和稳定性。

（六）顶管纠偏

顶管纠偏是在顶管施工过程中针对管道偏离设计轨迹的情况，采取相应措施调整位置，确保管道顺利推进。常见的顶管纠偏方法包括机械纠偏和注浆纠偏。机械纠偏是通过调整推进设备的方向或角度，修正管道的偏移位置，使其回到设计轨迹；注浆纠偏则是在管道周围的土壤中注入特定的浆液，增加土壤的稳定性，减少摩擦力，从而帮助管道恢复正确的方向。两种方法可以根据地质条件和施工要求灵活运用，确保顶管施工的精度和安全性，特别是在复杂地质环境下，能有效避免管道偏移过大，保障工程顺利推进。纠偏技术尤其在复杂地质条件下至关重要，能有效保证施工的精确度、稳定性和安全性，避免施工中出现较大误差或风险，确保工程顺利完成。

结束语：

在市政给排水施工中顶管施工技术在复杂地质条件下的应用展现了其独特的优势。通过避免大规模的地面开挖，顶管技术减少了对周围环境的影响，提高施工安全性，特别是在软土、砂层及岩层等复杂地质环境中。随着技术的不断发展，顶管施工方法逐步优化，使施工过程更加高效、安全。未来，随着施工设备的更新与监控技术的进步，顶管技术将在市政给排水领域发挥更大的作用，为城市基础设施建设提供更加可靠和可持续的解决方案。

参考文献：

[1]许世明.市政给排水施工中长距离顶管施工技术的研究与应用[J].清洗世界,2023,39(10):193-195.

[2]任广林,张杰.顶管技术在市政给排水管道施工中的应用[J].居业,2023,(09):10-12.

[3]张玉浩,杨丽丽.给排水管道顶管施工关键技术探讨[J].城市建筑空间,2022,29(S2):377-378.