機械頂管技術在市政污水處理項目中的應用

王紀波

（廣西柳州興科建筑試驗研究所有限責任公司　廣西　柳州　545002）

機械頂管技術在市政污水處理項目中的應用

王紀波

（廣西柳州興科建筑試驗研究所有限責任公司廣西柳州545002）

根據實際情況，分析相應的污水管網高新區污水管工程部分路段采用機械頂管處理工作案例。在上述的基礎上分析其特點，該項工程案例具有距離短、深度淺、工期緊以及難度大等多種特點，所以，本文按照筆者的施工經驗，總結得到最好是使用偏心破碎泥水平衡頂管掘進機方法，同時跟注漿減磨技術、管口對接技術、頂進控制技術以以及相應的應急技術措施等進行完美的結合，有利于對機械頂管施工的安全性、科學性提高相應的保障，不僅如此還可以有效的提升質量，促使施工進度順利完成。

機械頂管技術；市政；污水處理項目

1　前言

本次研究選取南寧市江北片污水管網高新區的污水管工程作為分析案例，該工程分布在豐達路、高新路以及科園東十一路等路段（如圖1）。該管線總長度長達11941m，按照相應的設計圖紙污水管道工程地質勘察報告分析結果的得到，頂管穿越土層一般由紅粘土部分構成。在施工之前需要嚴謹的分析施工現場的實際地形以及地貌。不僅如此還要進一步分析周邊建筑物以及地下管線分布位置等實際特點，跟工程范圍內實際的水文地質情況進行有效的結合，本次研究選擇使用機械頂管方法對部分路段進行有效的分析以及處理。

圖1　南寧市江北片污水管網高新區的污水管工程紅粘土情況

2　機械頂管基本原理以及相應的技術特征

機械頂管實質上指的是通過主頂油缸以及中繼間頂進力的使用，促使工具管或者是掘進機穿過工作坑直土層頂進直到接收坑后將其吊起來，之后把在兩個工作坑之間完成管道埋設的施工技術類型，其主要包括以下幾個部分：氣壓、土壓、泥水等。泥水平衡頂管則指的是通過水力、機械力等外力的作用，對泥土進行切削之后將其輸送棄土，最后使用泥水的壓力來有效的制衡地下水的壓力。壓力機械頂管技術重要的基本原理指的是：泥水完成一定壓力的儲存，同時將其置于泥水倉中，促使挖掘面的表層形成一個不透水的泥膜，通過泥膜的使用可以有效的阻止泥水滲透到挖掘面內部，同時可以有效的保證挖掘面整體的穩定性。與此同時，需要從根本上依賴于泥水本身的壓力來有效的制衡地下水壓力以及土壓力。所以機械頂管施工技術主要有以下幾點特點：①是施工區域不夠寬敞，一般是較為狹窄的，機頭調運的空間較小，但是調運的次數較多。②頂管區會覆蓋著一定厚度的土淺。

3　頂管掘進機的選型工作分析

本次選取的項目過程對于施工的安全性以及施工質量跟工期等方面均具有非常嚴格的標準，分析實際情況之后，結合相應額施工經驗以及成功技術，決定使用NDP-B1000型、NPD-B800型以及NPD-B500型的偏心破碎泥水平衡頂管掘機。偏心破碎泥水平衡頂管掘機主要有以下幾個特點：①可以很好的滿足砂土、卵石土、粘質土以及軟巖等多種土質條件的要求，不僅如此還可以有效的滿足本工程機械頂管相應的施工標準。②需要有效的配置頂管機、泥水循環系統、泥水分離系統以及主千斤頂成套系統等，在上述的條件下，不僅能夠有效的構成操作靈活的、密封性好的分離系統，還可以有效的節約重要的安裝空間。③通過地面遙控操作系統的使用，就可以通過控制臺的使用完成方向的控制，不僅如此，還可以通過控制臺完成施工監測工作。

3.1注漿減磨技術的使用

在進行機械頂管的過程中，產生摩阻力的主要原因有很多種，一般有以下幾種組成：工具管氣水壓力、管壁摩擦阻力以及工具管切土正壓力。上述工程在進行頂力控制以及降低阻力的過程中使用的是注漿減磨技術。注漿減磨技術基本的原理如下：管壁跟土壁兩者之間存在縫隙，該項技術就是將觸變泥漿注入縫隙間，可以有效的降低管壁跟土壁兩者之間的摩擦力，同時進一步增加頂進力，最后促使泥漿潤滑套的形成有效的避免了崩塌事故的出現[1]。觸變泥漿的配置需要具備足夠的科學性，是由膨潤土、堿、水等成分配制構成的。如果存在特殊條件那么就需要摻入適量的石灰膏、塑化劑以及緩凝劑等外加劑，進一步強化觸變泥漿的固結力度，在進行輸送以及灌注的過程中，要求具備足夠的流動性以及可泵性。觸變泥漿有以下幾點注意事項：①需要嚴格的按照管道直徑大小來進一步確定注漿孔的布置，最好做到任何一個斷面均設置3個左右的注漿孔。②需要嚴格的按照實際情況來有效的調整灌漿的壓力，與此同時，在按灌漿孔前后順序依次完成灌漿工作。③在進行灌漿的過程中，如果出現接頭滲漏情況、管路堵塞情況以及機械故障等情況的時候，那么在順利處理之后就可以繼續頂進，如表1。

3.2管口對接技術的使用

管口對接技術實際指的是在進行泥水平衡機械頂管施的工過程中在遇到轉彎的時候使用的施工技術[2]。在實際工作中：①需要重點關注管節的正確選擇。同時依照相關的標準完成管材的現場檢查驗收，在檢查過程中，存在不合格的就需要立即退回處理，從原材上保證管口對接的質量，同時需要在進行管材運送、擱置以及起吊等過程中，我們需要使用專用的護具，在上述的基礎上避免管接口受到壓力而出現變形情況。②在進行對接管口之前，需要對管節接頭的尺寸、橡膠圈以及襯墊板等的實際位置進行檢查，對其外觀以及質地的合格性進行嚴格的檢查核對。③在接口部位涂抹薄層硅油等對橡膠不存在侵蝕性的潤滑性材料，對其進行均勻的加力，對跟上節管鋼套環同軸度提高切實的保障，與此同時還要有效的為橡膠圈不存在反轉、移位以及不露情況等提供切實的保障。在完成頂管之后。在管口部位抹成一個光滑的漸變面，與此同時需要在管內部間隙部位完成彈性密封膏的填充。在上述的基礎上，開展管口頂進工作，在此過程中需要格外注意的是注意以及觀察管材的實際余量情況，倘若出現供應不及時以及供應不到位的現象，那么就會非常容易導致周圍土體固結而摩阻力進一步加大，如果嚴重的時候就會引發軸線出現偏差以及機頭出現沉降的問題[3]。

3.3相應的應急技術措施分析

相應的應急技術措施實質上指的是在進行泥水平衡機械頂管施工的過程中，因為遇到不一致的地質情況或者是遇到其他的特殊情況而使用的一種技術處理方法，一般會存在以下幾種情況：①在土質突然變硬的情形下，需要使用掘進機上的加泥孔來完成以下工作：將水或者是泥漿加入土倉。②在出現土質突然變軟的情況下，需要將把前三節管子以及工具頭有效的連接在一起，促使上述兩者構成一個的整體，促使其剛性進一步強化，防止機頭因為出現土質變軟而出現沉陷故障。③在進行頂管施工的過程中，如果出現異常偏差或者是糾偏失敗，那么首要的工作就是在允許偏差標準內馬上停止施工，之后如實的匯報情況之后對其產生的原因進行分析。制定相應的解決對策，有效的將故障解決掉，這樣就可以繼續的頂進，切忌不要盲目的采取行動。④在進行頂管施工的過程中，如果出現管頂底土承載力太低的情況或者是存在松散土層的時候，如果條件允許就需要對管頂以及管底部位完成灌漿處理工作。

4　結束語

綜上所述，機械頂管技術的使用，首要的工作是分析具體的工程地質條件以及實際的水文地質條件，跟機械頂管技術的原理以及技術的特點有效的結合在一起，在上述的基礎上選擇科學的、合理的頂管掘進機類型。其次工作是需要在頂進的過程中，最大程度的使用相應的注漿減磨技術、管口對接技術以及頂進控制技術等。有利于為機械頂管施工的安全性、施工的進度以及施工的質量得到切實的保障。最后是在出現不同地質情況混或者是其他的特殊情況等，那么就需要使用相應的應急技術措施，得到有效的處理管理。

[1]劉同樂.大直徑長距離頂管施工技術[J].石家莊鐵路工程職業技術學院學報，2014，03（07）：101～102.

[2]王剛，趙建糧，袁海英.信陽市污水治理工程中的頂管支護施工[J].巖土工程界，2014，02（01）：333～336.

[3]梁極，康衛國，顏佩君，劉平.大直徑雨水管頂管及曲線頂管施工技術[J].城市道橋與防洪，2012，10（13）：557～558.

TU99

A

1673-0038（2015）23-0183-02

2015-5-20

王紀波（1963-），男，工程師，大專，主要從事民用工業建筑及市政基礎工程施工管理工作。