針對泥水平衡法頂管在市政工程施工中的運用研究

李麗

摘 要：近年來市政工程施工運用最多的一種方法就是泥水平衡法頂管技術，本文研究了泥水平衡法頂管施工技術運用在城市管道施工中的優點和存在問題，提出了一些思路。

關鍵詞：泥水平衡法；頂管；市政工程施工；運用

泥水平衡法頂管在城市管道施工中廣泛運用，因為它安全、快速、節約、環保。不需要大面積重挖路面，對周圍土體很少破壞，對周邊的地面和建筑物影響不大。對僅需少數工作和接收井，避免對道路的全封閉占用從而影響交通秩序。該方法對環境的要求不高，適用地質廣。因為泥水平衡法頂管具有很多其他機種無法比擬的優勢，所以才會在市政工程中大量的推廣。

一、泥水平衡法頂管施工工藝

1、施工原理。

泥水平衡法頂管機，利用加壓泥水和刀盤推動切削刀挖掘施工。壓力泥水在挖掘面泥土的表面形成一層泥膜，同時通過壓力的作用與挖掘面的土壓和地下水壓力保持動態平衡，有效地穩定挖掘面，將施工后地面沉降降低至最小。當掘進機正常工作時，進排泥閥均打開，機內旁通閥關閉。泥水從進泥管經過進泥閥進入頂管機挖掘面的泥水倉里，挖掘的泥砂經同泥水攪拌后，通過排泥管和排泥泵送到地面的泥水分離裝置。泥水分離裝置將泥砂和水分離以后，泥水再次送入刀盤循環使用。這些工序完全由中央操作盤進行遙控。

2、工藝流程。

頂管工作順序主要是：（1）、工作井和接收井的測量定位放線（2）、基坑施工（3）、安裝和調試設備（4）、安置機頭工具管（5）、開洞（6）、關節吊裝完畢，安裝接頭后開項（7）、測量和糾正偏差（8）、頂管頂進（9）、頂進接收井后機頭分離回收（10）、檢查井施工實驗（11）、驗收。

二、泥水平衡法頂管施工中注意做好以下事項

1、頂管測量和放線。

頂管測量包括工作井和接收井的控制和穩定性、頂管過程控制、對周圍環境影響的測量等一系列測量。頂管放線是在工作井內引入正確地工作井出洞和接收井的進洞口坐標，指導頂管的方向和高度，從而保證頂管軸線的精準。如果頂管軸線不準，會使工程的整體進度和質量大打折扣。實踐中經常是按設計要求并結合實際位置通過測量放出管線位置。如果想使管道按設計要求方向頂進，必須在頂進過程中對工具管進行測量和糾正。

2、頂管進出洞口的控制。這是非常重要的工序，目的是防治工具管偏離軸線。制作工作井和接收井的工程中，機頭進洞出其入土不多，工具管自重支撐僅由導軌和入土較淺的土體完成，承受力自然不高，從而可能使機頭下沉。所以機頭穿墻時就要注意技術，推進工具管時應該快速準確，土體不能長時間暴露，最好在穿墻管下輔助設置支架，此外，也可采用延伸導軌和在洞口下添加粘土等方式，以保證避免機頭下沉，保證工程安全。頂管能否順利進出口還依賴洞口密封性，因此要注意洞口止水裝置的質量，做好防水。如采用沉井制作，可選取橡膠法蘭的結構密封。在洞圈上安裝阻漿密封裝置，防治泥漿外流。

3、觸變泥漿和注入泥漿。當頂進阻力增大壓力時有可能發生塌方事故，觸變泥漿主要有膨潤土構成，頂進時將觸變泥漿注入土壁和管壁之間的縫隙里，能形成保護膜減少摩擦力，從而減少壓力。為了增加觸變泥漿的固結性，可在其中加入石灰膏，如果為了施工時增加其流動性，還要把塑化劑和緩凝劑加入其中。具體加入什么和比例要按工程實際的情況具體分析。注漿前必須檢查好設備，注漿的過程要遵循技術規律。首先，頂管頂進時，及時注漿，從而使機頭后面形成泥漿保護套。主要工具是機頭尾部的壓漿孔，頂進時機頭后面的每節管上的注漿孔補注漿。其次有注漿孔的管材下井時，必須使一個注漿孔豎直向天，注漿孔管不應過長的彎曲，以免影響注漿效果。在注漿支管上安裝單向或球形閥，預防不注漿時反流。當發生故障和堵塞、滲漏時，須及時排除障礙。

4、保證現場管材的供應。頂進時機頭重量較大，不利于長時間滯留，如機頭下沉會危及軸線，前面已經提及。已經頂管完畢的管子和周圍土體長時間不動已發生固結。所以必須及時提供所需管材，確保現場施工的快速順利進行。工作人員前期的計劃和采購必須周全。

5、沉降和位移檢測。施工技術盡量采取減少地層移動的技術措施，在開始頂進的階段對其進行監測，根據測量結果來調整和確定密封土壓倉中的土壓力值。

6、清理泥水管。在砂土層中泥水管容易出現沉淀和堵塞，由于排泥泵效率不高，當泥水管內的流速小于臨界流速時，造成泥沙沉淀才，使泥水管內泥水流動不暢通，頂管機不能推進。

可以對排泥泵定期檢查，及時更換失效機器，使用排泥管道前要進行徹底清洗。施工時應凈化泥漿，在含水量小的粘土中推進時，加大送水量，在排泥管道旁添加沉淀箱，讓雜物沉淀到其中，定期排放。

7、對控制管道及時糾偏。這是頂管施工的關鍵程序。工具管在施工中容易發生偏移，掘進的偏差會影響鋪設后的管道效果。管道糾偏基本的方法有兩種：（1）挖土糾偏法：通過在不同部位增減挖土量達到糾偏的目的。該方法適用于管道偏差較小的情況，一般偏差為10mm～20mm時采用。（2）強制糾偏法：通過在管道外部施加壓力進行糾偏。一般適用于偏差大于20mm，使用圓木或方木頂在管子偏離中心的一側壁上，另一端裝在墊有鋼板或木板的管前土壤中，待支架穩定后，利用千斤頂給管子加力，使管子得到校正。糾偏時要注意：①勤頂勤測勤糾。在頂進過程中要經常對軸線進行量測，發現偏差及時糾正。在軟弱土層中要適當提高量測次數。②盡量采用小角度糾偏。鋼筋混凝土管的糾偏角度不宜過大，不然會造成軸線彎曲和地面沉降。③重視第一節管材的質量（它要承受工具管的反復應力），并且確定它的合理長度（它將影響糾偏的靈敏度），以保證管道糾偏的效果。

社會的發展和人類的環保意識的增強，使人們對環境的要求越來越高，城市的規劃會越來越人性化。城市管道的鋪設、污水處理等工程越來越多，泥水平衡法頂管在市政工程施工中運用將越來越完善。

參考文獻：

[1]梅亮亮.既有線頂管施工安全專項方案探討[J].科技情報開發與經濟.2011（14）

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