广东省构建工程建设有限公司
摘要：顶管施工技术在市政管网施工中有着重要的作用，特别是穿河管道施工必须熟练地掌握顶管施工技术，做好沉降观测，减少对既有河道的影响。本文对泥水平衡式顶管法在市政污水管道施工中的应用进行了分析探讨，仅供参考。
关键词：泥水平衡式顶管法；市政；污水管道施工
引言
泥水平衡式顶管施工方法已经在我国得到了广泛地使用。该方法在作业过程是不间断的，所以施工的速度比较快。另外，该施工方法有利于对环境的保护，也不会伤害到施工人员，同时避免已建道路的二次破坏。是非常值得推广的一种污水管道施工技术。
一、工程概况
汕头市练江流域潮南区陇田、陈店、司马浦污水处理厂及管网工程——司马浦镇污水项目包括1座2.0万m3/d污水处理厂和77.48km排水管道，造价8.26亿元，其中主管21.4km，顶管采用管径d1000、III级钢筋砼管、C 型钢承口接口，涵盖14个村片，服务范围包括司马浦镇及两英镇部分区域，总服务面积约32km2。该项目是18年中央环保督察组开展“回头看”时通报练江流域治污“光说不练”、“又黑又臭”环境整治工程之一。
二、施工工艺概述
泥水平衡式顶管施工工艺的核心包括以下几点：
○1.泥浆的形成。泥水平衡式顶管机械的刀盘与主轴之间存在一个偏心距，中心刀、刀排以及切削刀刀具刀头与主轴在结构上是同心的。大块的砂岩颗粒被切削下来之后会在破碎腔内形成细小的砂岩颗粒物，然后这些颗粒物会从格栅孔中穿过进入到泥水仓。非常关键的一点是，那些被切削下来的大块砂岩在被破碎成细小的颗粒物之前不会直接进入到设备的泥水仓，这样排泥管就不会被堵塞。
○2.工作原理。该施工技术的工作原理是泥水平衡原理。其在施工过程中主要是保证泥水仓内舱内压力处在一个平衡态下。要达到这一目的，就必须控制好机器的泥水送排量，机器的顶进速度在这一过程中变得尤其重要。
○3.在施工过程中，随着泥水量的增大会出现顶力不够的问题，中继间接力顶进是解决该问题的方法，其原理是中继环在管道内可以有效减少摩擦阻力，从而相对的相对地增加中继间有千斤顶组，这些千斤顶把后管道作为支撑点，高压油路为其提供顶力，这些顶力被施加在前管道，按照这种方法，可以对管道实现分段推进，将管道分段组合在一起，也就形成了长距离的顶管施工作业。
○4.在顶管过程中一定要注意对顶管的减阻作用，此过程中是通过泥浆来减少阻力的，其原理是把泥浆压注到管压铸外壁上，从而起到润滑的作用。
三、泥水平衡式顶管法分析
微型掘进机被主顶油缸向前推进，掘进机头进入止水圈，穿过土层到达接收井，电动机提供能量，转动切削刀盘，通过切削刀盘进入土层。挖掘的土质，石块等在转动的切削刀盘内被刀具碎，然后进入泥水舱，在那里与泥浆混合，最后通过泥浆系统的排泥由排泥泵输送至地面上。在挖掘过程中，采用复杂的土压平衡装置来维持水土平衡，以至始终处于主动与被动土压之间，达到消除地面的沉降和隆起的效果。掘进机完全进入土层以后，电缆、泥浆管被拆除，吊下第一节顶进管，它被推到掘进机的尾套处，与掘进头连接管顶进以后，挖掘终止、液压慢慢收回，另一节管道又吊入井内，套在第一节管道后方，连接在一起，重新顶进，这个过程不断重复，直到所有管道被顶入土层完毕，完成一条永久性的地下管道。
四、泥水平衡式顶管法在市政污水管道施工中的具体应用
1.施工步骤
首先，测量引点；其次，上述工作结束后开始进行工作井施工；再次，对具体位置进行测量放样；第四，对有关设备进行安装，比如液压系统等；第五，开始着手安装地面辅助设备；第六，将所有的顶管掘进机都放置到指定位置，等待下一步施工使用；第七，依照有关要求对激光经纬仪进行相应的安装；第八，掘进机开始出工作坑，而后开始顶进；第九，顶管机要进入到接受坑中。
2.具体应用要点
2.1做好顶力的计算
通常情况下，顶管单元长度都需要按照设计图纸中的要求来确定，确定时还需要考虑其他方面的因素，比如井室的具体位置、开挖工作坑所处的具体条件等。因为本工程中所有的土质参数没有明显的差异，在进行顶力计算时只需要从各种不同管径中，考虑最大管径以及最大单元长度即可计算出所需要的顶力数值。
2.2做好地面准备工作
在开始正式施工之前，施工人员需要根据施工规范对水、电等以及其他设备进行安装，重点安装照明设备。依据本工程的需求，施工过程中所使用的发电机组选择150kw即可。施工中所需要的水需要从其他区域调运，因此施工现场要预先修建出一条便车道，以便能够确保所有的运输车辆快速有效的进有效地进入地。此外，施工人员还应该将毛渣石所需要的场平都完全铺设好。留出一定的空间以便放置相关物质，如施工材料、施工机械工具等。
施工开始前，所有施工材料、机械设备以及其他用具都要准确齐全，避免因为这些因素而影响施工进程。管节要留有一定的余量，以便能够在紧急情况下使用。井上以及井下都要构建一个测量控制网，待通过复核上报工程监理人员就可以使用。
2.3做好井内布置工作
井下布置工作内容非常多，其中比较重要的有后靠背、油泵动力站等。顶管基座通常情况下都会选择应用钢结构预制构件，而其具体位置则需要施工人员按照设计图纸中所标出的轴线来进行放样，切忌出现误差。安装顶管基座时，施工人员要按照测量放样中的具体规定来找准蓟县，逐步吊入到井下待其完全就位后再安装固定。导轨主要是处在基座之上，施工人员需要依照设计轴线来进行安装，安装时通常都放置到实测洞门口中心处，为了保证导轨安全稳定，施工人员要设置支撑，使其更加牢固，确保基座不出现任何的变形。
2.4后座墙结构施工
后座墙也可以称之为后背墙，其主要功能就是在管道顶进时，能够为千斤顶提供一定的反作用力，以便千斤顶能够发挥作用。施工期间必须保证后座墙稳定不允许出现任何的损坏，否则顶进工程将会被迫停顿。后座墙具体规划方案需要按照设计规范来确定，这一施工环节非常重要，相当于顶力计算，因此施工人员必须要多加重视。
影响顶力的因素甚多，可分为客观因素及主观因素两类。客观因素包括管材种类、管径大小、顶距长短、覆土厚度、土的种类、地下水位、管节重量等，主观因素包括操作误差、顶进方法、中途停工与否、是否采用润滑剂等。影响顶进力的客观因素在其他章节已经做了介绍。现在主要讨论影响后座墙强度的主观因素。
（1）顶进误差。在顶进过程中，由于土质、设备的操作等原因，导致管子的方向或高程出与偏差，这种偏差称为顶进误差，简称误差。这种误差将导致顶力增加。技术熟练的工人应既能采取措施防止误差的出现，又能及时发现误差的趋势而加以校正，使误差发展不致过大，井保持在容许范围以内，顶力即使增加也不显著。否则，当误差出现时，校正易操之过急而造成管线上出现折线段、错口等现象，从而导致顶力不断增加，使后座墙遭到破坏。
（2）中途停工。顶进作业一开始，中途就不能停顿。如果停止一段时间后再顶进，其起始顶力要大大超过停工前的顶力。这主要是由于停工时间过长，使管顶土层坍落的缘故。在地下水位以下顶进时，因停顶而使液化的粉细砂将管周围包裹起来，顶力也会大大增加，如果度，此时就不能再顶进，必须对后座墙进行加固后方可再顶进。另外，在顶进过程是否采用注浆润滑措施，对顶力的影响甚大。如采用注浆润滑，施工中的顶进阻力将减小很多。
结语
在市政污水管道工程中运用泥水平衡式顶管法，该方法实施确保项目按时完成，实现水体水质稳定达到地表水环境质量V类标准，水质稳定达到地表水环境质量Ⅳ类标准，基本实现水体透明度大大提升，溶解氧不低于2.0mg/L，无明显异味，大大提高了生活环境。在开始施工之前，应该做好各项准备工作。在具体的施工过程中，施工人员应该根据工程计划进行操作，不应该有违规方面的工作。
泥水平衡式顶管法在中国的运用时间比较短，这项施工技术仍然有很大的发展空间。因此，施工人员应该不断总结实践经验，努力完善施工技术，保证工程质量。
参考文献：
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