給排水管道工程中頂管施工技術的探討

1、給排水管道工程中頂管施工技術的探討論文導讀：某給排水施工項目位于開發(fā)區(qū)內，頂管工程全長215.5m，工作井處左側為某建筑工地，右側為居民樓，接收井處左側為醫(yī)院，右側為空地，地下有污水、雨水、電話、上水四道管線。關鍵詞：排水管，頂管技術，施工某給排水施工項目位于開發(fā)區(qū)內，頂管工程全長215.5m，工作井處左側為某建筑工地，右側為居民樓，接收井處左側為醫(yī)院，右側為空地，地下有污水、雨水、電話、上水四道管線。1.施工準備1.1頂管機頭選擇根據(jù)土質和施工環(huán)境條件，同時考慮到頂管距離、頂管施工排土、施工時地面沉降控制難易程度等，頂管機頭選型為：1000管和1350管,采用泥水平衡頂管機，1650管采用土

2、壓平衡頂管機。1.2頂管總推力計算掘進機頭迎面阻力F0經計算機頭切削面泥水壓上限值和下限值分別為:機頭土艙實際控制值應介于理論計算值的上下限之間。如設定值為：1000管機頭：110KPa 上限值130KPa1350管機頭：115KPa 上限值135KPa1650管機頭：125KPa 上限值145KPa此時機頭迎面阻力按式F0=1/4D2Pmax計算，則有：F0（1000管機頭，外經1.24m）157KNF0（1350管機頭，外經1.65m）289KNF0（1650管機頭，外經2.07m）488KN管道的綜合阻力F1F1DL考慮施工時實測管壁外周摩阻力值，在管壁外側同步注入觸變泥漿情況下，平均值

3、均為4KNm2，故取此值。1.3洞口地基加固在洞口圍護樁外圈增加一排水泥土攪拌樁，與圍護結構同時施工，該排樁寬度比洞口寬度大3m，深度比洞口下沿深4m，施工方法與洞口水泥土攪拌樁類同。2.施工技術2.1頂進施工2.1.1 注漿減摩在頂管頂進過程中為使管壁外周形成的泥漿環(huán)始終起到支承土體和減阻作用，在中繼環(huán)和管道的適當點位還必須進行跟蹤補漿，以補充在頂進過程中的觸變泥漿損失量。一般壓漿量為管道外周環(huán)形空隙的1.52.0倍。要達到以上的效果，壓漿不僅要及時和適量，還必須在適當?shù)膲毫ο掠蛇m當?shù)狞c位和正確的方法向管外壓注。壓漿壓力應根據(jù)管道深度H和土的天然重度而定，一般為23H。2.1.2注漿孔布置注

4、漿砼管的安排：在掘進機頭后連續(xù)放4節(jié)有注漿孔的砼管子，然后隔2節(jié)管子放1節(jié)有注漿孔的管子，這樣放設4節(jié)帶注漿孔的管子后，每隔6節(jié)管子安放一節(jié)有注漿孔的管子，在中繼環(huán)前后各連續(xù)放3節(jié)管子。每節(jié)帶注漿孔的管子設1個補漿斷面共4個注漿孔，均勻布置。帶孔管1個補漿斷面上的4孔為對稱布置，但安裝時不能將注漿孔按水平軸、豎垂軸這樣的狀態(tài)布置，左扭轉22.540，前后相鄰帶孔管上的注漿孔扭轉至孔位相差45左右。2.1.3泥漿施工由于頂管機頭外周空隙是壓漿的主要部位，施工中采取同步注漿方式，即在機頭被頂進過程中所有補漿管路關閉，只開通注漿管路，注漿量要根據(jù)機頭型式具體情況具體確定，主要以壓力控制，約為0.20

5、.3MPa（太高的壓力會產生觸變泥漿向機頭前端泥土倉（泥水倉）內串聚，使機頭段周圍泥土在泥漿液壓的作用下形成一定的空隙容納觸變泥漿。在后續(xù)管道的四周泥漿套，由于可能產生的局部漏失，泥漿微粒滲入土體空隙內，管壁的拖動作用等原因，使局部泥漿套厚度變薄，甚至消失，難以始終起到支承土體和減阻的作用，就需要進行跟蹤補漿。補漿按順序進行，定量壓注每班不少于2次。洞口注漿壓力和注漿量根據(jù)洞口止水裝置情況實際確定?？傊┕ぶ袘獔猿帧跋葔汉箜?、隨頂隨壓，及時補漿”的原則。2.1.4泥漿置換在頂管結束后，立即用純水泥漿置換膨潤土泥漿，水泥漿水灰比為0.4，置換量約為：1000管：0.12m3/m1650管：0.

6、20m3/m2.1.5排泥系統(tǒng)與棄土泥水式盾構排泥管與機頭輸泥泵出泥口口徑相同，管節(jié)接頭采用卡箍式活絡接頭，在中繼間處用高壓橡膠波紋管過渡，以適應中繼間的伸縮。泥水輸送距離較遠的頂管區(qū)段（150m）在工作井底增設一臺管道泵串聯(lián)在管道線路中接力輸送泥水提升至地面沉淀箱內。論文參考網(wǎng)。直徑較大（1650管）的頂管，由于采用泥土平衡式機頭，頂管距離全長為71m，故本工程中間采用手推車將土從管道內運至工作井內，再由起重機將手推車吊運出井。輸泥泵輸出的泥水被泵送到地面上的5只儲泥箱（每只容積8m3）內，經沉淀后（除泥漿被調配改良后返回到泥水倉繼續(xù)使用）的稠泥漿通過密封車外運、小車運出的土方，在工作井附近

7、設土方臨時堆場，晚上用土方車外運。2.2管道接口施工接口是頂管工程的關鍵部分，保證做好接口部分是頂管工程成敗的關鍵，因此對組成接口的每一部分都必須嚴格遵照有關規(guī)程的要求逐一分別嚴格制作。2.3頂管機頭出洞與防旋措施頂管機頭出洞的步驟是：機頭被主頂頂入洞口止水鋼橡護套內，穿過內襯砼墻，旋轉切刀切削洞前攪拌水泥土加固土體，主頂回縮，加裝砼管，主頂頂進送機頭出洞進入自然土層。頂管機頭穿過加固土體后，正面即受到約0.12MPa以上的水土壓力，使頂進機頭后退力約140KN，因此當千斤頂縮回安裝管子之前必須作臨時支撐。機頭正面承受的140KN的退縮力需要頂入4節(jié)管子后產生的摩阻力才能被平衡掉，因此在出洞施

8、工中必須按防退要求周密考慮安排施工。4節(jié)管子頂入后不再安裝臨時支撐，但洞口附近管子由于管接縫受到地下水的壓力仍有被推出的可能。因此必須在靠洞口的管縫間安裝臨時連接鋼板，防止收回千斤頂后管子后退而使管縫脫開。為了防止頂管機出洞時產生磕頭現(xiàn)象，應在洞口下部制作一塊素砼托板。當頂管機頭開始切削攪拌水泥土體時，推進速度應較慢。因為機頭在一定的坡度上且土體面不平整等原因，開始切削的土體只是斷面的一部分，而且頂管機只靠機殼與導軌之間的摩擦力來承受切削的反力矩，如推進速度過快，有可能刀盤不轉而機身轉，因此，設置防旋轉措施很有必要。防旋措施之一就是在機身和洞口上各焊一環(huán)，之間用5t手拉葫蘆連接起來，用以承受頂

9、管機切削的反力矩。頂管機出洞的推進過程是一個泥水平衡建立的過程（對泥水壓平衡機頭而言）。泥水機頭施工前，必須有一定粘度的、足夠量的泥水供應，在泥漿槽里第一次準備的泥漿量應有5m3。機頭在出洞段施工中，開始時由于處于水泥土加固區(qū)域，在不影響泥水系統(tǒng)正常輸送平衡條件下，切口水壓較低。論文參考網(wǎng)。當機頭穿越加固區(qū)后，隨著頂進距離增長，必須提高切口水壓達到正?？刂茽顟B(tài)。2.4機頭糾偏操作頂進糾偏普遍采用調整糾偏千斤頂?shù)木幗M操作，若管道偏左側千斤頂采用左伸縮方法，反之亦然。如同時有高程和方向偏差，先應糾正偏差大的一面。頂進中發(fā)生頂管機頭旋轉時應采取措施防止偏轉擴大，常用措施為改變切削刀盤的轉動方向和在管

10、內的相反方面增加壓重塊直至正常。2.5頂管機頭進洞段施工2.5.1接收井準備接收井施工完成后，必須對洞內的方位測量確認，根據(jù)實際標高安裝機頭接收基座，并配備拔提接收井洞口H型鋼的機械設備。論文參考網(wǎng)。2.5.2機頭姿態(tài)的復測頂管貫通前的測量是復合機頭所處的方位，確認機頭狀態(tài)、評估機頭進洞時的姿態(tài)和擬訂機頭進洞的施工軸線及施工方案等的重要依據(jù)，必須使頂管機在此階段的施工中始終按預定的方案實施，以良好的姿態(tài)進洞，正確無誤地座落到接收井的基座上。2.5.3接收井洞口臨時支護為了頂管機頭快速進洞，又不致于出現(xiàn)施工風險，擬將洞口H型鋼在機頭靠近接收井前便進行拔提，讓出洞口位置，封內襯洞口的磚砌體不拆，在洞口處砼內側連同磚砌體采用16厚鋼板臨時封擋，并用鋼管水平支撐桿撐住，以抵抗機頭進洞前洞口截面土體的水平推力。2.5.4機頭進洞當機頭接近洞內時，保持好頂進時的泥土壓力在0.1MPa左右，在距洞口磚墻前0.5m左右時，停止前進，拆除內側臨時封擋。當封擋拆除后應迅速、連續(xù)頂進管節(jié)，盡可能縮短機頭進洞時間，讓機頭破開封洞磚砌墻，在充水水囊的止水狀態(tài)下完成安全進洞。3.結束語本工程采用頂管施工方法，