时间：2023-03-23 15:08:23
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论文摘要：钢管混凝土拱桥作为一种承受压力的空间曲杆体系，不可避免的涉及到稳定问题。随着钢管混凝土跨径不断的增大，对于其稳定性计算必须考虑非线性的影响，本文主要是介绍当拱桥稳定性计算理论及非线性分析理论。
随着钢管混凝土组合材料研究不断深入，施工工艺的大幅度改进，钢管混凝土拱桥在全世界范围内，特别是在我国得到了广泛的应用。据不完全统计，自从1990年我国第一座钢管混凝土拱桥建成以来到目前为止，我国已建或在建钢管混凝土拱桥有200多座。钢管混凝土拱桥之所以发展如此迅速，主要具有如下特点：（1）施工方便，节省费用；（2）有较成熟的施工技术作支撑；（3）跨越能力大，适应能力强；（4）造型优美，体现了民族特色；（5）大直径钢管卷制工业化，有力地促进了我国钢管混凝土拱桥的发展。
随着钢管混凝土拱桥的跨径的增大，刚度越来越柔，作为以受压为主的结构，稳定成为制约其发展的关键因素之一。不少学者根据不同的拱桥形式在不同的参数下，提出了不同的假设，推导出了很多简化的稳定公式。这些稳定公式将为有限元发展提供了理论基础。本文主要是对拱桥稳定计算理论进行简单的阐述。
1 稳定计算理论
1.1 概述
稳定问题是桥梁工程常常遇到的问题，与强度问题同等重要。但是，结构的稳定问题不问于强度问题，结构的失稳与材料的强度没有密切的关系。结构失稳是指结构在外力增加到某一量值时，稳定性平衡状态开始伤失，稍有挠动，结构变形迅速增大，从而使结构失去正常工作能力的现象。在桥梁工程中，总是要求其保持稳定平衡，也即沿各个方向都是稳定的。
在工程结构中，构件、部件及整个结构体系都不允许发生失稳。屈曲不仅使工程结构发生过大的变形，而且往往导致结构的破坏。现代工程结构中，不断利用高强轻质材料，在大跨度和高层结构中，稳定向题显得尤为突出。
根据上程结构失稳时平衡状态的变化特征，存在若干类稳定问题。土建工程结构中，主要是下列两类：
（1） 第一类稳定问题（分枝点失稳）：以小位移理论为基础。
（2） 第二类稳定问题（极值点失稳）：以大位移非线性理论的基础。
实际工程中的稳定问题一般都表现为第二类问题，但是，由于第一类稳定问题是特征值问题，求解方便，在许多情况下两类问题的临界值又相差不大，因此研究第一类稳定问题仍有着重要的工程意义。
研究压杆屈曲稳定问题常用的方法有静力平衡法((Eular方法)、能量法(Timosheko方法)、缺陷法和振动法。
静力平衡法：是从平衡状态来研究压杆屈曲特征的，即研究荷载达到多大时，弹性系统可以发生失稳的平衡状态，其实质是求弹性系统的平衡路径(曲线)的分支点所对应的荷载值(临界荷载)。
能量法：表示当弹性系统的势能为正定时，平衡是稳定的；当势能为不正定时，平衡是不稳定的；当势能为0时，平衡是中性的，即临界状态。
缺陷法：认为完善而无缺陷的力学中心受压直杆是不存在的。由于缺陷的影响，杆件开始受力时即产生弯曲变形，其值要视其缺陷程度而定。在一般条件下，缺陷总是很小的，弯曲变形不显著，只是当荷载接近完善系统的临界值时，变形才迅速增大，由此确定其失稳条件。
振动法从动力学的观点来研究压杆稳定问题，当压杆在给定的压力下，受到一定的初始扰动后，必将产生自由振动，如果振动随时间的增加是收敛的，则压杆是稳定的。
以上四种方法对于欧拉压杆而言，得到的临界荷载是相同的。如果仔细研究一下可以发现它们的结论并不完全一致，表现在以下几个方面:
静力平衡法的结论只能指出，当P=P1、 P2、…、Pn时，压杆可能发生屈曲现象，至于哪种最有可能，并无抉择的条件。同时在P≠P1， P2，…、Pn时，屈曲的变形形式根本不能平衡，因此无法回答极限系数的平衡是不稳定的问题。
缺陷法的结论也只能指出当P=P1、P2 ，…、Pn时，杆件将发生无限变形，所以是不稳定的。但对于P在P1、P2…、Pn各值之间时压杆是否稳定的问题也不能解释。
能量法和振动法都指出，P>P1之后不论P值有多大，压杆直线形式的平衡都是不稳定的。这个结论和事实完全一致。
由于钢管混凝土系杆拱桥的复杂性，不可能单依靠上述方法来解决稳定问题，日前大量使用的是稳定问题的近似求解方法。归结起来有两种类型:一类是从微分方程出发，通过数学上的各种近似方法求解，如逐次渐进法;另一种是基于能量变分原理的近似法，如Ritz法。有限元方法可以看作为Ritz法的特殊形式。当今非线性力学把有限元与计算机结合，使得可以将稳定问题当作非线性力学的特殊问题，用计算机程序实现求解，取得了很大的成功。
1.2 第一类稳定有限元分析
根据有限元平衡方程可以表达结构失稳的物理现象。在T.L列式下，结构增量形式的平衡方程为：
(1-1)
0[K]0——单元刚度矩阵；
0[K]σ——单元初应力刚度矩阵;
0[K]L——单元初位移刚度矩阵或单元大位移刚度矩阵;
0[K]T——单元切线刚度矩阵。
U.L列式下，结构的平衡方程为:
(1-2)
发生第一类稳定前，结构处于初始构形线性平衡状态，因此式(1-1)中大位移矩阵。0[K]T为零。在U.L列式中，不再考虑每个荷载增量步引起的构形变化，所以，不论T.L还是U.L列式，结构的平衡方程的表达形式是统一的:
(1-3)
在结构处于临界状态下，即使{AR}0，{u}也有非零解，按线性代数理论，必有:
(1-4)
在小变形情况下，[K]σ与应力水平成正比。由于假定发生第一类失稳前结构是线性的，多数情况下应力与外荷载也为线性关系，因此，若某种参考荷载{ }对应的几何刚度矩阵为[ ]σ，临界荷载为{P}cr=λ{ }，那么在临界荷载作用下结构的几何刚度矩阵为:
（1-5）
于是（1-4）为
（1-6）
式(1-6)就是第一类线弹性稳定问题的控制方程。稳定问题转化为求方程的最小特征值问题。
一般来说，结构的问题是相对于某种特定荷载而言的。在桥梁结构中，结构内力一般由施工过程确定的恒载内力(这部分必须按施工过程逐阶段计算)和后期荷载(如二期恒载·活载·风载)引起的内力两部分组成。因此，[K]σ也可以分成一期恒载的几何刚度矩阵 [Kl]σ和后期恒载的几何刚度矩阵[K2]σ，两部分。当计算是一期恒载稳定问题时，[Kl]σ=0。[K]σ可直接用恒载来计算，这样通过式(3-6)算出的 λ就是一期恒载的稳定安全系数;当计算的是后期荷载的稳定问题时，恒载[K]σ可近似为一常量，式((1 - 6)改写成:
（1-7）
形成和求解式(1-7)的步骤可简单归结为:
1)按施工过程，计算结构恒载内力和恒载几何刚度矩阵[Kl]σ。;
2)用后期荷载对结构进行静力分析，求出结构初应力(内力);
3)形成结构几何刚度矩阵[K2]σ和式(1-7)
4)计算式(1-7)的最小特征值问题。
这样，求得的最小特征值兄就是后期荷载的安全系数，相应的特征向量就是失稳模态。
1.2 第二类稳定有限元分析
第二类稳定是指结构在不断增加的外载作用下，结构刚度发生不断变化，当外载产生的应力使结构切线刚度矩阵趋于奇异时，结构承载能力就达到了极限，稳定性平衡状态开始丧失，稍有挠动，结构变形迅速增大，使结构失去正常工作能力的现象。
从力学分析角度看，分析结构的第二类稳定性，就是通过不断求解计入几何非线性和材料非线性的结构平衡方程，寻找结构极限荷载的过程。
全过程分析法是用于结构极限承载力分析的一种计算方法，通过逐级增加
工作荷载集度来考察结构的变形和受力特征，一直计算至结构发生破坏。
2拱桥的平面屈曲
2. 1拱桥平面屈曲的基本概念
图1 拱顶的竖直变位v及水平变位u与外荷载q的关系曲线
当拱所承担的荷载达到某一临界值时，在竖向平面内，拱轴线偏离初始纯压或主要为受压的对称变形状态，向反对称的弯压平面挠曲转化，称为拱的面内屈曲。拱的面内屈曲有两种不同的形式，第一种形式是在屈曲临界荷载前后，拱的挠曲线发生急剧变化如图1所示，可看作是具有分支点问题的形式，桥梁结构中使用的拱，在体系和构造上多是对称的。当荷载对称的满布于桥上时，如果拱轴线和压力线是吻合的，则在失稳前的平衡状态只有压缩而没有弯曲变形。当荷载逐渐增加至临界值时，平衡就出现由弯曲变形的分支，拱开始发生屈曲。
第二种屈曲形式:在非对称荷载作用下，拱在发生竖向位移的同时也产生了水平变位。随着荷载的增加，二个方向的变位在变形形式没有急剧变化的情况下继续增加。当荷载达到了极大值，即临界荷载之后，变位将迅速增加，这类失稳为极值点失稳。求解这类稳定问题的极限荷载，需要采用非线性分析方法。
在实际结构中，当满布对称荷载时，拱轴线和压力线也不一定完全吻合，此时拱一开始加载就可能出现带有对称弯曲变形的平衡状态。然而当荷载达到一定的临界值时，拱仍然会发生分支点失稳现象。理论研究表明:初始的对称弯曲变形对拱的反对称屈曲的临界荷载的影响很小。因此，研究拱的平面屈曲时，我们可以近似的假设拱轴线与压力线是吻合的，采用分支点屈曲理论。
2. 2拱桥的平面屈曲
2. 2.1圆弧拱及抛物线拱的屈曲
(1)圆弧拱的屈曲荷载
圆弧拱轴线线形简单(如图2)，全拱曲率相同，施工方便。其拱轴线方程：
图2 受径向均布荷载的圆弧拱
由平衡条件和几何关系可以推导出屈曲微分方程：
（2-1）
解此微分方程，并代入边界，ψ=0，υ=0；ψ=2α，υ=0得两铰拱临界应力
把拱看成当量的压杆，引入有效屈曲长度的概念，转化为中心压杆的欧拉公式的标准形式
（2-2）
归结成求拱的计算长度的问题，也就是涉及到边界条件。
经过理论计算，加之经验和概率论数理统计，就得到了桥涵设计规范4.3.7给出的拱圈纵向稳定时的计算长度取值。
为了实用的方便也可转化为矢跨比和跨度作为影响因子
（2-3）
（2-4）
同理可得到无铰拱和三铰拱的临界荷载。
将结果K1、K1’按矢跨比做成表格，这就得到了拱桥设计手册上的表值。
通过理论的分析可以看出拱桥的稳定性随铰数的增加而降低，无铰拱稳定性好于两铰拱;再则，各种拱的临界荷载都在矢跨比0. 25～0. 3左右达到各自的最大值，因为在EIx和L相同的情况下，若矢跨比很小，则拱弧长虽短，但均布荷载所产生的压力大，反之，若矢跨比很大，则压力虽小，但弧长较长。
(2)抛物线拱的屈曲荷载
在均布荷载作用下，拱的合理拱轴线是二次抛物线。故对于恒载分布比较接近均匀的拱桥，可以采用二次抛物线作为拱轴线。其轴线方程为：
（2-5）
在均布竖向铅垂荷载作用下，虽然拱只承受轴向压力而没有弯矩，但是压力沿拱轴线是变化的，并且拱的曲率也是变化的，因而其平衡微分方程是变系数的，直接求解比较困难，一般只能用数值法进行计算。同圆弧拱一样，抛物线拱的临界荷载可按下式计算:
（2-6）
式中K1，为稳定系数，它的值可以查表得到。
2.2.2拱桥的平面压屈
大跨度拱桥的拱上结构常布置连续的加劲梁。这样当拱屈曲时，加劲梁将随同弯曲，因而增加拱的稳定性。要获得这类结构的临界荷载解析解是相当困难的，一般只能求得其数值解。
如果拱桥的立柱刚度远比拱圈和梁的刚度小，可以假定各立柱上下端均系铰结，以简化问题。通过数值计算，可把数值这种简化结构的临界荷载近似地写成:
（2-7）
式中:K1一只有拱时的临界荷载系数;
Elb一加劲梁的抗弯刚度;
EIa一拱平面抗弯刚度。
对于上承式柔拱刚梁组合体系，临界荷载可仿上式写成:
（2-8）
在这种体系中，除按上式验算总体平面屈曲外，尚须同时验算拱在立柱间的局部弯曲。
如果拱的矢跨比很小，即通常所说的扁拱。式(2-8）可化为如下临界水平推力的计算公式:
（2-9）
2.2.3拱桥的侧倾失稳
（1）单拱的侧倾
若拱在面外没有受到横向荷载的作用，对于横向刚度较小的拱，当拱所承受的面内荷载达到临界值使拱轴线向竖平面之外偏离而出现侧倾时，由于这一失稳过程中出现了平衡分枝，所以它属于第一类稳定问题。当临界状态下的应力小于屈服应力时，即为面外弹性屈曲，由于属于空间问题，所以精确解就更为困难，只能采用近似解法。
平
面的拱轴，在侧倾后是一个空间的曲线，其位移与几何关系·由曲线坐标(如图2)所示：
图2侧倾变形后的拱
根据平衡条件和几何关系可以推导出空间弯扭侧倾失稳微分方程：
（2-10）
相对面内屈曲，此方程更难获得解析解，一般都采用数值方法。
研究发现拱桥的侧倾稳定性随矢跨比的增加而提高;再则，用圆弧拱代替抛物线拱计算侧倾临界荷载，对坦拱是足够精确的。
（2）组拼拱的侧倾
组拼拱是指用横向联结系组拼起来的双肋拱或多肋拱，也称横撑拱。这类拱的侧倾临界荷载在很大程度上取决于撑架的刚度和布置方式。
对于组拼拱，以往一般采用“当量压杆法”验算其侧倾稳定性。这种方法的基本思想是忽略拱的矢跨比、拱肋的抗扭刚度和横撑绕顺桥向水平轴线的抗弯刚度，将拱轴拉直，近似地把它视为一当量的中心压杆并按有缀板的组合压杆屈曲临界荷载公式计算组拼拱的侧向屈曲临界轴力，通常取较大的稳定系数以保证桥梁的安全。研究结果表明:当量压杆法计算结果过于粗略，且偏于不安全。
下面简单的介绍一下对于平式横撑连接的双肋拱，采用能量法推导其侧倾临界荷载。
沿拱轴环向设置了一系列切向平放的横撑的组拼拱，当组拼拱在外荷载作用下发生侧倾失稳时，二根拱肋除发生了整体变形外，每根平式横撑将在切向平面内发生S形的弯曲变形，同时拱肋还发生了局部挠曲变形。
1.拱的整体变形能
通常组拼拱的横向联接系比较弱，在计算整体变形能时，只考虑二根拱肋独立产生的横向弯曲和扭转变形能，略去二根拱肋可能产生的轴向伸缩形成的拱截面整体弯曲变形能。一般组拼拱的二拱肋大小是相等的，故可只讨论单根拱肋的变形能
（2-11）
2.局部弯曲变形能
组拼拱侧倾后，拱肋点体变形绕Y轴的转角γ，设拱肋由于在节间内的局部变形在节点转动了γ2角，则由于刚性节点上各杆的夹角保持不变，横撑在节点的转角γ=γ-γ2。可推导出局部弯曲变形势能
（2-12）
3.外力势能
受径向均布荷载的圆弧拱，发生侧倾后，拱轴位置下降了v，外力势能T于q在V上所作的功的负值
（2-13）
4.临界荷载
组拚拱在侧倾时产生的总势能
（2-14）
利用最小能量驻值原理，对关于C的泛函取变分，考虑曲率影响，在拱肋局部变形部分乘上拱度影响系数，推导出平式横撑联结下临界荷载
（2-15）
上式中的前一项反映了横撑的刚度与其间距d对稳定性的影响，减小横撑间距和增大横撑刚度都有利于提高双肋拱的侧倾稳定性。
同样方法得到立式横撑、一般横撑连接的双肋拱的侧倾临界荷载。由于理论求解非常复杂，大部分形式的拱桥只能采用数值法求得近似值，建议采用空间有限元程序求解。
通过理论分析可以看出比较合理的方法是在拱顶或拱顶附近的区段设置关键性的几根立式横撑，以约束扭转角和拱顶位移，而其余区段则布置平式横撑。
3非线性分析理论
在钢管混凝土拱桥工程实践中，恒载压力线与拱轴线的偏离、施工预拱度的设置、施工偏差导致的初变形、非对称加载等因素使实际拱桥的失稳形态大部分属于第二类失稳，即极值点失稳问题。一般来说屈曲理论过高估计拱的临界力。正确的应考虑拱的变形影响和材料弹塑性的影响，按几何非线性和材料非线性理论来求得拱桥的失稳极限荷载，也通常称为压溃荷载。钢管混凝土拱桥随着跨径的增大、材料强度的提高，在第二类失稳破坏时结构表现出大位移、大应变的特点。因此应考虑结构的几何非线性和材料非线性问题。
3.1几何非线性分析
对线性问题，一般是假设结构发生小位移，根据变形前的位置来建立平衡方程。几何非线性问题通常是由于结构的位移已相当大，以致必须按照变形后的几何位置建立平衡方程。严格地说，所有平衡问题都应采用变形后的几何位置写出其平衡方程。不过，如果位移很微小，使得变形或位移对平衡条件影响可以忽略时，则可利用变形前的几何位置来建立平衡条件。由于位移变化产生的二次内力不能忽略，放弃小位移的假设，从几何上严格分析单元体的尺寸、形状变化，整个结构的平衡方程应按变形以后的位置来建立，荷载一变形为非线性，此时叠加原理不再适用。
不同理论导出的两种方法T.L列式与U.L列式，分别是采用参照描述和相关描述的方法，都是以已知位形为基准的，都属于Lagrangian描述，只是选取的基准有所不同。写成T. L列式
（3-1）
式中大变形刚度矩阵，
由于U.L列式中，平衡方程中的积分在t时刻单元体积内完成，因此代表大挠度的刚度矩阵可以省略，这是T.L列式与U.L列式最大的区别
（3-2）
3.2材料非线性
材料非线性是由材料的非线性应力一应变关系引起基本控制方程的非线性问题。这种非线性特点是材料不满足胡克定律。结构在承受超载时部分材料应力超过比例极限，进入塑性变形范围，破坏与损伤从这些区域开始，导致最终结构失稳。应力超过弹性极限后，材料弹性模量E不再是常数，而是成为应力的函数，导致基本控制方程的非线性。研究材料非线性问题，对于分析结构极限承载力，解冷桥粱非绘性稳宁问题有着十分重要的煮义。
考虑材料非线性后，弹性矩阵［D］将不再是常数，而是应变{ε}的函数，从而也是位移{d}的函数
（3-3）
其表达式为
（3-4）
材料非线性问题分析求解时，单元的EI，EA随受力历程不断发生变化，因而[k]不为常量，结构的整体平衡方程是如下的非线性方程组
（3-5）
式中： ——不平衡力； ——与位移相关的刚度矩阵；——节点位移列阵； ——节点荷载列阵。
3.3求解方法
求解非线性问题的方法基本可分为三类:迭代法，增量法和混合法。
（1）迭代法
迭代法(总荷载法)，即对总荷载进行线性化处理。采用循环减小内外不平衡力差值，不断逼近极限荷载，直到差值小到规定的值。其中有直接迭代法(割线法)、Newton-Raphson法(切线刚度法)、修正的Newton-Raphson法(初始刚度法)、拟Newton-Raphson法(割线刚度矩阵迭代法的主要应用)等等。
直接迭代法较为简单，但收敛速度慢，且可能出现迭代过程的不稳定，实际中较少采用此法。切线刚度法在求解下一个荷载步时会修正结构刚度矩阵，而初始刚度法则克服了在每次迭代过程中必须解全部新方程的困难，使用初始的刚度矩阵，但这样做收敛较慢。
用迭代法求解非线性问题时，一次施加全部荷载，然后逐步调整刚度，使基本方程得到满足。迭代法的计算量相对小一些，对计算精度也能加以控制。但迭代法不能给出荷载—位移过程曲线，适用范围也小一些。
在迭代法计算中，为了中止迭代过程，必须确定一个收敛的标准。实际应用中，有两种量是常用的:一个是用不平衡节点力;另一个是用位移增量。
（2）增量法
增量法(逐步法)，即对增量进行线性化处理。将整个荷载变形过程划分为一连串增量段，每一增量段中结构的荷载反应被近似地线性化。增量法实质是用一系列线性问题去近似非线性问题，用分段线性的折线去代替非线性曲线，逐步求解过程就是累积线性弹性解的过程。增量法的主要缺点是无法判断其解偏离精确解的近似程度。
常见的有荷载增量法、挠度增量法和曲率增量法，其中用后两种方法较易获得曲线的下降段。在荷载增量法中主要有:Euler-Cauchy法、修正的Euler-Cauchy法、半增量法等。
增量法的一个优点是适用范围广泛，即其通用性强;另一个优点是它可提供荷载—位移全过程曲线。但增量法不知道近似解与真解相差多少。
（3）混合法
混合法则是对同一非线性方程组混合使用增量法和迭代法。如Euler-Newton法、Euler-修正的Newton法、Euler-拟Newton法、Eule一次迭代法，等等。混合法综合了迭代法和增量法的优点，某种程度上克服了各自的缺点，虽然计算量更大，但计算精度提高了，而且可以判断每一增量步终了时刻解的近似程度，尤其在荷载，变形的全过程分析中，需要比较准确的输出每一荷载增量末的位移值，此时采用混合法是较好的选择。
4结语
众所周知，实际拱的失稳大部分属于第二类稳定，二类失稳实际是非线性作用的结果，目前采用的线弹性理论会过高的估计安全系数。所以，精确地给出计入非线性后对稳定计算的影响是非常重要的。随着拱桥跨度越来越大，原有的计算方法已经不能满足工程需要，对拱桥稳定性考虑非线性计算，已成为桥梁学者研究的方向。本文只是简单地介绍了一下稳定性计算理论和方法。
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Abstract: Due to many advantages in the municipal construction， the pipe technology is widely used. This paper introduces the construction characteristics of pipe technology， based on this， it mainly analyzes the application of pipe technology in the construction of municipal engineering， and discusses its problems， which has a certain reference for further improving the quality of pipe construction.
关键词：顶管技术；市政工程；应用；施工工序
Key words: pipe technology；municipal engineering；application；construction process
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，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。
2.3 顶管施工的工艺：顶管施 叉称为顶进法施工，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，以构成立体交义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，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。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。
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[J].安徽水利水电职业技术学院学报，2010，(01):13-14，17.
邓雅婷.地下建筑与工程专业揭密及院校介绍[J].高校招生，2002，(07) :58；学校学报，2010，(01):23-24，37.
张振宇.盾构法施工技术在我国的应用与发展[J].武汉工程职业技术学院学报，2005，(04):26-28，36.
关键词：开槽敷管法；顶管法；展望
Abstract:Slot pipe method and pipe jacking method can be adopted in the underground pipeline engineering construction.These two methods are chosen because the embedded depth of groundwater development situation and the buried depth and project cost in the urban area pipeline engineering construction,after studying a large number of engineering examples, the two construction methods are compared and summed, and the construction of pipe jacking construction method and matters needing attention are expounded emphatically,some new ideas and suggestions on its construction and several aspects should pay attention on the future development are proposed.
Key words:slot pipe method;pipe jacking method;prospect
中图分类号：P756.2文献标识码： A 文章编号：
1.开槽敷管法
开槽敷管法常被人们称为传统的或通用的管道施工方法，也是地下管道埋设的最基本的方法，其施工方法是先将地表挖开，形成基坑，然后埋设管道，完成后再填土。在实际工程中，要埋设的地下管道沿线往往有道路或建(构)筑物，采用开槽埋管就会对已有建成设施产生破坏，并且还会有额外的拆迁费或重建费用，尤其当管道埋深较大，现场遇不良地质条件，且深挖的坑槽临近重要建成建(构)筑物设施时，一般性的槽壁支挡措施就难以确保施工的安全，严重的甚至危害建成设施。并且在施工过程中，不仅要在工作坑有支撑，还需做沿线支撑，浪费大量木材，产生较大的经济损失。进行沟槽开挖和回填时，要开挖大量的土(石)方，并需要临时存放的场地，具有占地面积大的缺点。穿越铁路、公路、河流、建筑物等障碍物时沿线拆迁工作量较大，浪费资金和时间，增加了工程造价。从环境影响上分析，这种传统的“开膛破肚”技术施工噪音大，对周围环境影响较大。
这种施工方法污染环境，断绝交通，提高了工程造价，给工农业生产和人民生活带来极大不便。
2.顶管法
2.2顶管施工法
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，起源于美国。它是继盾构法之后发展起来的一种地下管道施工方法。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，其主要是重力管道。
2.2.2施工的顶进速度
顶进速度的快慢对土体扰动的影响不同。一般顶进速度较快时，配合的出土速度和出土量得到提升，但土体受到的扰动也较大，所需要的后期稳定时间就较长；相反，顶进速度较慢时，出土速度以及出土量下降，对开挖面前方的土体的切削影响较小，土体扰动相应减小。
在顶进速度较快时，若监测到土体有较大的沉降扰动，可以对其扰动较大区域进行注浆
加固，直至土体稳定为止。顶进速度较慢时，就会有相比充分的时间进行相应的施工措施，施工补救和加固也会产生有利的作用，相应的施工工期就会延长。
所以，在施工时应根据具体的土体性质制定合理的施工规划，选择合适的施工速度。
2.2.3对减阻泥浆的设想
随着顶管法在不同施工环境下的不断改进和发展，减阻泥浆在顶管施工技术中的作用
也得到了设计专家的重视。顾名思义，选用减阻泥浆主要就是为了减少顶进阻力，其具体应用及原理是顶进时通过管节上压浆孔，向管道外壁注入一定量的减阻泥浆，在管道形成一个泥浆套，顶管顶进时在泥浆中形成一组剪切面，从而减少顶进时的顶力。但是在施工中经常会发现顶力依旧很大，有时还会发生工作井因承受不了顶力而导致井壁损坏，施工速度减慢，施工成本增加。
通常研究人员会采取增加膨润土的注浆量和次数等措施来解决这类问题，但最终也达不到较为理想的效果。除了增加膨润土的注浆量和次数，还可以考虑在泥浆里添加部分特殊材料或者直接更改泥浆使用一种新型材料发挥减阻作用。这种新型材料可以由滑材、高分子聚凝剂、氧化镁和水按一定比例配方组成，不同的土质，应采用不同的配方，这种有针对性的选用，才能满足不同的需要。国内已有少部分工程对泥浆的材料进行了改良，泥浆的减阻效果十分明显，为顶进施工的顺利进行创造了有利的条件。
2.2.4地质雷达在施工检测中的应用
顶管施工过程中会导致围岩振动，产生引起地面塌陷的隐患。利用地质雷达研究引起地
面塌陷隐患的位置及规模，可以有效的制定治理方案。
探地雷达是一种高频广谱的电磁探测技术，通过向地下发射电磁波，接受地下电性界面的反射、散射回波，分析回波的波形、波幅、旅行时，推断地下介质的结构。通过地质雷达记录的数据进行处理和对异常图像的识别来进行顶管检测，发现顶管施工过程中所产生的隐患，包括围土中强扰动、空洞、坍塌疏松等，进而采取相应的措施解决。
随着微电子技术、数据处理技术的不断发展，地质雷达资料的解释会更加精确，检测效果会更加明显，建议在顶管检测技术中推广。
2.2.5顶管法展望
经过最近几年非开挖技术的发展和应用来看，顶管法技术非常适合于城市排水管道的铺设、更换及修理。但在工程施工方面以及材料和设备的研究、施工部门等方面，我们还有很多的工作要做：
1）目前，我国的顶管法施工主要针对的是地下管线的铺设，随着社会科技与经济的发
展，地下管线的更换和修复工程也将会逐渐增多，这就要求研究人员加强对管线更换和修复方面的研究；
2）在人员组合上存在着失衡现象，缺乏懂得现代管理和经营的人员。增强施工人员的对顶管法的掌握度；
3）要增大对顶管法开挖设备的开发投入。由于大多数的顶管开挖设备大多采用德国、日本等发达国家的进口设备，所以要致力于使设备国产化；
4）使设计尺寸和施工设备模数化，设备能够被充分利用，促进顶管开挖的产业化；
5）应尽量成立明确的行业目录和行业主管部门；
6）在施工过程中，应充分重视采用信息化施工。严格执行对工程的监测，以便于指导施工，实施控制，防止施工事故的发生，并且能为今后的工程实践提供有价值的经验和第一
手资料。
3.结语
本文对开槽敷管法和顶管法进行了比较总结，并且针对顶管法的施工，阐述了顶管法施工速度与周围土体之间的相互影响，提出了：a.对减阻泥浆材料改进的设想，即可以在距离较长管道施工时能够减小顶进时的顶力；b.在施工过程中应推广地质雷达对所产生隐患的检测，并对顶管法未来的发展提出几个需要注意的问题。顶管法作为高新技术产业，既降低成本，又便利交通，将在未来的城市建设中担任重要的角色。
参考文献：
[1]陈家骏，非开挖技术在排水工程中的应用研究，申请同济大学工程硕士学位论文，2008-3
[2]王义强，顶管技术在管道施工中的应用，2006年第7期
【关键词】市政给排水；顶管技术；施工
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，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的应用。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。
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。
2.1.1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。
2.1.2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。
2.2顶管施工的前期准备
2.2.1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。
2.2.2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，必须在工作井安装洞口止水装置。
2.3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。
2.4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、正方形、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，与接收井间隔布置，间距与设计检查井间距一致，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。
3.顶管施工要点
（1）采用触变泥浆，向管道外壁压入一定量的减阻泥浆，在管道形成一个泥浆套，减小管节外壁和土层间的摩阻力，从而减小顶进时的顶力，泥浆套形成的好坏直接关系到减阻的效果。利用泥浆套的支承作用，减少粉质粘土坍塌，形成的地层流失，以控制地面沉降。对顶管机头尾端的压浆要紧随管道顶进同步压浆，在中继间和中部管节处须跟踪补浆，泥浆的实际用量要比理论用量大得多，一般可达到理论值的4～5倍。通过以上压浆措施，达到预期效果。
（2）顶进中须严格按设计线路顶进，可利用削土刀盘上可伸缩的超提刀，结合千斤顶编组进行纠偏。经常对顶进轴线进行测量，检查顶进轴线是否和设计轴线相吻合。在正常情况下，每顶进1节混凝土管节测量1次，在出洞、纠偏、到达终点前，适当增加测量次数。施工时还要经常对测量控制点进行复测，以保证测量的精度。通过及时纠偏，相邻管间错口
（3）洞口止水，顶管工程中，为使管子能顺利从工作井内出洞，一般采取工作井预留洞口比管节外径略大些（一般为100mm）的方式，顶进时此间隙需采取有效措施进行封闭，采用的洞口止水方法是在沉井制作时，预先在洞口预埋一个10mm厚钢法兰，在钢法兰上焊接螺栓，安装16mm厚橡胶法兰，用10mm厚钢压板压紧，在完成的顶管中，未发现地下水和泥砂流入工作井内，同时橡胶法兰和压板可以回收，效果很好。
（4）进出洞是顶管施工中的一道重要工序，因为穿墙后掘进机方向的准确与否将会给以后管道的方向控制和井内管节的拼装工作带来影响。穿墙时，首先，要防止井外的泥水大量涌入井内，严防塌方和流沙。其次，要使管道不偏离轴线，顶进方向要准确。
（5）在建筑物密集处和路面上须作监测布置，观测地表变形和土移，有效避免房屋开裂和路面沉降。
（6）顶进中遇障碍物后的顶进处理，成为困扰施工的难题，如突遇大量埋木、石块及老河道驳坎等等，都需现场研究给出解决的技术措施。
笔者在市政给排水施工中经常遇到截污干管顶管的工程，所以特举例说明，根据前期地质勘察与笔者的施工经验，顶管机头采用气压平衡水冲式机头进行施工，此机头运行较为稳定，对土体的破坏较轻。
4.截污干管顶管施工实例
4.1顶管施工工艺
采用3台150吨/台千斤顶作为主顶，千斤顶行程为1.6米。千斤顶动力由油泵提供。千斤顶后端用道木和分压环将反力均匀作用于工作井，前端顶进分压环，顶铁将顶力传至管节。分压环制作具有足够的刚性，与管端面接触相对平整，无变形。在长距离顶进过程中，当顶进阻力超过容许总顶力时，无法一次达到顶进距离时，须设置中继间分段接力顶进。
本顶管工程在顶进长度超过120米时，考虑在机头后设置一只中继间，并采用触变泥浆注浆工艺。管节接口主要由外套环（钢套环）橡胶止水带和软土衬垫组成。钢套环在加工处至现场运输吊装过程中不能变形，接口不损坏，以确保管节在对接过程中，橡胶带不移位、不翻转，确保管节的密封性。同时，钢环套在进场前还必须做好防腐处理。在长距离（大于100米）管道顶进过程中，必须采用注浆工艺，利用触变泥浆套减少顶进过程中管壁与土体之间的摩擦力，并填充流失的土体，减少土体变形、沉降和隔水。
4.2管道内管线的铺设
管道内的管线用钢架设置到混凝土管壁上，主要有通风管线和电源管线。施工中由于施工距离大于100米，且埋置管置较深，管道内氧气不足或产生有害气体，所以必须要安装换气系统。通风设施按施工要求用一台柴油空气压缩机将空气过滤，并传输到储气桶中，经过压缩把空气传送到管体的最前端，并将管体最前端的空气排出，这样就可以确保管内空气的含氧量达到施工要求，同时还可以进行气体的循环。电源管线在顶管施工中也起着非常重要的作用，施工过程中主要依靠电源作为动力用电和照明电。顶管施工的电源一般都依靠380V的动力电，所以管内的管线施工一定要做好二极保护和接地保护，这样可以防止人为事故的发生，电源位置也要处理妥当，并加设保护套。照明电要依据施工要求采用36V的低电压，因为管内空气湿度较大，为避免事故，灯具也要加装防水防爆装置。
5.结束语
顶管过程是一个复杂的力学过程，它涉及材料力学、岩土力学、流体力学、弹塑性力学等诸多学科。顶管施工技术是在不稳定及饱和土层中以最小的破坏和最大的保护环境的特点，解决了市政给排水网管的难题，顶管技术适用于各种复杂的城市地形，顶管技术的出现为建设和谐安宁的城市和加速城区建设创造了勃勃生机。
【参考文献】
目前天津市顶管施工大多采用两种方法，一种是采用土压平衡平衡式顶管掘进机，另一种采用泥水平衡式顶管掘进机。前者适应范围为φ1800~φ3000mm，而后者适应范围为φ400~φ1800mm，采用土压平衡顶管施工设备不能实现连续顶进，连续出土，而设备的利用率较低，而采用泥水平衡式顶管施工可以实现连续顶进，连续出土，而产生的泥浆有时无法处理，而施工还需考虑到现场水泥，地理条件，施工现场等情况，尤其小口径顶管大多在中心城区范围内地势窄小，而水资源又相对较贵，又不能开采地下水而影响周围建筑物，而采用泥水平衡式顶管施工大约出一方土而需20m3，所以地下每推进一立方将产生大约20多立方米的泥浆，所以在顶管范围内，如其在城市中心地应采用泥水，泥浆净化装置，这样可以起到叫泥和水分离，水可以再利用，泥可以装车拉出施工现场，可以充分利用施工作业面这样可以起到经济效益，社会效益、环境效益，降低了环境污染，采用此种方法施工，它的工艺流程简单且实用价值高。
二、国内外发展概况
在国外顶管技术的发展已有100多年的历史，有资料显示，国外的顶管技术较为标准化，系列化，而且设备成套产品多，设备规格齐全，例如：美国、德国、法国、日本，其顶管工程中，φ4000mm以下的混凝土管和其它管材多采用土压平衡式顶管掘进机，φ2000mm以下多采用泥水平衡式顶管掘进机，而4000mm以上多采用盾构机施工设备。在国内，目前研究顶管出土和弃土问题上海的专门研究机构多达十几家，主要解决如土压平衡的连续顶进，连续出土，和泥水平衡的泥水转换问题。如近几年研究出的螺旋输送机为柱塞式出土泵，风送出土机等，其目的是为了提高顶进效率，缩短工期，保护环境。
三、研究的目的及意义
城市顶管工程施工要求文明施工，节约能耗，安全生产，保护环境，保证施工质量，在项目施工中要贯彻始终，那么要实现在施工过程中能够及时发现问题，研究对策，从而研制开发引进并推广应用新技术，新工艺，新材料和新设备，以提高工程质量，降低施工成本，解放生产力，建成高效优质的精品工程，为企业实现社会效益和经济效益的双丰收，就显得尤为重要了。
1、 研究应用新技术可以充分保证工程质量，加快施工进度，解放生产力，提高工作效率，降低资源消耗，增强企业经济效益。
2、 研究应用新技术能够增强广大员工“科学技术是第一生产力”的思想志识，有利于企业上下形成一种重视科技工作的良好环境，可以为工程建设质量创优奠定良好的基础。
3、 研究应用新技术能够提高企业施工管理水平和企业员工整体科技素质，以增强企业在市场竞争中的实力，走不断创新的可持续发展道路。
4、 研究应用新技术可以使企业逐步积累复杂的工程施工经验和技术资料，为企业长远发展提供技术研究导向和技术实施保证。
四、研究的主要内容
国内采用泥水平衡式顶管掘进机的出土方式形式优缺点。
在顶管施工的分类中，把用水力切削泥土以及虽然采用机械切削泥土而采用水力输送弃土，同时有的利用泥水压力来平衡地下水压力的和土压力的这一类顶管形式都称为泥水式顶管施工。
泥水式顶管施工有以下优点
1、 适用的土质范围比较广，如在地下水压力很高以及变化范围较大的条件下，它也能适用。
2、 可有效地保持挖掘面的稳定，对所顶管子周围的土体扰动比较小。
3、 与其它类型顶管比较，泥水顶管施工时的总推力比较小，尤其是在粘土层，这表现得更为突出，所以，它适应于长距离顶管。
4、 工作坑内的作业环境比较好，作业也比较安全，由于它采用泥水管道输送弃土，不存在吊土，搬运土方等容易发生危险作业。它可以在大气常压下作业，也不存在采用气压顶管带来的各种问题及危及作业人员健康等问题。
5、 由于泥水输送弃土的作业是连续不断地进行的，所以它作业时的进度比较快。
泥水式顶管施工有一下缺点：
1、 弃土的运输和存放都比较困难，如果采用泥浆式运输，则运输成本高，且用水量也会增加。如果采用二次处理方法把泥水分离或让其自然沉淀、晾晒等则处理起来不仅麻烦，而且处理周期也比较长。
2、 所需的作业场地大，设备成本高。
3、 口径越大，它的泥水处理量也就越多，因此在闹市区进行大口径的泥水顶管施工是件非常困难的事，而且泥水一旦流入下水道以后易造成下水道堵塞。因此，在小口径顶管中采用泥水式比较理想的。
4、 如果采用泥水处理设备则往往噪音很大，对环境造成污染。
这里泥水处理是指泥水式顶管过程中排放出来的泥水的二次处理。既泥水分离，在粘土层中采用泥水式顶管施工时，要完全把水粘土在短时间内分离开来是件非常困难的事，在砂层中顶进时，要把水和砂完全分开就简单一些。因此，在泥水二次处理过程中，颗粒越大越容易处理而且对不同粒径的颗粒，应采用不同的处理方法。
五、研究方法与技术路线
鉴于泥水平衡式顶管掘进机在施工过程中存在的问题，依据不同专业进行技术分析研究落实。为了确保科技立项课题的研究顺利展开和成功完成，公司经理将设置专门的研究管理机构，对泥水平衡式顶管泥水分离净化装置的研究成立科研攻关小组，小组成员主要有项目经理、项目总工及技术质量，现场施工等管理人员组成，并聘请集团公司总工办的有关专家做技术顾问，针对科技立项课题将组织成员集中研讨，分析制定可实施方案，有计划、有步骤地展开创新性技术研究。
1、 针对实际工程难点和工艺操作难点，确定科研课题项目及技术主攻目标，做到方向明确化和目标具体化。
2、 依据新技术在工程中的应用情况，制定研究计划，确定研究步骤及具体实施时间，以保证成果的如期完成。
3、 组织各项相关专业的技术人员实地调研，参观学习和讨论分析，制定可行性技术实施方案。
4、 根据技术方案进行初试验并设有关专家做技术论证，实施可行方案，将新技术应与工程中。
5、 设置专职技术监督人员监控新技术的实施的全过程，随时发现新问题，随时解决攻克，并准确做好原始资料的详细记录。
6、 依据新技术实际应用情况，整理各项技术指标，数据记录，编写科研论文或技术报告。
六、项目研究过程
制约泥水平衡式顶管施工进程的一个主要因素是泥水处理。目前国内采用的泥水处理方法有，首先是沉淀池法，沉淀池法可以把泥水中一些较大的颗粒通过自然沉淀的方式沉于池底，只要抽去上层水或者用挖掘机挖去水下的沉淀物，就可以达到水土分离的目的，它是一种最简单、经济的泥水二次处理方法。如果让它沉淀时间延长些，可以处理10μm以上的颗粒，在一般情况下沉淀70μm以上的颗粒是不成问题的，它的缺点是占用施工场地面积比较大，而且随着所顶管径的增加而增大，这是因为它的沉降速度与沉淀池的表面积成正比，而与泥水的排量成反比，因此，大口径在狭窄的市区施工，若采用泥水式顶管就比较困难，另外一种方法叫振动泥水处理法，因为振动筛很少有单独使用。由于振动筛把较粗的颗粒，一般在1.0mm以上的颗粒分离出来，然后由旋流器把较细的颗粒分离出来，有时为了提高分离效果，可把两、三个旋流器串起来使用。既把前一级的旋流器排出的泥水作为下一级旋流器的进水，如果颗粒比较的细，分离出来的土的含水量比较高，还可以在其中提高一定比例的吸水剂，这种吸水剂可以吸去土中的水分，使原来流淌的土变成可运输的干土，以上是泥水处理最常见的两种方法，如果颗粒在0.07mm以下上述的两种方法无法满足施工的需要，因此选择新的泥水分离系统是当前采用泥水平衡顶管施工企业应尽快解决的棘手问题。
【关键词】：市政工程；存在问题；顶管技术；PDCA管理循环管理技术
[Abstract]: in recent years, with the development of our national economy, city in accelerating the pace of urbanization process, at the same time, in order to meet the needs of the investment environment of the city, the city's infrastructure construction has been improved, the transformation and the construction of municipal infrastructure also increased, due to construction of municipal infrastructure related to the basic livelihood of the people municipal engineering, quality assurance is essential, in the process of quality management, site management is the most complicated content, but the effect is the most obvious one link, this article on how to ensure the quality of the project, discussed in detail to strengthen field management, hope to the municipal engineering construction.
[keyword]: Municipal Engineering; problems; pipe jacking technology; management cycle of PDCA Technology
中图分类号： TU99文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
市政工程存在的普遍问题
（一）质量意识不强由于市政工程的特殊性，有些工程为了“献礼”或应付检查，往往重视工期而忽视质量，有时出现抢干和蛮干。各责任主体不严格执行强制性标准，或对强制性标准不熟悉。更有的人认为，道路工程、排水工程与结构安全无多大关系，大不了坏了再修，人为地降低了质量标准。市政工程施工技术资料与工程不同步，表格不统一，后补资料，甚至出现假资料。
（二）部分工程资金来源没有保证市政工程多为应付重点工陧，其资金多来源于地方财政，而且有时是先开工后立项，资金不落实就仓促上马，一旦资金出现缺口就没有保障，就会影响工程质量和工期，使工期一拖再拖，出现“胡子工程”。
（三）在市场规范化管理方面存在一些缺陷市政工程的业务多为政府或主管部门，有些单位由于自身的权力，不执行基本建建程序，不执行项目法人制、招投标制、工程监理制、合理管理制；有的工程开工多日还没有签订正式施工合同、监理合同；有的工里不办理规划许可证、工程质量监督手续和施工许可证，检查时补办，经常出现“三边工程”。
（四）参建各方质量行为不规范有些施工单位不具备相应资质，只好挂靠施工；有的以包代管，质保体系不健全；有的不按图纸施工，施工到哪儿就变更到哪儿；有的设计单位也不具备相应资质，只好挂靠或联名，因缺乏经验，不能解决施工中存在的阿一题，边施工边变更，有的施工完了变更才到，耽误了工期也造成了．浪费；部分监理单位也存在资质问题和缺乏专业人才，不能严格履行监理职责。
（五）监督处罚力度不够由于市政工程的业主多为建设行政主管部门，监督站是其下属，对一些违反《建设工程质量管理条例》及工程强制性标准的行为迁就的多，处罚的少，或由于处罚难以执行，就不处罚。低调处理助长了各责任主体违法、违规行为，监督站的权威性不能树立起来，违法、违规行为得不到遏止。
市政工程技术与管理方面的研究
（一）顶管技术
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
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。
（二）PDCA管理循环的基本内容
质量保证体系中的活动的全部过程,也就是质量计划的制订和组织实现的过程,它是反复按照PDCA的管理循环不停顿的周而复始的运转的。这里P表示计划(Plan),D表示实施(Do),C表示检查(Chock),A表示处理(Action)。PDCA循环是质量保证体系运转的基本方式,它反映了质量保证体系活动所应遵循的科学程序,PDCA循环划分为四个阶段。
1、计划阶段
第一阶段是计划阶段(即P阶段)。这一阶段的主要工作任务是制订质量管理目标、活动计划和管理项目的具体实施措施。这个阶段的具体工作步骤可以分为四步:第一步是分析现状,找出质量问题。首先,要分析企业范围的质量通病。也就是工程质量的常见病和多发病。其次是针对工程中的一些技术复杂、难度大、质量要求高的项目,以及新工艺、新技术、新结构、新材料的项目。要依据大量数据和情报资料,让数据说话,用数理统计方法分析、反应问题。第二步是分析产生质量问题的原因和影响因素。这就要有召开有关人员和有关问题的分析会议,绘制因果分析图。第三步是从各种原因和影响因素中找出影响质量的主要原因或影响因素。其方法有两种:一是利用数理统计方法和图表;二是由有关工程技术人员、生产管理人员和工人讨论确定,或者用投票的方式确定主要因素。第四步针对影响质量的主要因素制订改善质量的技术组织措施,提出措施执行计划,并预计效果。
2、实施阶段
第二阶段是实施阶段(即D阶段)。这阶段的主要工作任务是按照第一阶段制订的计划措施,组织各方面的力量分头去贯彻执行。这是管理循环的第五步,即执行措施和计划。首先要做好计划措施的交底和落实、落实包括组织落实、技术落实和物资落实。有关人员还要经过训练、实习、考核,达到要求后再执行。要依靠质量保证体系来保证质量计划的完成。
3、检查阶段
第三阶段是检查阶段(即c阶段)。这阶段的主要工作任务是对实施效果与预期目标对比,检查执行的情况,看是否达到了预期效果,并提出那些做对了,哪些没达到要求?哪些有效果,哪些还没有效果?再进一步找出问题。这是管理循环的第六步,即检查效果、发现问题。
4、处理阶段
第四阶段是处理阶段(即A阶段)。这阶段主要工作任务是对检查结果进行总结和处理。这阶段分为两步,也就是管理循环的第七、八步。第七步是总结经验,纳入标准。经过第六步检查后。明确有效果的措施,通过制订相应的工作文件、工艺规程、作业标准,以及各种质量管理的规章制度,总结好的经验,巩固成绩,防止问题再发生。第八步是把遗留问题转入下期循环。通过检查,找出效果还不明显,或效果还不符合要求的那些措施作为遗留问题,转入至下一管理循环,为下一期计划提供数据资料和依据。
参考文献：
[1] 孙志文.市政工程施工质量控制[J].黑龙江交通科技,2009(2):58～60.
关键词：市政道路;施工;非开挖技术;要点
随着城市化进程的不断加快，市政道路工程逐渐增多，市政道路管线分布日益复杂。这样一来市政道路施工中，如果采用“明挖施工法”不仅会影响人们日常生活，还会导致地表破坏，严重影响生态环境。另外，一些特殊地段并不适合使用明挖施工法进行施工。有鉴于此，非开挖技术就受到人们的关注与追捧。相较于明挖施工法来说，非开挖技术具有其无可比拟的优越性，不仅效率高、对环境影响小，还不会阻碍人们的日常生活，已经逐步成为现阶段市政道路施工中的热门技术。
一、非开挖技术在市政道路施工中的优势分析
（一）对交通影响较小
基本而言如果在市政道路施工中采用非开挖技术，基本上不会对交通出行产生过多影响。这样的优势在需要穿越河道、高速公路甚至铁路的道路上表现的更为明显。除此以外，非开挖技术因为工程量较小，不会影响人们的交通出行，更不会影响城市正常的管理秩序。
（二）地表影响范围和程度小
非开挖技术因为不用开挖土方，所以对于地面结构的破坏就可以忽略，这样一来在进行市政道路施工时就不会影响道路、基础设施建设以及各种绿化带等。相应的，不开挖或者少开挖自然不影响地表建筑的拆迁，无形中节省了一定的成本。
（三）对周边环境影响小
非开挖技术施工量较小，这样一来即便是在繁忙的商业地段也可以施工，对施工地段周边环境的影响较小。除此以外，市政道路施工中基本上不会产生大量的噪音和粉尘，能够有效的保障生态环境。
（四）效率高
非开挖技术因为工期较短，所以季节、气候变化对其影响较小。除此以外使用非开挖技术意味着自动化程度较高，所以一方面节省了成本，另一方面也提升了施工的效率。所以总的来说，使用非开挖技术可以有效提高市政道路施工的效率。
二、非开挖技术在市政道路施工中的应用
（一）市政道路施工中非开挖技术施工流程
一般来说施工前要将各种管线的具置充分考虑清楚，以便进行施工的曲线设计。对于非开挖技术来说，合理的钻孔曲线图是确保施工质量的关键。待该工作完成之后，就需要按照已经确定的钻孔曲线确定地面标注，以便修改地形管线图。随后设置工作坑，定位钻机。当钻机定位完成之后，需要事先进行试钻工作，确保工作坑与钻坑位置正确。上述工作完成后即可开始具体的非开挖施工工作，具体来说为导向孔的设置、连接管材，并要保证泥浆设备的正常。随后需要扩张钻孔，方便后续的管材的铺设。接下来的工作则是利用机械设备把已经连接好的管材拖入钻孔。需要注意的是，市政道路施工中必须严格按照非开挖技术的施工流程进行操作，否则可能导致工程质量下降。
（二）前期准备工作与注意事项
前期准备工作是保障非开挖技术顺利实施的前提。在准备工作阶段，必须做好资料的搜集与整理工作，以便充分掌握待施工路段的地质条件、水文条件以及管线的分布等资料。只有这些工作做完，才能确定非开挖技术具体的施工要求。
此外还需要合理选择施工中使用的钻机。在选择钻机时就会用到前面所收集到的各项资料。一般来说，钻机的不同类型受到市政道路施工规模的影响。
最后，施工之前必须严格检查所要使用的管材的质量，只有这样才能从源头上保证市政道路施工的质量。因为管材一旦铺设到地表以下，就很难再加以处理。这样一来，如果管材有问题势必影响非开挖技术的应用。不仅如此，施工前还需要检查管材连接部位，确保其坚固，确保管材不会因为拉拽的力度过大而断裂。
施工过程中要确保使用钻机的安全性，一般采取的方法是利用隔离带。当钻进时，应该严格依照曲线设计内容，有必要时可以将钻进轴线标注出来确保钻进的准确性。在地上阶段，钻进的角度、速度必须充分保证，可以借助人工引导的方式，提高其准确性，避免误差的出现。钻进时应该根据实际情况随时调整钻进的相关参数，保证钻孔的重要性。除此以外，调配泥浆时，也应该按照一定比例进行，需要保证泥浆的性能。处理管材时，要注意管材的质量，切忌用力过猛造成损害。
（三）市政道路施工中非开挖技术控制要点
导向孔位置需要根据轴线来确定，所以必须对轴线定位进行严格的测量，及时校正其中可能存在误差。为了保证导向孔钻进的科学、正确，需要利用设置在非开挖区域的导航设备将钻进信息及时反馈。只有这样才能保障导向孔依照曲线设计内容进行钻进。在钻进的过程中，要实时调整钻机的相关参数。也就是说，盲目信任准备时期所收集到的地质勘测情况是不可取的。施工时必须加大监控的力度，以避免突发状况的发生（泥浆漏失、钻压突变等），影响施工进度。如果在施工时发现存在这类问题，应该立即停止施工，并要求施工人员及时查明问题出现原因，如果问题较重还应该启动问责机制，追究相关人员的责任。只有问题得到解决之后才能接着进行施工。此外，还有一点需要注意，就是待导向孔钻进作业完成之后，要严格检查工作坑内入土口、出土口的相关参数，这样才能保证与设计要求相同。
结语：综上所述，非开挖技术因为对城市交通、城市地表影响小，施工范围和施工量较少并且其效率较高，已经逐步被应用到市政工程的方方面面。我们必须充分掌握非开挖技术的施工流程，并明白其中几个较为重要的质量控制点，只有这样才能保证市政道路施工中的效率和质量，为我国城市化发展带来做出贡献。
参考文献：
[1] 童艳. 非开挖技术在市政工程中的应用浅谈[J]. 建筑知识：学术刊. 2014
[2] 罗磊华. 刍议市政道路埋管施工中非开挖施工技术的应用[J]. 江西建材. 2014
关键词：地铁工程 供热工程 施工管理 总结体会
1.引言
西安地铁二号线渭河车辆段市政供热工程供热面积24.4万m2（含生活热水）及6t蒸汽用热（大架修生产用热），分为车辆段厂区9.9万m2（含预留的物资总库和厂架修库1万m2）及6t蒸汽用热、运营控制中心2.4万m2、员工公寓楼1.1万m2、渭河家苑住宅小区11万m2等四个部份，共设有2处换热站。供热一次主管网从城北热力公司主管网接出，沿文景路路东24m由南往北（距尚稷路265m）再转向东，沿出入段线北侧前行，在站场咽喉区框架涵北侧分支往南进信号楼西侧的2号换热站，往北途经渭河家苑西侧后北折平行于尚稷路向东敷设，经综合楼3区维修中心西侧南折进入1号换热站，管沟共计全长2230m，除一次、二次管网共同下穿站场框架涵进2号换热站采用架空外全部采用直埋敷设，共设20座热力检查井。1号换热站土建（综合楼、运用库、检修库等生产办公区）由中铁一院设计，1号换热站的设备和2号换热站（控制中心、公寓楼、渭河家苑小区由西北院设计）由西安市市热力公司的汇通设计院设计，换热设备均由市热力公司负责采购和安装。其中需要供热的综合楼和控制中心由中铁四局负责施工，运用库、检修库等生产办公区由中铁九局负责施工，公寓楼由西安市建筑总公司负责施工，渭河家苑住宅小区由中铁一局和中铁电气化局施工。针对地铁二号线渭河车辆段基本建设的管理和后期接手的市政供热工程，论文从施工进展、设计技术管理、施工组织管理、产权单位及接口协调管理等方面出发，对管理过程中发现的问题和存在的不足，进行了认真地回顾、总结和思考，以求为今后地铁车辆段及停车场等同类工程的建设、施工和管理提供有益的帮助和参考。
2.供热工程建设管理思考
2.1供热工程建设进展及现状
本供热工程在渭河车辆段2009年年初施工开始就已筹划，2009年8月4日地铁公司给市热力公司转发了“关于地铁二号线渭河车辆段供热工程有关问题的函”（市地铁函〔2009〕131号），列出了具体的供热需求及相关供热建筑的供热参数，并明确委托市热力公司承担该工程（一次网和换热站）的设计、施工、监理等具体工作。由于前期费用洽谈、工期筹划、设计配合、技术协调、施工管理等诸多因素的影响，市政供热工程迟迟没有提上真正的设计和建设日程，直到2010年8月才不得不开始加快供热工程的建设工作。
2010年9月我方就供热产能问题、热源选取、管位规划和审批手续、供热工程预算费用、相关设计的展开等积极与市热力公司进行了多次洽谈协商，直到2010年10月18日完成施工框架协议的签署、10月25日完成预付款的支付，市热力公司才真正开始启动设计及相关工作。因市热力公司属于市政单位，按其管理程序逐级进行安排和落实，11月份才正式全部启动热力管沟和换热站的土建施工，但是换热设备受热源形式的更改影响重新采购工作滞后较多。经参建各方积极协调和共同努力，2010年12月底前完成了1号换热站的主管网及1号换热站换热设备的安装，但由于受外部水电条件及段内二次热网的调试工作影响，直到2011年1月中下旬1号换热站才正式供热。2号换热站于2011年1月25日完成换热设备的安装和内循环调试，因受段内二次管网和电源接入影响，没有进行冷调试和热调试，2号换热站2010年度冬季采暖期未进行正式供暖。
2.2主要原因或存在的不足
2.2.1设计及技术管理方面
整个站场房建工程由两个设计院分别设计，在总体设计和工期筹划时没有将供热工程重点体现，同时没有对施工环境和设计边界条件充分考虑成熟，站场施工管理阶段也未能对供热工程进行重点分析并作出相应对策及作好充分衔接。
技术上没有对热源及蒸汽供热的产能不足现状作充分调研、对比和论证，简单地按运营提出的以蒸汽为热源的需求安排设计，热源形式一度在蒸汽、蒸汽和热水、热水之间徘徊，既影响供热管路的规划和设计，同时也对换热站的设备设计和选型影响很大，到2010年10月才最终明确调整为热水换热。没有提前充分考虑对换热站的外部接口需求及界面划分，如1号换热站和2号换热站土建设计时没有考虑好给排水的接驳，2号换热站没有电源设计接口，经协调才开始相应的设计工作。
二次热网下穿框架涵后进出2号换热站时设计的管沟太深，开挖施工和管道安装难度大，一定程度上影响了2号换热站供热管网的整体施工进度。
2.2.2外部协调管理方面
市热力公司作为市政单位，虽然具有一定的行业垄断的特点，但其下属的预算人员水平不高，不能如期提供能满足财政评审和合同谈判相关要求的供热工程预算费用书，而且对供热工程所提报的概算资料支线工程和热交换站费用报价相对较高，并要求承担首站改造分摊费和城市配套费。在费用洽谈时，总造价从最先的数千万元到最后支付1500万元预付款经历的时间达1个半月，而且签署的是先行实施管道和换热站的施工框架协议，影响了供热工程的整个进程推进。现场热力人员管理和技术力量相对薄弱，不能快速作出决择和安排，虽然安排了5个管道施工队、1个换热站土建施工队及1个换热设备安装队施工，但整体显得措施不力，协调与沟通不及时，等靠要思想严重，不能积极主动解决现场存在困难或问题，具体落实时效性较差，对施工进度有一定的影响。热力设计部门对现场管线布设踏勘、量测工作不细致，同时设计人员对绕行挡土墙和雨水泵房及下穿站场咽喉区框架涵时管线的布设方案没有充分综合考虑，与二次管网的避让处理也反反复复，经几次技术协调才确定最终具体架设方案。
2.2.3施工组织管理方面
设计和施工招标时没有整体考虑供热保障的施工衔接问题，对供热工程与运营人员进场入驻和办公的时间节点没有统一策划和协调好，没有充分认识到供热工程的重要性。供热工程的管理者变化调整多，从技术、前期部、项目管理部、工程处，几次易手，没有稳定专人，没有十分明确的职责权限和界面，也没有很好地执行工作交接制度，加上设计管理和自身管理都存在诸多不完善的因素，制约了供热工程的前进进程。前期个别施工单位现场管理经验不足，同时受站场综合管线图纸和管线信息不共享等因素影响，如施工临时围墙、临时活动房屋，搭设临时配电房、临时移栽树木时，均没有充分考虑综合管线和供热管线的管位，后期施工供热管道时协调难度加大，清除管位上的障碍困难。在检修库西端头北侧大门入口处，一次主管网需跨越沥青砼道路，为避免道路二次开挖，在道路路面形成之前按前期部要求进行了管道的预留预埋，因施工经验不足和专业设计之间未充分衔接，管道接口有偏差，部份管径及管位净距离不能满足实际需求，不得不部分重新开挖并加设工作井才完成了预埋管道段的管道施工；天然气的预埋管道因与热力管道净距离不足1.2m，天然气公司认为满足不了规范要求采取重新顶管施工，增加了施工费用。
综合楼处地下车库的坡道施工时因热力管位没有稳定，加上参建各方均未认识和估计到热力管沟的通过，未安排进行预留预埋管道，引起后期定向顶管施工，增加了施工费用。因控制中心在尚稷路上的大门开口未实施不能改移进出场道路，同时受控制中心、公寓楼及渭河家苑小区周边二次热网的定位和施工安排滞后制约，控制中心、公寓楼和渭河家苑小区共用道路处的热力管网一再推迟施工时间，很大程度上影响了1号换热站主管网的贯通。
渭河家苑住宅小区的规划建设没有与整个车辆段的建设做到同步，加上提出供热需求（含热水）较晚，影响了2号换热站的设计及二次管网的路径选择。住宅小区的建设管理对车辆段的建设没有充分发挥好配合作用，一定程度上也制约了供热工程的施工进程。车辆段段内二次热力管网施工时，建设及监理方对施工单位的进度管理显得有些松散，也影响了一次主管网的形成。
2.3几点体会和建议
（1）车辆段或停车场的建设管理要尽量归口于一个主管处室或部门，避免多头指挥，执行困难。同时主管处室（部门）要尽早安排能胜任外部协调并赋予一定职责权限的专人负责，对供热设计和施工进行总体协调和跟踪，定期组织进行交流和沟通，主管处室（部门）负责人和分管领导要定期或尽早在适当与必要的时候出面进行协调和沟通。
（2）工期策划、设计招标和施工图招标时要明确供热工程的重要性和节点工期，对于市政供热采用何种热源或者自行采用燃油燃气锅炉供热等均要在设计阶段进行充分调研和对比分析，提出切实可行的方案。
（3）可以通过招标方式确定专门的设计单位、综合管线专业监理，对整个站场、车站及全线进行管线综合，避免和减少差错漏碰等现象的出现。整个站场的管线综合原则上应安排一家单位来负责尽早综合设计，合理规划各专业管线，例如给排水可考虑永临结合，各工点单位或专业设计进行配合完成，尽量减少专业交叉和占用平面空间，使管网设置更加合理，同时最好同土建主体结构施工图一起出图，以便于施工组织。
（4）在设计审查过程中加大总体总包单位、咨询单位及地铁公司技术部门的参与深度，及时组织进行接驳接口施工技术交底与沟通协调，明确分界点及施工范围，督促各专业设计代表深入施工现场进行调查，对现场设计与接驳存在问题及时沟通处理，产权单位主要分管负责人应定期出面过问、检查、考核。
（5）如果采用城市集中供热，公司需要安排主管处室和专业人员同供热部门进行洽谈并尽早签署合同，明确设计、施工、监理的具体职责和内容，定期召开协调会落实相关事项，对供热部门也要依靠市委市政，政府来设置责任岗位、挂职负责，由监督监察部门加大参与跟踪力度，并与绩效考核挂钩。
（6）站场内的管网宜由一家单位负责整体协调施工，以减少中间环节，缩短协调时间并提高工作效率，避免和减少重复施工。同时在进行临时房屋、围墙道路等施工时，应结合综合管线图纸和施工经验，充分考虑，减少后期施工时对各种障碍的清除或迁移。
（7）督促监理单位加强对施工单位的管理，要让监理成为现场工程项目建设的管理核心，充分发挥监理单位的积极性和主观能动性，避免业主参与施工现场管理的深度过深、细节过细，从客观上实现监理监督管理的全面目标。
（8）本供热工程虽然已签订施工框架协议并在过程实施中，但项目的费用估算已超过招标相关规定要求，是否履行招标程序仍需要进一步协商或由公司领导明确。
3.结论
论文结合作者参与渭河车辆段基本建设的管理和后期接手的市政供热工程工程实际，从施工进展、设计技术管理、施工组织管理、产权单位及接口协调管理等方面出发，针对管理过程中发现的问题和存在的不足，从设计及技术管理、外部协调管理和施工组织管理等方面进行了认真地回顾、总结和思考，在此基础上提出在车辆段或停车场的建设管理方面要归口明确，避免多头指挥，执行困难；同时对工期策划、设计招标和施工图招标时要明确供热工程的重要性和节点工期，对于市政供热采用何种热源或者自行采用燃油燃气锅炉供热等均要在设计阶段进行充分调研和对比分析，提出切实可行的方案；对站场内的管网宜由一家单位负责整体协调施工，以减少中间环节，缩短协调时间并提高工作效率，避免和减少重复施工等具体措施，为今后地铁车辆段及停车场等同类工程的建设、施工和管理提供了有益的参考资料。
参考文献：
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