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市政污水管道施工中顶管技术的应用王粟慧

发表时间：2020/9/24 来源：《基层建设》2020年第17期作者：王粟慧

[导读] 摘要：随着时代的进步，市政工程也而蓬勃发展起来。顶管技术以其施工影响少、环境破坏小、施工工期短、综合成本低等优点在地下给排水管道工程中得到广泛应用。

        身份证号码：45033019861015xxxx
        摘要：随着时代的进步，市政工程也而蓬勃发展起来。顶管技术以其施工影响少、环境破坏小、施工工期短、综合成本低等优点在地下给排水管道工程中得到广泛应用。结合工程案例，介绍顶管技术的施工工艺，并基于施工流程详细论述了顶管施工过程中质量控制要点，为顶管施工提供相关施工经验和参考价值。
        关键词：市政污水管道；顶管技术；应用
        引言
        就我国的实际背景而言，顶管技术的市场潜力和现代化技术的改良具有密不可分的联系，因此顶管技术获得了巨大的发展空间。随着我国地下管网进一步的发展，该项技术又有益地促进了社会资源的最大化利用，然而在加大该项技术规模建立的同时，该项工程所带来的社会隐患进一步加深。施工单位应当着手于顶管技术，促进市政工程迎来一个更新的格局。
        1顶管技术概述
        顶管技术是在市政管道建设施工中一项非开挖掘进式的施工技术。考虑到对地下障碍物、重要建筑物和对周围环境的影响，顶管技术的研究开发对解决该问题起到了重要的作用。顶管技术的优点是减少施工噪声对周围环境的影响，能够深入地下工作，但由于研发成本高，顶管会加大整个工程造价的投入，延长施工时间。顶管施工针对不同的地质条件和施工条件，有不同的施工方式，但施工原理基本一致:将顶管机安装于垂直地面，利用高压液压千斤顶辅助施工，向地下顶入所需施工材料和管道。所以顶管机和相应的辅助设备的匹配，是保证市政污水管道施工顺利进行的前提。
        2顶管技术在市政污水管道施工中的应用
        2.1工作井施工
        工作井采用沉井法施工，所有沉井均分为两节制作，两次下沉。基于地勘报告，工作井施工前必须对井位周边进行地质改良，避免工作井施工引起地表沉降、本工程地质改良采用双管高压旋喷桩施工工艺。在施工中，出现了冒浆过大等异常现象，对此对发生原因进行了及时查明并采取了措施，如改变旋喷压力，并适当缩小喷嘴孔径等，消除了该问题的发生。
        2.2顶管施工
        2.2.1施工准备与施工方法
        开工前仔细掌握图纸，再对顶管轴线实施定位，进行工作坑放样与高程的准确测量。以已经完成施放的轴线和平面位置为依据，进行导轨的预埋，两条导轨之间的距离按0.7m控制。完成对轨道的安装之后，对设备进行安装调试，并于沉井上进行各类设备的安装施工。在混凝土底板实际强度满足要求后，正式开始顶管。
        2.2.2管道顶进
        开挖采用人工完成，而顶管则主要采用机械进行，对第一节顶管进行安放时，需要对管道的轴线及高程进行认真复核，确认无误后，开始顶管。在不容易产生扰动，且视线清晰的位置设置控制点，同时予以有效保护。（1）顶管的工艺流程为：围挡施工→人工开挖→平台搭设、起重设备就位、支架搭设→人工开挖→顶管机械就位→顶管施工→井身砌筑→支撑拆除→管道清理和打口。（2）施工测量：施工开始前对管线情况进行调查，确定并检查管线所在位置和高程。现场的测量人员必须持证上岗，所设水准点必须在闭合以后才可以使用。（3）后背安装：和墙壁紧贴，浇筑混凝土，浇筑完成后贴钢板，平面和管道的中心线必须保持垂直。顶力设备采用油压千斤顶，其行程应达到700mm以上。以顶力为依据进行计算，设置两台千斤顶，和管道的中心线呈对称形式布置。施工过程中，顶力要控制在5000kN以内。

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（4）导轨安装：导轨为140槽钢，宽度根据顶管直径确定，高程采用水准点进行测设。导轨的底部与两侧均使用槽钢进行焊接加固。（5）管前开挖和顶进施工。顶管偏差高程不能超过+1cm与-2cm，开挖长度通常为30cm，要控制在50cm以内。顶管的上部可以超挖3cm，但管壁和土基面必须保持吻合。在工作坑中设置两个可以校准的中心点及水准点，施工过程中要对其进行妥善保护，避免发生碰撞。顶进过程中应连续施工，避免由于中途停止而增大摩擦力，导致顶进无法进行。如果遇到以下情况，必须停止顶进，立即采取有效措施进行处理，管道前方产生塌方；后背发生倾斜或产生严重的变形；顶铁变形，出现很大的错位，而且无法进行校正；顶力超过预计等。（6）清理收尾。在完成顶管之后，积极组织相关里相对管道进行清理。将临时设置的砖挡墙拆除，进行流槽的浇筑与二次混凝土安装盖板，进行土方回填，使地面恢复到自然的标高。（7）质量要求。顶管时允许偏差按要求控制。顶管位置准确，不偏移，管节没有错口，底部设有一定坡度，没有倒落水。接口环和灌缝正对，并和管外周紧贴，端部垫板设置牢固，无脱落。各段管节上没有裂缝和渗水，且管道中没有泥土与建筑垃圾。
        2.3长距离顶进技术
        （1）中继间顶进。本工程管线顶进距离为3.2km，因此为了实现长距离顶进，在顶管顶进一段距离后，需要安装中继间。本工程中继间采用组合式中继间形式，此种形式中继间在贯通后可直接闭合到位，不需要二次浇筑混凝土，该结构主要由前端管节（钢制外壳）、后端管节、液压油缸、油缸支架、密封圈及压环、反力架、液压站以及远程控制系统构成。中继间安装包括地面组装和井下安装两部分。首先将中继间液压油缸、支架、油管、密封圈及压环安装到前端管节的钢制壳体内。吊装下井安装前，将井内管节顶进到位，使管节露出密封部分不大于50cm，为中继间安装提供充足的安装空间。然后将前端管节吊装入井，并将其与前一根管节插接，最后将后端管节吊装入井，与前端管节插接。中继间的工作顺序是：第一套中继间顶完后卸油压开始第二套中继间顶进，其后的中继间依次顶进，最后竖井内主顶顶进完毕，开始新一轮的循环顶进。（2）泥浆套顶进。为了减少管壁与土壁之间的摩擦阻力，本工程采用泥浆套顶进。顶管顶进润滑注浆遵循“先注后顶、随注随顶、及时补浆”原则。顶管机尾部后0～20m内的顶管隧道充分注浆，以形成一个稳定、完整的泥浆套。之后管节注入的泥浆是用以不断补充，使浆套保持连续。顶管机尾部后0-20m内的顶管隧道同步注浆量通常为地层间隙的2-3倍，其后面的同步注浆量为1.5-2倍。注浆压力应大于水土压力0.01-0.02MPa，应保持填充状态，而不是劈裂状态。浆液由制浆机拌制，随即储存到储浆罐中，然后利用注浆泵通过膨润土管路从地面输送至隧道内各注浆站，注浆站将浆液分配到根注浆管内，相应地通过管节的4个注浆孔注入地层。注浆站阀门由压缩空气控制开启，并通过控制电缆与控制台建立通信，实现远程控制。
        结语
        随着城市基础设施建设的不断完善，市政污水管道建设作为市政建设重要的基础建设日益得到重视。污水管道工程较复杂，影响因素较多，需要根据施工要求，选择合理的施工技术。顶管技术不仅在一定程度上解决了施工过程中常见问题，还对周围环境起到了一定的保护作用，提高了的施工质量，延长了工程使用寿命，为了市政道路的整个工程建设提供了保障。
        参考文献
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